如果地球的化石燃料耗盡會發生什麼?

2020-08-21 新浪探索

  新浪科技訊 北京時間8月19日消息,據國外媒體報導,讓我們想像一下遠古地球的樣子,長滿植物的沼澤,充滿生命的海洋,還有漫步在大地上的恐龍。在這些植物和動物死去之後,埋藏在土壤之下,在3億年的時間裡經過一系列複雜的過程,變成了煤炭、石油和天然氣。現在,無數龐大的機器正源源不斷地將這些死去動植物的遺存提取出來,為人類社會的經濟發展提供動力。

  我們還能這樣堅持多久?遠古時代是否有足夠的植物和動物死亡,來永遠維持我們目前的化石燃料消耗水平?如果本世紀所有可用的化石燃料都燃燒殆盡,將有天量的二氧化碳排放到大氣中,這種在地球上前所未見的情況會產生什麼後果?

  從目前來看,世界各國並沒有表現出多少抑制化石燃料使用的意願。當然,這並不意味著世界將繼續沿著這條不歸路走下去。那麼,如果我們繼續大量消耗化石燃料,直到最終耗盡,地球氣候和人類社會將會發生什麼?對於這個問題,一些研究工程學、物理學、氣候模型和古氣候的專家提出了各自的見解。

  莎拉·卡麥可(Sarah Carmichael),美國阿巴拉契亞州立大學地球化學教授,《國家地理》探索者

  首先要考慮的是時間尺度。如果我們燃燒了所有的化石燃料,那麼在如此短的時間內排放到大氣中的二氧化碳量將在地球歷史上前所未見。即使是二疊紀末期的大滅絕事件(96%的生物滅絕)也無法與之相提並論。二疊紀末期大滅絕的主要原因是大規模的火山活動,這個過程可能就相當於燃燒了大量的化石燃料,因為火山活動發生的地點也埋藏著大量的煤和天然氣礦藏;巖漿基本上把這些燃料都燒光了,並在這個過程中向大氣中釋放了大量二氧化碳。但是,二疊紀末期大滅絕事件持續了很長時間,至少從人類的時間尺度來看如此。在地質學的時間尺度上,該事件的過程相對較短,大約為20萬年或更短時間。相比之下,我們在地球上燃燒化石燃料的歷史最多也只有200年左右,但我們已經看到了地球氣候所受到的影響。

  不過,還有一個因素使我們當下與遠古時代的比較變得相當複雜,那就是今天的大陸結構和主要山脈的位置。當歷史上發生其他大規模滅絕事件時,各個大陸所處的位置與今天非常不同。地球曾經歷過盤古超大陸的形成、演變或分裂。由於大陸的邊界不同,洋流也完全不同。當各個大陸匯集在一起時,就更可能發生糟糕的極端氣候事件。

  另一個複雜的因素是海平面,因為它與地形不斷相互作用。例如,在泥盆紀晚期——這一時期的特徵是氣候從「溫室」過渡到「冰窖」,並發生了地球歷史上另一次重大的物種大滅絕——大陸地貌導致了許多內陸、淺海和局部海洋的出現。在今天的大陸構造中,並沒有與這些地貌真正相似的部分。

  如今,地球的各個大陸所處的位置,可能使我們獲得了更多的保護,免受災難性氣候變化的影響。但是,就二氧化碳的排放速度和速率而言,我們完全處於一個未知的領域,因此我不能在這裡預測具體的情況。

  阿比蓋爾·梅希滕貝格(Abigail Mechtenburg),美國聖母大學物理學助理教授,物理實驗室副主任

  我研究的東西往往被人忽視,那就是中低收入國家醫院的停電問題。當化石燃料突然無法獲得的時候,我們就會目睹病人因電力中斷而死在醫院和其他醫療機構中,這在自然災害期間尤其嚴重。

  目前,世界衛生組織還沒有具體的政策來解決電力故障問題。世界上很大一部分人口已經面臨化石燃料短缺的問題。他們有醫療保健,但由於停電以及柴油和天然氣過於昂貴,只能死去。為什麼會這樣?這並不是石油短缺造成的,而是因為地下化石燃料的減少導致了石油價格的上漲。當然,最近價格有所下降,但即使以目前的價格,仍有一些國家的醫院在為獲得這些燃料而苦苦掙扎。

  化石燃料耗盡也將嚴重影響交通。我們之所以能在新冠肺炎疫情中堅持到現在,唯一的原因是我們還可以運輸各種物資。如果突然之間,我們不能像現在這樣飛行,全球的經濟將會被限制在半局部的條件下。

