http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-08-01
——行星比预想更易进入失控的温室效应阶段
本报记者 陈 丹 综合外电
今日视点
金星有时候被称为地球的另一个“邪恶的双胞胎”，这是因为，大小、质量和密度都与地球相近的金星，被认为历史上也曾拥有与地球类似的环境，但如今的它却是一个十足的炼狱：金星是太阳系中表面温度最高的行星，达到460摄氏度，足以使铅、锌融化；更糟糕的是，金星大气被高浓度二氧化碳所笼罩，并且还有厚重有毒的浓硫酸云层，生命在金星上根本无从立足。科学家认为，这一切的罪魁祸首就是“失控的温室效应”。
而现在，一项新的研究表明，我们所居住的地球也可能面临同样的命运。据每日科学网站报道，美国和加拿大的研究人员在7月28日的《自然·地球科学》杂志上报告说，行星很可能比以前认为的更容易过度升温，从而进入失控的温室效应阶段，最终变成一个扼杀一切生命的超级“大火炉”。
什么是失控的温室效应
为何金星会温室效应失控，而地球却暂时得以幸免？这其实与它们在太阳系中所处的位置有关。简单说就是，金星距离太阳近，而地球位于宜居带内。恒星宜居带的内缘被认为是温室效应失控的“防线”。
被失控的温室效应接管的行星，其吸收的太阳热量会多于自身散发出去的热量，一旦这种平衡被打破，整个星球将变得过热，直接导致全球性的地表水蒸发，水蒸气充斥在大气中，而水蒸气是一种强效的温室气体，这意味着它会如饥似渴地吸收热辐射，使热量富集，又进一步加剧气候变暖。由此循环下去，水分完全蒸干后的行星将变得炽热，让生命难以为继，就像现在的金星一样。
行星比预想的更易温室效应失控
在20世纪90年代创建的模型表明，地球距离太阳足够远，失控的温室效应可能不会发生。太阳辐射到地球上的热量远不如金星上的那么炽烈，科学家进行的能量平衡计算显示，比起吸收的太阳辐射，地球上蒸腾的大气实际上会将更多的热量散发进太空。
但此后，科学家进一步修正了测量水和二氧化碳吸收不同波长光的方法。为了了解地球现在的状况，加拿大维多利亚大学的科林·戈德布拉特带领的研究团队建立了一个新的模型，并发现，这些细微的修正其实已经“改变”了能量平衡。研究的结论是，启动温室效应失控过程的热辐射阈值其实没那么高，这意味着进入这个阶段可能比以前认为的更容易。
“宜居带变得更窄了。”论文第二作者、威斯康星大学天文学博士后研究员泰勒·罗宾逊说。
虽然还需通过进一步的研究加以验证，但这一结论可能会导致对宜居带的范围进行重新校准，太阳系内一些宜居行星的“候选身份”可能因此被撤销。“从我们的角度看，这些星球正处于随时落入危险境地的边缘——它们正站在温室效应失控的门槛之外。”罗宾逊说。
地球会变成失控的“温室”吗
上述研究结论同样也适用于地球。新的能量平衡计算结果认为，目前地球上热呼呼的大气似乎吸收的热量比散发出的热量更多，因此，温室效应失控的确可能发生。事实上，新的模型表明，如果没有云来散射阳光并将大量热量反射回太空，帮助降低温度，地球可能早就无法避免温室效应失控了。“云层将这一天的到来推迟了。”戈德布拉特说。
根据戈德布拉特的计算，地球要变成一个失控的“温室”，大气中的二氧化碳浓度必须达到大约30000ppm(1ppm=百万分之一)，但就算我们烧光了地球上所有可用的化石燃料储量，也不可能出现这种情况。用研究人员的话来说就是，地球也会进入温室效应失控阶段，但那是在大约10.5亿年以后。
不过，不确定性仍然存在，因为如果地球确实已经接近失控边缘的话，云层会如何表现，这是我们无法保证的。利用现代的立体气候模型也无法模拟这种极端的气候。
德国马克斯—普朗克气象研究所的马克斯·波普正试图开发可模拟温度达到120摄氏度景象的模型，这已经远超导致温室效应失控的临界温度。但他同时指出，由于缺乏如此炎热气候的观测记录，开发过程将会很难。
美国伊利诺伊大学气候科学家雷蒙德·皮尔霍姆伯特评论说，对能量平衡的计算结果进行更新是一项很有价值的工作，“但我认为，我们仍然是安全的”。
[新浪网-科技日报]