人类面临的七大威胁

2016-04-29 00:00:00
科学导报 2016年30期

大地的勃然之怒:超级火山爆发

按照目前火山爆发级别的分类,超级火山爆发通常指喷发量超过1000立方千米,或火山喷发指数在VEI8级及以上的火山爆发。

1980年5月18日,美国华盛顿州斯卡梅尼亚县境内的圣海伦火山发生了一次重大爆发,夺去57人的生命,造成的损失超过10亿美元。火山的整个北坡分崩离析,火山的山顶被整整削去396米。

地质学家推测,超级火山爆发时大量物质喷射到空中,喷发的碎片从天而降,摧毁地面。不过,最重要的是爆发期间喷射到平流层中的灼热气体在全球各地散布,形成含硫酸的烟雾层并存在数年,仿佛一个罩子把地球牢牢罩住,反射并吸收太阳辐射,使上层大气变暖,阻止热量到达地球表面从而引发火山冬天,使气候系统变得极不稳定,甚至有可能开启冰川时代。

2011年1月,科学家们警告称,大陆上唯一的超级活火山——美国黄石火山或许已进入活跃期,据估计,它的威力可能是美国圣海伦斯火山的1000~8000倍,一旦喷发,后果无法估量。地质学家推算,黄石火山已喷发上百次,大约每60万年喷发一次,最后一次喷发正是在63万年前。庆幸的是,这样灾难性的超级火山爆发很罕见,已知的最近一次发生在2.7万年前的新西兰。但它不可避免,人们不知道下次超级火山爆发的时间,也不知道如何阻止其发生。

核冬天:天地或将一片昏暗

核冬天是科学家对大规模核爆炸后(如大规模核战争)天气情形的一种推测。1983年,美国天文学家卡尔·萨根与他人合写的《核冬天:多次核爆炸的全球性后果》首次阐明了该观点。

核冬天理论认为:当使用大量核武器,特别是对城市的易燃目标使用核武器,会让大量的烟和煤烟进入地球大气层。这些烟尘微粒有相当大部分直径小于1微米,能在高空停留数天乃至一年以上,它们对从太阳来的可见光辐射有较强吸收力,而对地面向外的红外光辐射的吸收力较弱,导致高层大气升温,地表温度下降,产生了与温室效应相反的作用,使地表呈现出如严冬般的景观,称为核冬天。

科学家们估计,最恶劣的一种情况是,99%的阳光或许在长达数月之内无法照耀大地,导致光合作用失效,食品异常短缺,地球表面温度可能会迅速下降数十摄氏度,动植物和人类或许都将在满天黑暗中灭绝。

但该模型忽视了烟尘必须飘到极高点才能不被雨水驱散这个因素,因而会长时间弥漫的说法不准确。萨根也承认以前对温度的估计是错误的。他说,一场全面爆发的核战争顶多会使地球北部的气温降低2摄氏度左右。就是说,全面核战争对人类的影响没有先前估计的严重,但仍难以承受。

小行星撞地球:飞来横石伤不起

小行星被普遍看作是45亿年前太阳系形成时的副产品,此后的几十亿年间,一些小行星乃至它们的陨石碎片不断光临地球。对于地球而言,小行星中真正可能对地球造成威胁的“杀手”约有2000颗。

科学家认为,直径仅为2公里的小行星就可能给人类文明带来毁灭性打击。小行星碰撞地球的能量相当于1000万颗广岛原子弹爆炸产生的能量,碰撞冲击波将毁灭半径300公里之内的任何事物。碰撞产生的灰尘和残骸还将产生“碰撞冬季”,使多数生物灭亡。如果小行星撞入海洋,将会引发巨大的海啸,将海岸线抹去,并将海水喷入大气中,破坏大气中的臭氧层,幸存者也会被暴露在足以致命的紫外线辐射下。

据媒体报道,目前美国国家航空航天局的科学家正在对一颗编号为1950 DA的小行星开展严密监视,预计在公元2880年3月16日,这颗小天体有可能与地球相撞。尽管按照目前的估算,发生撞击的可能性仅为0.3%左右,但这已经比任何其他小行星对地球构成的撞击风险高出50%以上。

不过,科学家们也同时认为,公众大可不必为此感到惊慌,即便最终确认这颗小行星的确会撞击地球,我们也还拥有数百年的预警和准备时间,届时可以改变其轨道,使其避开地球。

温室效应失控:

海洋沸腾让人难以生存

众所周知,温室效应对生命的影响亟需关注。大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温的作用类似于栽培农作物的温室,故名温室效应。

自工业革命以来,人类一直被认为是造成温度平衡失调的“元凶”,导致全球温度不断上升。科学家们警告称,可能存在一个温度的临界点,如果我们到达这一临界点,失控的温室效应可能导致温度上升至数百摄氏度,使海洋沸腾,让生命无法繁衍。

太阳衰亡:

人类灭亡或向外星殖民

太阳为地球上的万事万物提供能量,但就如人们常说的,“花无百日好”,太阳也会有寿终正寝的那一日,而地球生命的归宿与太阳的命运息息相关。

当太阳的大限到来,燃料耗尽,随着向外的力量无法平衡内部的引力,其内核会分崩离析。届时,它的外壳将不断膨胀,逐渐成为一颗红巨星。膨胀的太阳将吞没水星和金星,期间火星将停留在安全区域之内,但是地球仍处于一个变化不定的区域,这是由于地球位于这些行星之间的位置。垂死的太阳将变成一个稠密的白矮星,被炫目耀眼的行星状星云所包围。

在未来,随着太阳演变成红巨星走向生命末期,地球人类要么在宇宙中寻找新的立足之处,要么就是选择灭亡。

伽玛射线暴:人类的银翼杀手

当一颗150倍太阳质量的恒星爆炸时,将会在短短几秒钟内释放出太阳十亿年才能释放出的能量,相当于10的39次方吨爆炸物所释放的能量。这种爆炸会产生高能辐射粒子束,被称为伽玛射线暴。

伽玛射线暴发现于1967年,科学家基本可以确定,它由超大质量恒星的爆炸产生,是宇宙中最剧烈的爆炸。

伽玛射线“袭击”地球时,会破坏地球大气层平流层的分子结构,形成新的氮氧化物,使地球被一层“棕褐色的烟雾”包围,臭氧层也将遭到严重破坏。这时,紫外线强度比正常情况要强至少50倍,足以使地表生物丧命。这一时期,大多数生活在地表或接近地表的生物,尤其是海洋浅水生物几乎都灭绝了,而深水生物则幸免于难。伽玛射线的第二个影响是,大量氮氧化物使地球大气层温度下降,地表降温,进而导致冰期的来临。

最近一个新理论提出,伽玛射线暴导致了4.5亿年前的奥陶纪大灭绝。当时天空中出现了两个太阳,70%的大气和海洋生物链被破坏,75%的生物从地球上消失,脊椎动物成为了地球上新的霸主。

去年2月初,有天文学家表示,一颗距离地球大约8000光年、代号为WR 104的巨大恒星,随时都有可能发生超新星爆炸,地球正位于危险的伽玛射线暴所经过的路径上。不过,也有科学家对此提出了质疑。

全球性传染病:杀人于无形

全球性传染病曾给人类造成巨大的伤害和损失:人口骤减、家族灭亡,死亡人数远远超过战争。地球历史上曾经爆发多次传染疾病,例如,中世纪欧洲爆发的黑死病导致当时欧洲50%的人口死亡。

而那些潜伏着的疾病则是最大的威胁。其中最危险的是那些具有高传染性但症状并不明显的疾病,这意味着受到感染的人会在自己都不知道的情况下将疾病传染给他人。另外,能快速成熟的疾病也不太可能通过接种的方式来对抗。在现今流动性超高、城市格局为主的世界,拥有这三种特征的致命疾病可能会给人类带来致命威胁。

乐观主义者认为,人类可以避免愚蠢的核战争,做一个负责任的地球公民,对抗气候变化,并在疾病出现之前将其扼杀在摇篮里。至少这些情景是人类自己可以控制的,除此之外,我们只能请求物理学法则大发善心了。

另外,从统计学角度来说,超级火山最有可能最先袭击人类。因为一个极具毁灭性的超级火山爆发每10万年可能就出现一次;而伽玛射线暴和小行星造成的巨大危害可能50万年才遇到一次。其实,最有可能是上述灾难性事件“狼狈为奸”,而人类的反应又混乱一片,才可能导致人类的灭绝。刘霞