  這一切會發生嗎?這取決於人類自己的選擇。但我們也不得不生活在嚴重的不確定之中——我們無法知道會發生什麼。也就是說,我只能確定一百年後我們就完蛋了。

  愛德華·S·魯賓(Edward S。 Rubin),美國卡內基梅隆大學工程、公共政策和機械工程教授

  對這一假設問題的快速(也有些討巧)回答是,我們永遠不會完全耗盡化石燃料,因為最後一桶石油、最後1立方米天然氣,或最後1噸煤炭都將會過於昂貴,最終留在地下!相反地,我們會轉向其他可用的能源,比如可再生能源(風能、太陽能、水能、生物質能源等),或許還有核能。如果能源供應因為某種原因而受到限制,那麼能源需求就必須進行調整,以滿足那個假想世界中的可用能源供應,而這些可用能源就會得到更有效的利用。

  傑西卡·卡明斯基(Jessica Kaminsky),美國華盛頓大學土木與環境工程助理教授

  我們最終將轉向可再生的電能;如果我們還想要人類繼續存在的話,或者還想要繼續使用電燈和網際網路等等,那就沒有其他選擇。當我們停止使用化石燃料(可能是因為我們覺得環境或經濟成本太高)時會發生什麼,這個問題的答案取決於何時停止使用化石燃料,或者更確切地說,到那時科技進步的程度。具體而言,我們仍需要在電池和能量存儲方面取得突破,因為風能和太陽能發電並不總是能按需求來獲得,而且現有的存儲技術仍然成本高昂。

  如果我們過早地停止使用所有化石燃料,那就將不得不決定是接受更高的電力價格,還是更低的電力可靠性。如果在電網覆蓋的地方,我們能接受大部分時間能使用電燈,但有時使用不了的情況,那我們就不需要在昂貴的存儲設備上投資太多。在這種情況下,醫院或研究實驗室等無法接受電力可靠性下降的地方,可以需要花錢購買微電網,以補充現有的大型電網。然而,許多人甚至大多數人認為,降低電力可靠性在政治上並不可行。另一個問題是,社會是否會考慮用核能發電。我個人並不喜歡核能,因為我認為災難性故障和核廢料管理的風險太高,但有很多人不同意我的觀點,認為這是一種未得到充分利用且具有很高碳效率(沒有直接碳排放)的電力資源。

  在我看來,更有趣或至少更緊迫的問題是,當我們停止使用如此多的化石燃料來發電時會發生什麼?例如,我們在技術上已經達到有相當大比例的電力——好的地區國家又大約80%——可能來自可再生能源。這些技術的成本效益和可靠性也是相當不錯的,特別是當我們能用不同的技術滿足總電力需求的很小一部分時。隨著太陽能的成本持續直線下降,支持可再生能源的財政理由只會變得更加有力——在一些市場上,太陽能已經是低成本的選擇,不必藉助補貼。

  肯·卡爾德拉(Ken Caldera),卡內基科學研究所全球生態學名譽資深科學家

  在地球表層的沉積殼中有1000萬億噸的碳,所以我們永遠不會耗盡化石燃料。只不過,最終你為了提取碳所付出的成本要比燃燒這些碳所得到的好處大得多。

  地球上存在著豐富的風能、太陽能和核能。有了足夠的電力,就可以從水中提取氫氣,從植物中提取碳,或者直接利用大氣中的二氧化碳來提取碳,從而合成燃料。這些碳中和(實現淨碳足跡為零,即增加的溫室氣體與減少的相等)燃料可以用於長途飛機和其他需要高密度能量儲存的場景。

  我不認為化石燃料耗儘是個問題。也許更大的問題是我們沒能足夠快地耗盡化石燃料,以保護我們免受危險氣候變化的影響。(任天)

