Sokkal hamarabb elpusztul a Föld, mint eddig hittük

A Nap élteti a Földet, de a távoli jövőben a központi csillag lesz a kék bolygó végzete is

Az asztronómia iránt érdeklődők előtt jól ismert, hogy a csillagoknak - csakúgy, mint az élőlényeknek -, megvan a saját életciklusuk; a „csecsemő", a felnőtt és öregkoruk, valamint a végzetük. A csillagoknál azonban egy-egy életszakasz hossza teljesen mást jelent mint az élőlényeknél, mert ezek tartama csak milliárd években mérhető. Ugyanez igaz a bolygókra is, hiszen a planéták sorsa elválaszthatatlan az anyacsillagukétól. Az univerzum eddig ismert egyetlen, technikai civilizáció által lakott bolygóját, a Földet ugyanaz a Nap fogja elpusztítani a kozmikus közeljövőben, ami évmilliárdokon át éltette, és megajándékozta az élet lehetőségével.

Egy fantasztikus történet, ami nem jöhetett volna létre a Nap nélkül

A G2V színképosztályba tartozó központi csillagunk, a Nap, hozzávetőleg négy és félmilliárd éve alakult ki, és ettől kezdve számít kiegyenlítettnek az energiasugárzása is. A Föld csaknem egy időben keletkezett a Nappal. A forró magmával borított földfelszín lassan kihűlt, ami miatt rengeteg vízgőz és szén-dioxid került az ősatmoszférába.

Prekambrium végi tájkép. Bő egymilliárd éve válhatott ketté az állatok és a növények evolúciós útja Forrás: imgkid.com

Amikor a lehűlő légkör hőmérséklete elérte a kicsapódási pontot, a sűrű atmoszférában felhalmozódott irdatlan mennyiségű vízgőz csapadék formájában hullott le a Föld felszínére.

Pár száz, vagy egy-két ezer évig éjjel-nappal szakadt az eső,

és az aláhulló víztömeg a megszilárdult felszín egyenetlenségeit, süllyedékeit kitöltve kialakította az első ősóceánokat, illetve a földi hidroszférát. A víz, az őstengerek váltak az élet keltetőivé.

Prekambriumi sekélytengeri öv, szárazföldi háttérrel Forrás: Violet Planet - Webnode

Az első ősi organizmusok nagyjából 3,5 milliárd éve a proterozoikumban, vagyis a földtörténeti előidőben jelentek meg, hogy bő kétmilliárd évvel később a prekambrium végére kialakuljanak a többsejtű létformák, és elkülönüljenek az állati, illetve növényi organizmusok, majd a földtörténeti óidő, a paleozoikum elejére már létrejöjjön az összes ma is ismert állattörzs.

Kambrium időszaki tengeri élettáj rekonstrukciója Forrás: Ancient Earth

A több mint félmilliárd éves evolúciós folyamat végén felbukkant egy új faj, a Homo sapiens. Az ember egyedülálló intelligenciájának köszönhetően az összes többi élőlény közül először vált képessé arra, hogy tudatosan megváltoztassa és átalakítsa a környezetét, valamint felismerje és a saját szolgálatába állítsa az őt körülvevő anyagi világ törvényszerűségeit.

A Homo sapiens az első földi faj, amely az intelligenciájának köszönhetően képes felismerni és a saját szolgálatába állítani az anyagi világ törvényszerűségeit Forrás: MTI/EPA/NASA/

Az emberi nem viharosan gyors evolúciójának végeredménye napjaink technikai civilizációja. Ez a fantasztikus történet, az élet, az emberi faj és a technikai civilizáció kialakulása aligha jöhetett volna létre és maradhatott volna fenn az életető központ csillag, a Nap nélkül. A Nap azonban kozmikus idősíkon mérve a nem is annyira távoli jövőben mindazt el fogja pusztítani, amit jelenleg éltet és fenntart.

A Föld talán el tud menekülni a vörös óriássá felfúvódó Nap elől

A Nap a Tejútrendszert alkotó csillagok átlagánál valamivel nagyobb tömegű és fényesebb égitest. Az asztronómusok definíciója szerint a Nap egy G2V színképosztályba tartozó fősorozatbeli csillag, ami hozzávetőleg 4,5 milliárd éve alakult ki, és nagyjából ugyanennyi ideig fog még itt tartózkodni, vagyis a tömegében és luminozitásában (fényességében) eddig nem lesz számottevő változás.

A Nap egy fősorozatbeli G2V színképosztályú csillag Forrás: NASA/Solar Dynamics Observatory

A Nap tömegének közel 75 százalékát alkotja a hidrogén, ami a magban uralkodó hatalmas nyomáson és hőmérsékleten héliummá fuzionál. A termonukleáris fúzióból felszabaduló energia adja végeredményben a Nap számunkra éltető erejét. Mindaddig, amíg ez az egyensúlyi állapot fennmarad, a Nap sugárzásában nem lesz lényeges változás. Persze, hogy mit tekintünk ebből a szempontból lényeges változásnak, teljesen mást jelent az asztronómia, illetve a magfizika, és ugyancsak mást a földi élet szempontjából.

