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太陽會有休眠期嗎?這是一個問題,因為有很多新聞喜歡標題黨或者斷章取義吸引眼球,搞得圍觀群眾真假難辨,我們先解決下這個問題才能繼續(xù)下文的討論。 太陽存在休眠期嗎?太陽是一顆恒星,它遵循恒星的發(fā)展規(guī)律,從赫羅圖上我們可以發(fā)現(xiàn)太陽仍然是一顆主序星,而且它將繼續(xù)在主序帶上存在數(shù)十億年。從主序星這個定義中我們可以了解到,只是恒星一生中最穩(wěn)定,也是時間最久的那個階段! 在太陽內(nèi)核大約四分之一半徑內(nèi),太陽的質(zhì)子鏈反應正在發(fā)生,太陽巨大的質(zhì)量產(chǎn)生的引力勢能條件下,氫的同位素氕正聚變成氘,曾經(jīng)有科學家認為以太陽的質(zhì)量不可能讓氕聚變,但后來量子力學發(fā)現(xiàn)的隧穿效應解決了太陽這個尷尬的難題,但無論如何,太陽內(nèi)部的聚變正在源源不斷的發(fā)生! 太陽會休眠嗎?完全不會,只要太陽內(nèi)核還有氫元素,那么聚變就一刻不停?那么它會耗盡嗎?肯定會,但耗盡后太陽將進入下一個階段,也就是脫離主序星后的紅巨星,在這個階段太陽可不是休眠了,而是更暴躁,因為氫元素耗盡,內(nèi)核沒有熱壓力而收縮,原本被輻射層擋在外部氫元素會補充進來,在更高溫的條件下聚變速度更快,能量更充足,這會有兩個結果,前者熱壓力更高,導致太陽膨脹成紅巨星,后者氦廢料更多,將會導致內(nèi)核質(zhì)量增加達到氦元素聚變條件。 此時內(nèi)核氦元素已經(jīng)達到了簡并態(tài),聚變后并不能根據(jù)熱壓力調(diào)節(jié),將會經(jīng)歷短暫而又劇烈的失控核聚變過程,這就是氦閃。 之后太陽會反復經(jīng)歷這個收縮、氦閃的階段,一直到外殼脫離成為行星狀星云,太陽正式死亡,在太陽這一生中,沒有休眠時間,只有正常發(fā)光-膨脹-狂暴-最后死亡成為白矮星! 所謂的太陽休眠期是怎么樣的?冰川期是怎么發(fā)生的?其實到現(xiàn)在為止仍然難有統(tǒng)一的說法,大都解釋為多個因素的綜合影響,即使是距離現(xiàn)代最近的“明清小冰期”意見上也難以統(tǒng)一,明清小冰期指的是從17世紀開始到20世紀初期結束的一段寒冷期,包括歐洲,整個北半球溫度下降,而冬季降雪線南移的一個時期!在這個時期有在歐洲已經(jīng)有了比較完整的天文特別是太陽的觀測記錄,得以讓我們從中猜測發(fā)生的原因。 蒙德極小期 在太陽黑子周期觀測中,有一個11年的規(guī)律,這大家都知道,因為在二十一世紀初曾經(jīng)科普過這個黑子周期,所以可能大媽都知道。但太陽活動還有一個長周期,從1600年有數(shù)據(jù)觀測以來,并沒有明顯的周期出現(xiàn),但有太陽黑子活動偏少的時間段,其中最著名的就是太陽學家愛德華·沃爾特·蒙德收集整理的1645-1715年間,太陽黑子非常少見,因此這個時間段就以他的名字來命名。 所以蒙德極小期并不是一個太陽活動的名字,而是不同黑子活動周期的統(tǒng)計時間段,上圖為各個統(tǒng)計的時間段各位可以參考。 太陽黑子數(shù)、英格蘭中部溫度與ipcc的北半球溫度重建比較,大致上吻合程度還是比較高。 火山噴發(fā)影響 另外有學者認為“明清小冰期”的概括并不充分,因為同期北半球許多地區(qū)也出現(xiàn)了暖冬的跡象,不過也有學者指出,這和熱帶溫暖海水影響的大氣環(huán)流有關,而各地出現(xiàn)的整體寒流影響是顯而易見的。也有相關持反對意見的認為,并非只有太陽影響,同期的火山活動更是致命推手。 從這個時間節(jié)點上來看似乎也比較吻合,因為大量火山灰進入環(huán)流后會導致陽光無法到達地面,地球獲得的總輻射能下降,似乎有充足的理由。 未來會出現(xiàn)冰川期嗎?人類如何應對?上文已經(jīng)說明,冰川期的出現(xiàn)是綜合因素導致的結果,可能局部比如火山噴發(fā)+太陽活動低潮期會產(chǎn)生傳說中的小冰期,但真正的冰川期從理論上來看仍然需要更多的證據(jù),比如: 大型地質(zhì)活動,暴露出來的巖層會吸收大量二氧化碳等導致溫室效應下降 或者米蘭科維奇循環(huán)(塞爾維亞的地球物理學家兼天文學家米盧廷·米蘭科維奇的氣候變化理論,他認為地球的軌道傾角與進動影響地球氣候) 或者地質(zhì)運動導致洋流改變方向等 除了地球本身的因素其他則是太陽活動影響 不過所有的可能都不太可能在短期內(nèi)發(fā)生, 地質(zhì)史上最近150萬年來的冰期/間冰期時間對比,期間從4萬年縮短為1萬年,最近的冰期發(fā)生在1萬2千年以前,人類已經(jīng)學會御寒,因此并沒有在地球上消失。不過根據(jù)間冰期,似乎下一個冰川期即將到來? 我們相信現(xiàn)代人更不可能出現(xiàn)大規(guī)模的滅絕事件,不過冰期有一個問題必須要面對,即氣溫下降可能導致農(nóng)作物大量減產(chǎn),而地球大量人口所需的糧食無法保證,這才是人類要面對的直接問題。 |
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