相關焦點

  • 如果地球的化石燃料耗盡會發生什麼?
    遠古時代是否有足夠的植物和動物死亡,來永遠維持我們目前的化石燃料消耗水平?如果本世紀所有可用的化石燃料都燃燒殆盡,將有天量的二氧化碳排放到大氣中,這種在地球上前所未見的情況會產生什麼後果?那麼,如果我們繼續大量消耗化石燃料,直到最終耗盡,地球氣候和人類社會將會發生什麼?對於這個問題,一些研究工程學、物理學、氣候模型和古氣候的專家提出了各自的見解。莎拉·卡麥可美國阿巴拉契亞州立大學地球化學教授,《國家地理》探索者首先要考慮的是時間尺度。
  • 全球的化石燃料何時耗盡?
    第一個想到的問題是(雖然不是最重要的問題)我們星球上的化石燃料何時耗盡?什麼是化石燃料?化石燃料是在億萬年前形成的地球上發現的生物碳氫化合物。當死去的有機物掉落到海底或江河和沼澤中,並最終被泥土和淤泥掩埋時,它承受著巨大的壓力以及微生物的厭氧消化,從而形成了富含碳的沉積物。
  • 如果有一天太陽將內部燃料用盡了,它會怎樣?地球會隨之毀滅嗎?
    ,太陽會變成什麼?根據太陽內氫的儲存量推算,太陽內部的燃料只能再支持太陽燃燒50億年,雖然50億年看起來很遙遠,但是太陽燃料耗盡之後得問題不得不引發我們的思考,太陽燃料耗盡之後,太陽會變成什麼樣,變成一個不會發光的行星,還是發生一場大爆炸,還是將整個個太陽系毀滅
  • 化石燃料或許還能用兩三百年,所有燃料用完後,人類該怎麼辦呢?
    人類每天都要從地球上大量消耗煤炭、石油和天然氣,而這些化石燃料是現代文明的重要基礎,因此可以說,現代文明離不開它們。但是問題是,人類使用的這些化石燃料實際上是地球過去數十億年的積累,根本不可能在短期內重新形成,而且按照人類的消耗速度,遲早有一天會全部耗盡。
  • 氦閃是什麼?太陽會發生氦閃嗎?太陽發生了氦閃地球會怎樣?
    氦閃是什麼?氦閃是一種強烈的天體活動,主要發生在恆星的主序星階段末期。那麼恆星為什麼會發生氦閃呢?氫作為恆星的主要燃料並不是無窮無盡的,既然不是無窮無盡的,那就必然會有耗盡的那一天,當恆星上的氫元素耗盡之後,恆星會怎樣呢?當恆星上的氫元素燃燒殆盡之後,恆星並不會因此而熄滅,恆星上的聚變反應會進入到一個新的階段。在恆星高溫高壓的環境之下,氦元素會在氫元素耗盡之後被點燃,於是氦核聚變取代了原來的氫核聚變,繼續維持著恆星的光和熱。
  • 克卜勒望遠鏡:燃料即將耗盡,時候準備說再見了
    在NASA最近發布的一份新聞稿中,克卜勒望遠鏡系統工程師查理‧索貝克(Charlie Sobeck)說:「現在我們估計,克卜勒的燃料箱大概會在幾個月內枯竭——不過它之前的表現已經讓我們驚豔了!因此,儘管我們預期克卜勒的飛行任務很快就會終結,但只要燃料還允許,我們就會繼續執行觀測任務。
  • 12歲孩子問:如果太陽爆炸會發生什麼?
    如果一個孩子問你:太陽爆炸會發生什麼?你會怎麼回答?最近,一個12歲的孩子提出了一個和他的年齡段完全不符的問題:如果太陽爆炸會發生什麼?不可否認,提出這個問題的孩子,他的思維是超前的。那麼如果太陽爆炸會發生什麼?
  • 如不控制化石燃料使用
    科技日報北京4月10日電 (記者張夢然)英國《自然·通訊》雜誌近日發表的一項氣候科學研究提出,有增無減的化石燃料使用,可能導致二氧化碳排放量在本世紀末達到5000萬年以來未見的水平。照此發展下去,數百年後,地球氣候可能會出現至少4億多年來未見的狀態。
  • 當太陽燃料耗盡變為白矮星,周圍的行星會變成什麼樣?
    太陽在大約50億年內將耗盡燃料,屆時它將膨脹成一顆巨大的紅巨星,並猛烈地釋放出熾熱的等離子體,將內行星烤得渣都不剩。接下來,不斷膨脹的冷卻氣體氣泡,會形成一個美麗的行星狀星雲,其中間就是一個白矮星,像鑽石一樣閃耀著光芒。這是離我們最近的恆星的命運,那麼行星呢?地球會發生什麼?
  • 化學反應中的能量變化-化石燃料的利用
    1.物質發生化學反應的同時,常常伴隨著能量的變化,通常表現為熱量變化,即有放熱現象或吸熱現象。2.人們利用燃燒等化學反應產生的能量發電、燒制陶瓷、冶鍊金屬和發射火箭等。3.利用爆炸產生的熱量開採煤礦、開山炸石、拆除危舊建築等。
