物理學(xué)家警告說(shuō)，地球可能會(huì)陷入混亂

物理學(xué)家計(jì)算出，人類活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)的影響可能導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的混亂，從中無(wú)法恢復(fù)。

使用構(gòu)思的理論進(jìn)行建模超導(dǎo)電性由葡萄牙波爾圖大學(xué)的亞歷克斯·貝納迪尼（Alex Bernadini）領(lǐng)導(dǎo)的物理學(xué)家團(tuán)隊(duì)在今年的一篇預(yù)印本論文中表明，在某個(gè)點(diǎn)之后，我們將無(wú)法恢復(fù)地球氣候的平衡。

研究表明，有限的人類活動(dòng)可能導(dǎo)致一個(gè)沒(méi)有回頭路的溫室地球。他們?cè)?a>論文于2022年4月發(fā)布在預(yù)印本服務(wù)器arXiv上，該服務(wù)器仍有待同行評(píng)審。

“《公約》的含義氣候變化是眾所周知的（干旱、熱浪、極端現(xiàn)象等），“物理學(xué)家Orfeu Bertolami告訴Live Science去年。

“如果地球系統(tǒng)進(jìn)入混沌行為區(qū)域，我們將失去以某種方式解決問(wèn)題的所有希望。

幾年來(lái)，極端天氣事件似乎更頻繁地發(fā)生。野火肆虐，暴風(fēng)雨肆虐，氣溫升高創(chuàng)下新紀(jì)錄.氣候科學(xué)家警告說(shuō)，這是人類活動(dòng)的結(jié)果，例如燃燒化石燃料、森林砍伐和農(nóng)業(yè)增加。

這導(dǎo)致了一個(gè)新的地質(zhì)時(shí)代的提出：人類世，這一時(shí)期，人類活動(dòng)對(duì)整個(gè)地球系統(tǒng)（包括地圈、生物圈、水圈和大氣圈）產(chǎn)生了重大而顯著的影響。

人類世將遵循全新世，全新世始于11,700年前，科學(xué)家們提出它的開(kāi)始時(shí)間大約在20世紀(jì)中葉——核時(shí)代的頂峰。貝爾納迪尼和他的同事們決定將從全新世到人類世的轉(zhuǎn)變建模為相變，并據(jù)此計(jì)算其未來(lái)軌跡。

相變很常見(jiàn)。該術(shù)語(yǔ)是指材料如何從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。固體熔化成液體，液體沸騰成氣體。金屬?gòu)恼顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)狀態(tài)。其中每一種都有一個(gè)臨界點(diǎn)，在這個(gè)臨界點(diǎn)上，一個(gè)平衡狀態(tài)會(huì)深刻地轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)。

地球系統(tǒng)不是一種物質(zhì)，但研究表明，相變建?？捎糜陬A(yù)測(cè)氣候變化取得了一些成功。Bernadini和他的同事們使用金茨堡-朗道理論– 為模擬超導(dǎo)性而開(kāi)發(fā) – 并根據(jù)溫度將其應(yīng)用于人類世，從全新世平衡點(diǎn)開(kāi)始。

現(xiàn)在，人類的影響是有限的。我們的世界擁有有限數(shù)量的可居住空間，有限數(shù)量的資源，以及我們可以利用它們的速度。鑒于這種最大容量，研究人員決定使用人類世相變的可能結(jié)果繪制物流地圖，一個(gè)探索復(fù)雜結(jié)果甚至混亂如何從一個(gè)簡(jiǎn)單的點(diǎn)演變的工具。

他們的研究結(jié)果表明，我們不一定會(huì)走向某些氣候厄運(yùn)。我們可能會(huì)遵循一個(gè)相當(dāng)有規(guī)律和可預(yù)測(cè)的軌跡，其終點(diǎn)是在比我們現(xiàn)在更高的平均溫度點(diǎn)上穩(wěn)定氣候。那是。。。還是不是很好，給定致命影響我們已經(jīng)看到了人類和其他動(dòng)物.

但在更極端的一端，地球陷入了浩劫。這意味著地球系統(tǒng)演變成混沌行為——極端的季節(jié)性波動(dòng)和天氣事件——這排除了對(duì)系統(tǒng)未來(lái)行為的預(yù)測(cè)，使其無(wú)法緩解。這意味著，如果不是不可能的話，要想恢復(fù)穩(wěn)定的氣候是極其困難的。

“將人類活動(dòng)劃分為多個(gè)組成部分，我們研究了一個(gè)案例，其中只有兩個(gè)組成部分遵循邏輯地圖并相互交互，”研究人員寫(xiě)道.

“即使對(duì)于這個(gè)簡(jiǎn)單的情況，我們也觀察到地球系統(tǒng)平衡點(diǎn)出現(xiàn)了混沌行為。如果人類活動(dòng)的某些組成部分實(shí)際上遵循邏輯地圖，這會(huì)導(dǎo)致潛在的重要后果，考慮到我們生活的全球系統(tǒng)的物理局限性，這是一個(gè)非常合理的假設(shè)。

這個(gè)結(jié)果不是不可避免的，這在某種程度上是一種解脫。但是，研究人員表示，我們需要將其視為設(shè)計(jì)未來(lái)緩解氣候變化和管理地球系統(tǒng)的戰(zhàn)略的真正可能性。

該團(tuán)隊(duì)的論文出現(xiàn)在預(yù)印本服務(wù)器上arXiv的.

本文的早期版本發(fā)布于 2023 年 6 月。

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