Un jour dans le futur, les océans de la Terre bouilliront, détruisant toute vie à la surface de la planète et la rendant complètement inhabitable. Ce réchauffement climatique est en quelque sorte inévitable: le réchauffement progressif subi par le Soleil se produit en raison de l'épuisement progressif du carburant à l'intérieur de l'étoile. Cependant, il existe un moyen de garder la Terre habitable si nous développons une solution à long terme: la migration de la Terre entière. C'est possible?
Nous devons déterminer à quel point il fera chaud et à quelle vitesse cela se produira afin de déplacer la Terre à un rythme.
La façon dont toute étoile obtient son énergie est de fusionner des éléments plus légers dans des éléments plus lourds dans le noyau. Notre Soleil, en particulier, synthétise l'hélium à partir d'hydrogène dans les régions où la température centrale dépasse 4 000 000 degrés. Le plus chaud, le plus rapide le taux de synthèse; au cœur même du noyau, la température atteint 15 000 000 degrés. Cette vitesse est presque toujours constante. Au fil du temps, le pourcentage d'hydrogène en hélium change et l'intérieur se réchauffe un peu plus sur des milliards d'années. Et lorsque l'échauffement se produit, on observe ce qui suit:
- la luminosité augmente - plus d'énergie est émise avec le temps
- le luminaire augmente légèrement de taille, le rayon augmente de plusieurs pour cent tous les milliards d'années
- sa température reste presque toujours constante, variant de moins de 1% par milliard d'années.
Tout se résume à un fait gênant: la quantité d'énergie qui atteint la Terre augmente lentement avec le temps. Tous les 110 millions d'années, la luminosité solaire augmente d'environ 1%. Cela signifie que l'énergie atteignant la Terre augmente également de 1% à peu près au même moment. Lorsque la Terre était plus jeune de quatre milliards d'années, notre planète recevait 70% de l'énergie qu'elle reçoit aujourd'hui. Et dans un ou deux milliards d'années, si nous ne faisons rien, des problèmes importants se formeront sur Terre. À un moment donné, la température de surface atteindra 100 degrés Celsius. Autrement dit, les océans vont s'évaporer.
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Comment pouvons-nous atténuer cela? Il existe plusieurs solutions possibles:
«Nous pouvons installer une série de grands réflecteurs au point L1 de Lagrange pour empêcher une partie de la lumière d'atteindre la Terre.
«Nous pouvons géo-concevoir l'atmosphère / l'albédo de notre planète afin qu'elle reflète plus de lumière et en absorbe moins.
«Nous pouvons sauver la planète de l'effet de serre en éliminant les molécules de méthane et de dioxyde de carbone de l'atmosphère.
«Nous pouvons quitter la Terre et nous concentrer sur la terraformation de mondes extérieurs comme Mars.
En théorie, tout peut fonctionner, mais cela demandera des efforts et un soutien considérables.
Cependant, la décision de migrer la Terre vers une orbite éloignée peut devenir définitive. Et bien que nous devions constamment déplacer la planète hors de son orbite pour maintenir la température constante, cela prendra des centaines de millions d'années. Pour compenser l'effet d'une augmentation de 1% de la luminosité du Soleil, la Terre doit être éloignée de 0,5% du Soleil; pour compenser l'augmentation de 20% (soit plus de 2 milliards d'années), la Terre doit être déplacée de 9,5% plus loin. La Terre ne sera plus à 149,6 millions de km du Soleil, mais à 164 millions de km.
La distance entre la Terre et le Soleil n'a pas beaucoup changé au cours des 4,5 milliards d'années. Mais si le Soleil se réchauffe et que nous ne voulons pas que la Terre rôtisse complètement, nous devrons envisager sérieusement la possibilité d'une migration planétaire.
Cela demande beaucoup d'énergie! Déplacer la Terre - ses six sept milliards de kilogrammes (6 x 1024) - loin du Soleil modifierait considérablement nos paramètres orbitaux. Si nous éloignons la planète de 164 millions de kilomètres du Soleil, il y a des différences évidentes:
- La Terre tournera autour du Soleil 14,6% plus longtemps
- pour maintenir une orbite stable, notre vitesse orbitale doit passer de 30 km / s à 28,5 km / s
- si la période de rotation de la Terre reste la même (24 heures), l'année ne sera pas 365, mais 418 jours
- Le soleil sera beaucoup plus petit dans le ciel - de 10% - et les marées causées par le soleil seront plus faibles de quelques centimètres
Si le Soleil gonfle et que la Terre s'en éloigne, ces deux effets ne sont pas tout à fait compensés; Le soleil apparaîtra plus petit de la Terre.
Mais pour amener la Terre aussi loin, nous devons faire de très grands changements énergétiques: nous devrons changer l'énergie potentielle gravitationnelle du système Soleil-Terre. Même en tenant compte de tous les autres facteurs, y compris le ralentissement du mouvement de la Terre autour du Soleil, nous devrons changer l'énergie orbitale de la Terre de 4,7 x 1035 joules, ce qui équivaut à 1,3 x 1020 térawattheures: 1015 fois les coûts énergétiques annuels engagés humanité. On pourrait penser que dans deux milliards d'années, ils seront différents, et ils le sont, mais pas beaucoup. Nous aurons besoin de 500 000 fois plus d'énergie que ce que l'humanité génère dans le monde aujourd'hui, et tout cela servira à mettre la Terre en sécurité.
La vitesse à laquelle les planètes tournent autour du soleil dépend de leur distance par rapport au soleil. La lente migration de la Terre à 9,5% de la distance ne perturbera pas les orbites des autres planètes.
La technologie n'est pas la question la plus difficile. La question délicate est bien plus fondamentale: comment obtenir toute cette énergie? En réalité, il n'y a qu'un seul endroit qui satisfera nos besoins: le soleil lui-même. Actuellement, la Terre reçoit environ 1500 watts d'énergie par mètre carré du Soleil. Pour obtenir suffisamment de puissance pour migrer la Terre dans le bon laps de temps, nous devrons construire un réseau (dans l'espace) qui collectera 4,7 x 1035 joules d'énergie, uniformément, sur 2 milliards d'années. Cela signifie que nous avons besoin d'un réseau de 5 x 1015 mètres carrés (et 100% d'efficacité), ce qui équivaut à la surface entière de dix planètes, comme la nôtre.
Le concept d'énergie solaire spatiale est en développement depuis longtemps, mais personne n'a encore imaginé un réseau de cellules solaires mesurant 5 milliards de kilomètres carrés.
Par conséquent, pour transporter la Terre sur une orbite sûre plus loin, un panneau solaire de 5 milliards de kilomètres carrés, 100% efficace, sera nécessaire, dont toute l'énergie sera dépensée pour pousser la Terre sur une autre orbite d'ici 2 milliards d'années. Est-ce physiquement possible? Absolument. Avec la technologie moderne? Pas du tout. Est-ce pratiquement possible? Avec ce que nous savons maintenant, presque certainement pas. Traîner une planète entière est difficile pour deux raisons: premièrement, à cause de l'attraction gravitationnelle du soleil et à cause de la massivité de la terre. Mais nous avons juste un tel Soleil et une telle Terre, et le Soleil se réchauffera indépendamment de nos actions. Jusqu'à ce que nous trouvions comment collecter et utiliser cette quantité d'énergie, nous aurons besoin d'autres stratégies.
Ilya Khel