  • 地球上的氧氣會被耗盡嗎?如果沒有氧氣,地球會變成什麼樣子?
    人類的呼吸離不開氧氣,地球上的氧氣幾乎是所有生命存在的必須元素。除了一些厭氧型生物可以在沒有氧氣的條件下生存之外,地球上所有的生命活動都離不開氧氣。氧氣就是地球贈予生命的一種的財富,但似乎被人們認為是理所當然。隨著人類對資源環境的利用,氧氣的主要來源綠色植物大量減少,那麼,氧氣會有被耗盡的那一天嗎?
  • 當我們利用化石燃料時,我們在利用什麼?
    化石燃料是多種複雜成分組合在一起的混合物,如果從化學角度出發其機理當然可以很複雜。但從能量的角度分析,我們用的其實就是從前的太陽能。化石燃料主要有兩個大頭:煤和石油,前者是主要由植物遺體形成,而後者的形成來源更為廣泛。本文主要從石油的角度進行簡單的分析。
  • 科學家:化石燃料用盡 上海等世界特大城市恐遭海水淹沒
    中國日報網9月13日電(信蓮)據外媒9月12日報導,科學家近日警告稱,如果人類繼續使用化石燃料,到燃料用盡的那天,目前世界上許多人口過百萬的特大城市都將被海水淹沒。科學家還表示,燃燒石油、天然氣和煤炭所產生的碳排放將導致南極冰蓋進一步融化,海平面大幅上升。
  • 人類會榨乾地球資源嗎?數據說明了一切,人類該怎麼辦?
    ,但是地球資源是越用越少的,很多資源已經處於了枯竭的狀態,如果人類要想長遠的發展下去的話,那麼我們只能尋找新能源。,從20世紀以來,化石燃料潛在著能源短缺危機。目前世界上各國都在使用化石燃料,但是自然界經歷幾百萬年形成的化石燃料,可能在幾百年內全部被人類耗盡。
  • 人類會榨乾地球資源嗎?數據說明了一切,人類該怎麼辦?
    隨著人口數量的不斷增長,人類對地球資源的需求量也在不斷提升,但是地球資源是越用越少的,很多資源已經處於了枯竭的狀態,如果人類要想長遠的發展下去的話,那麼我們只能尋找新能源。人類對煤炭、天然氣和石油資源過度依賴,但是這些化石燃料都是不可再生資源,從20世紀以來,化石燃料潛在著能源短缺危機。
  • 如果你掉進黑洞會發生什麼?撕碎還是壓扁?
    一旦恆星耗盡燃料燃燒,因此無法再通過輻射壓力支撐自身,融合到該點的金屬層就會全部衝向中心。然後,恆星核心可以在超新星的產生中內爆,或者,就像更大規模的恆星一樣,坍塌形成一個黑洞。如果無質量光子無法逃脫黑洞的離合器,那麼我們當然也不能。但是,如果你發現自己掉進了黑洞,你會怎麼樣呢?
  • 地球磁場倒轉頻繁,如果磁場消失?會發生什麼?地球會變成什麼樣
    地球磁場就像看不見的義大利麵條一樣圍繞在地球表面。磁場可以保護地球免受太陽粒子的影響,同時也為全球導航系統提供了基礎,它在地球生命的進化中發揮了重要作用。如果地球磁場消失了會發生什麼呢?按照這個時間尺度,可能地球上所有生物都滅絕了,地球的磁場還很好的存在著。2.地球磁場可以極迅倒轉大約每一百萬年,地球磁場會出現極性倒轉。想像一下,地球內部的一個巨大條形磁鐵被翻轉過來,地球表面磁場方向也會發生改變。
  • 如果亞馬遜森林消失的話,會發生什麼?
    如果我們不採取任何措施去阻止,我們很快就會知道了。亞馬遜雨林製造了地球上20%的氧氣,它是地球上30%的物種的家園。它還掌握著一些可以治療我們最致命疾病的秘密。如果我們破壞了亞馬遜雨林,後果將會是災難性的,全世界都會感受到。
  • 如果亞馬遜森林消失的話,會發生什麼?
    如果我們不採取任何措施去阻止,我們很快就會知道了。亞馬遜雨林製造了地球上20%的氧氣,它是地球上30%的物種的家園。它還掌握著一些可以治療我們最致命疾病的秘密。 如果我們破壞了亞馬遜雨林,後果將會是災難性的,全世界都會感受到。
  • 化石燃料燃燒常識
    在燃燒過程中,化石燃料中的碳轉變為二氧化碳進入大氣,使大氣中二氧化碳濃度增大。而二氧化碳作為一種溫室氣體具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結果是形成一種無形的玻璃罩,使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發散,其結果是地球表面變熱起來,加重了溫室效應。