Jednog dana u budućnosti će se okeani Zemlje zakuhati, uništavajući sav život na površini planete i čineći ga potpuno neprihvatljivim. Ovo globalno zagrijavanje je u izvjesnom smislu neizbježno: postupno zagrijavanje koje je doživjelo Sunce nastaje zbog postupnog izgaranja goriva unutar zvijezde. Međutim, postoji način da Zemlju omogućimo stanovanje ako razvijemo dugoročno rješenje: migraciju cijele Zemlje. Je li moguće?
Moramo shvatiti koliko će biti vruće i koliko brzo će se dogoditi kako bismo Zemljom kretali tempom.
Način na koji bilo koja zvijezda dobiva svoju energiju spajanjem lakših elemenata u teže u srži. Naše Sunce, posebno, sintetizira helij iz vodika u područjima gdje temperatura jezgre prelazi 4.000.000 stupnjeva. Što je toplije, to je brža brzina sinteze; u samom srcu jezgre temperatura doseže 15.000.000 stupnjeva. Ova brzina je gotovo uvijek konstantna. S vremenom se postotak vodika u heliju mijenja, a unutrašnjost se zagrijava malo više milijardi godina. A kada dođe do zagrijavanja, promatramo sljedeće:
- povećava svjetlinu - vremenom se emitira više energije
- svjetlo se malo povećava, radijus se povećava za nekoliko posto za svaku milijardu godina
- njegova temperatura ostaje gotovo uvijek konstantna, varirajući za manje od 1% na milijardu godina.
Sve se svodi na jednu neugodnu činjenicu: količina energije koja stigne do Zemlje polako se povećava s vremenom. Za svakih 110 milijuna godina solarna svjetlost se povećava za oko 1%. To znači da se energija koja doseže Zemlju također povećava za 1% u otprilike isto vrijeme. Kad je Zemlja bila četiri milijarde godina mlađa, naš je planet primio 70% energije koju danas prima. U narednih godinu ili dvije milijarde godina, ako ništa ne učinimo, na Zemlji će se pojaviti značajni problemi. U nekom trenutku temperatura površine porast će na 100 Celzijevih stupnjeva. Odnosno, oceani će isparavati.
Promotivni video:
Kako to možemo ublažiti? Postoji nekoliko mogućih rješenja:
Na točku L1 Lagrange možemo ugraditi niz velikih reflektora da spriječimo da svjetlost ne dosegne Zemlju.
„Možemo geoinženjerirati atmosferu / albedo našeg planeta tako da ona odražava više svjetla i manje apsorbira.
„Možemo spasiti planet od efekta staklene bašte uklanjanjem molekula metana i ugljičnog dioksida iz atmosfere.
„Možemo napustiti Zemlju i usredotočiti se na oblikovanje vanjskih svjetova poput Marsa.
U teoriji, sve može uspjeti, ali trebat će ogroman napor i podrška.
Međutim, odluka o migraciji Zemlje na udaljenu orbitu može postati konačna. I iako ćemo morati neprestano udaljavati planet iz orbite kako bismo održavali temperaturu konstantnom, trebat će stotine milijuna godina. Da bi se kompenzirao učinak povećanja Sunčeve svjetlosti za 1%, Zemlja mora biti udaljena 0,5% od Sunca; da bi se kompenzirao porast od 20% (to jest, preko 2 milijarde godina), Zemlja se mora pomaknuti za 9,5% dalje. Zemlja više neće biti 149,6 milijuna km od Sunca, već 164 milijuna km.
Udaljenost od Zemlje do Sunca nije se mnogo promijenila u posljednjih 4,5 milijardi godina. Ali ako se Sunce ugrije i ne želimo da se Zemlja potpuno isprazni, morat ćemo ozbiljno razmotriti mogućnost planetarne migracije.
Potrebno je puno energije! Pomicanje Zemlje - svih njenih šest kilograma septila (6 x 1024) - od Sunca značajno bi promijenilo naše orbitalne parametre. Ako pomaknemo planet od Sunca 164.000.000 km, postoje očigledne razlike:
- Zemlja će se vrtjeti oko Sunca za 14,6% duže
- za održavanje stabilne orbite naša orbitalna brzina mora pasti s 30 km / s na 28,5 km / s
- ako razdoblje rotacije Zemlje ostane isto (24 sata), godina neće biti 365, već 418 dana
- Sunce će na nebu biti mnogo manje - za 10% - a plima koju uzrokuje sunce će biti slabija za nekoliko centimetara
Ako Sunce nabrekne na veličinu i Zemlja se odmakne od njega, ova dva efekta nisu sasvim nadoknađena; Sunce će se pojaviti manje od Zemlje.
Ali da bismo Zemlju doveli toliko daleko, moramo napraviti vrlo velike energetske promjene: trebat ćemo promijeniti gravitacijsku potencijalnu energiju sustava Sunce-Zemlja. Čak i uzimajući u obzir sve ostale čimbenike, uključujući usporavanje Zemljine kretanja oko Sunca, morat ćemo promijeniti Zemljinu orbitalnu energiju za 4,7 x 1035 džula, što je ekvivalent 1.3 x 1020 teravatnih sati: 1015 puta više od godišnjih troškova energije čovječanstvo. Čovjek bi pomislio da će za dvije milijarde godina biti drugačije, a oni jesu, ali ne puno. Trebat će nam 500.000 puta više energije nego što čovječanstvo danas proizvodi širom svijeta, a sve će to ići u pomicanje Zemlje na sigurno.
Brzina kojom se planeti okreću oko sunca ovisi o njihovoj udaljenosti od sunca. Spora migracija Zemlje na 9,5% udaljenosti neće poremetiti orbite ostalih planeta.
Tehnologija nije najteže pitanje. Škakljivo je pitanje mnogo temeljnije: kako nabaviti svu tu energiju? U stvarnosti postoji samo jedno mjesto koje će zadovoljiti naše potrebe: samo sunce. Trenutno Zemlja prima oko 1500 vata energije po kvadratnom metru od Sunca. Da bismo dobili dovoljno energije za migraciju Zemlje u pravom vremenu, morat ćemo izgraditi niz (u svemiru) koji će ravnomjerno prikupiti 4,7 x 1035 joula energije tijekom 2 milijarde godina. To znači da nam je potreban niz veličine 5 x 1015 četvornih metara (i 100% efikasnost), što je ekvivalentno cijelom području deset planeta, poput naše.
Koncept svemirske solarne energije razvija se već duže vrijeme, ali još nitko nije zamislio niz solarnih ćelija veličine 5 milijardi kvadratnih kilometara.
Stoga će za prijenos Zemlje u sigurnu orbitu dalje, biti će potreban solarni panel površine 5 milijardi četvornih kilometara, 100% učinkovit, čija će se sva energija utrošiti na guranje Zemlje u drugu orbitu u roku od 2 milijarde godina. Je li to fizički moguće? Apsolutno. Sa modernom tehnologijom? Nikako. Je li to praktično moguće? S onim što sada znamo, gotovo sigurno ne. Povlačenje čitavog planeta teško je iz dva razloga: prvo zbog gravitacijskog povlačenja sunca i zbog ogromnosti zemlje. Ali imamo upravo takvo Sunce i takvu Zemlju i Sunce će zagrijavati bez obzira na naše postupke. Dok ne smislimo kako prikupiti i iskoristiti ovu količinu energije, trebat će nam druge strategije.
Ilya Khel