Egy napkitörés képe a látható fény tartományában Forrás: NASA/SDO/AIA/Goddard Space Flight Center

Sokak számára ismert az a körülmény, hogy nagyjából 4-4,5 milliárd év múlva a Nap - miután elégette a hidrogénkészletét -, vörös óriássá fog felfúvódni. A felfúvódás miatt a Nap térfogata jelentősen megnövekszik, és egyes számítások szerint maximális kiterjedése idején el fogja érni a jelenlegi földpályát. Korábban számos ismeretterjesztő munka ezt a pillanatot tekintette a Föld végzetének, azt sugallva, hogy a felfúvódó Nap elemészti az anyabolygónkat. Ez a folyamat a legújabb kutatások alapján meglehetős pontossággal modellezhető, és merőben mást mutat a korábbi feltételezésekhez képest.

A Nap élteti a Földet, de a távoli jövőben a központi csillag lesz a kék bolygó végzete is Forrás: Science Photo Library/MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Mark Garlick/Science Photo Libra

Noha való igaz, hogy a felfúvódó Nap légköre maximális kiterjedése idején eléri majd a jelenlegi földpályát, csakhogy, a Föld ekkor már jóval távolabb fog keringeni az életveszélyessé vált központi csillagtól. A vörös óriássá való felfúvódása során a Nap ugyanis tömegének mintegy kétharmadát elveszíti, ezért lecsökken a gravitációs ereje is. A felfúvódás nem egyenletes folyamat, hanem összehúzódások és tágulások sorozatából áll, ami a bolygópályák megzavarásához (perturbációjához) vezet.

A felfúvódó Nap elviselhetetlen, pokoli forróságot okoz majd a Földön Forrás: Pixels

E gravitációs zavar miatt a Föld a Naptól távolodó spirális mozgásba kezd még azt megelőzően, hogy elérhetné a külső naplégkör, és eltávolodva a jelenlegi pályasíkjától valószínűleg elkerüli, hogy „felfalhassa" a Nap. De még mielőtt megnyugodva fellélegeznénk, meg kell ismerkednünk egy ennél jóval korábbi, vészjóslóbb, és valóban végzetes forgatókönyvvel.

Matematikai bizonyossággal közelít az elkerülhetetlen végzet

A Föld jelenleg a Nap úgynevezett lakhatósági zónáján belül, kereken 149,9 millió kilométer távolságra kering a központi csillagtól. A Nap felszíni hőmérséklete, ami 5780 K (Kelvin), hosszú évmilliárdok óta stabil, és ez biztosítja a Föld viszonylag kiegyenlített, az élet számára kellemes klímáját. Ez az állapot egy ideig még stabil is marad, de nagyjából 900 millió – egymilliárd év múlva, tehát jóval korábban, hogy a Nap vörös óriássá válna, illetve kikerülne a fősorozatbeli ágból, történni fog egy „apró", ám a Föld lakhatóságára nézve végzetes változás.

A napnak jelenleg stabil a felszíni hőmérséklete Forrás: Spaceweather.com

Két asztrofizikus, K. Schröder, a University of Sussex (Nagy Britannia), valamint R. Smith, a Universidad de Guanajuato (Mexikó) kutatói alapos modellszámításokat végeztek a Nap hátralévő élettörténetének prognosztizálására. Schröder és Guanajuato modelleredménye szerint a Nap hozzávetőleg egymilliárd év múlva éri el a maximális luminozitását, ami miatt a napfelszín hőmérséklete 50 K-el megemelkedik. Ha ezt a jelenlegi stabil felszíni hőmérséklettel – 5780 K – hasonlítjuk össze, jelentéktelennek tűnik a változás.

Csakhogy, az 50 K hőmérséklet emelkedés 26 %-os energianövekedést eredményez,

aminek viszont már drámaiak a következményei. A Nap intenzívebb energiasugárzása a földi atmoszféra gyors felforrósodásához vezet.

Művészi fantáziarajz a Föld forró katlanná vált felszínéről, és a hatalmasra duzzadt Napról Forrás: Pixels

Rövid időn belül a felszínközeli régió hőmérséklete hasonlóvá válik a Vénusz jelenlegi +400 - +450 Celsius fokos hőmérsékletéhez. A hidroszféra megsemmisülése már ezt megelőzően elkezdődik; az óceánok és felszíni vizek elpárolognak, a vízgőzzel telítődő atmoszféra üvegházhatása pedig még tovább gyorsítja a felmelegedési spirált.

A Föld az élet számára elviselhetetlenül forró, kietlen pusztasággá válik,

ahol még a legprimitívebb és legellenállóbb mikroorganizmusoknak sem lesz esélyük a túlélésre; a tejes pusztulás matematikai bizonyosság.

A Föld felszínén pokoli, megsemmisítő hőmérsékletet fog okozni a napsugárzás energiaszintjének megnövekedése Forrás: Pixels

Ha a földi élővilág, illetve az evolúció eddigi történetének 3,5 milliárd éves idősíkját vesszük alapul, akkor a legnagyobb valószínűséggel 900 millió – egymilliárd év múlva lesz még élet a bolygón, aminek a Nap ekkor aktuális fényességnövekedése vet véget. Az emberi civilizáció viszont nem lesz szemtanúja és elszenvedője ennek a kataklizmának; egymilliárd év múlva ugyanis már semmi sem fog arra emlékeztetni, hogy egykor a Homo sapiens hitte magát a Föld örökös urának.