研究表明，地球在未來可能會進入一種“混沌狀態”

長達數十億年的歷史中，地球的氣候模式曾經出現了多次巨大的變化，過去的研究表明，地球以往的氣候模式的轉變通常都是外部因素所驅動的，比如說超級火山噴發、小天體的撞擊、太陽的活動或者地球公轉軌道的變化，而從目前的情況來看，地球的氣候模式正在進入一個由人類活動快速驅動的嶄新階段，這樣的情況在過去的地球上從未發生過。

也就是說，地球未來的氣候會變成什麼樣子，很大程度上都取決於人類在未來的活動，正因為如此，科學界一直在致力於研究人類活動會對地球氣候造成什麼樣的影響。

近日，一個來自波爾圖大學物理和天文學系的研究團隊發表論文稱，研究表明，如果人類活動對地球氣候的影響沒有得到有效的控制，那麼地球在未來就可能會進入一種不可預測的“混沌狀態”（Chaotic Behaviour）。

根據該團隊的天體物理學家奧爾夫·貝爾托拉米 （Orfeu Bertolami）的介紹，這項研究中使用了一種被稱為“邏輯對映”（logistic map）的數學方法對地球未來的氣候進行了模擬，該方法非常適合描述一個系統中的某些變數不斷增長並達到某種極限的情況。

正如我們所知，人類活動對地球氣候影響最大的就是溫室氣體（主要是二氧化碳）的釋放，由於自然界無法有效地清除人類釋放的溫室氣體，這些溫室氣體就會不斷地在地球大氣層中累積，並引發額外的溫室效應，從而導致地球的平均氣溫持續上升。

（注：太陽的短波輻射會讓地球表面的溫度升高，在此之後，地球表面的熱量又會透過長波輻射“反射”回太空，在這個過程中，地球大氣層中的溫室氣體會吸收一部分長波輻射，進而使地球表面與大氣層的溫度增高，這就被稱為溫室效應）

所以在此次研究中，“溫室氣體的釋放量”就成了天體物理學家預測地球未來氣候的主要變數，預測結果表明，如果人類在未來能夠採取有效的措施來控制溫室氣體的釋放量，那麼最好的情況就是，在未來的幾十年裡，溫室氣體的釋放量將達到一個極限，在此之後就不會繼續增加。

在這種情況下，地球的平均氣溫就將會穩定在一個更高的溫度上，儘管這仍然對人類造成不利的影響，比如說更多的冰川融化導致海平面上升，或者更多的極端天氣，但從總體上來看，地球的氣候至少還是穩定的，具體點講就是，地球上依然會存在有規律並且可重複的氣候模式。

那麼最壞的情況是什麼呢？研究人員得出的預測結果為，如果溫室氣體的釋放量沒有得到有效的控制，那麼在未來的時間裡，地球的平均氣溫將會不斷上升，地球也將會逐漸趨於混亂，當其超過一個臨界值的時候，地球的氣候系統就會進入一種不可預測的“混沌狀態”。

在這種狀態下的地球氣候將會變得沒有規律可循，可能會在某些年份裡，地球氣候會顯得比較“平靜”，而在更多年份裡，極端高溫、極端低溫、極端乾旱、極端降水等惡劣的天氣將會非常頻繁地在地球上出現，就算我們非常明確地知道地球系統的當前情況，也無法去預測地球在未來會出現什麼樣的氣候。

簡單來講就是，屆時地球上的氣候模式將變得一片混亂，人類也將失去控制和推動地球氣候保持平穩並有利於人類乃至整個地球生物圈宜居的能力。

當然了，地球不可能一直都處於這種狀態之中，在經過漫長的時間之後，地球的氣候應該會轉變到另一種平穩模式，然而從地球過去的歷史來看，地球氣候的每一次巨大變化，都會導致很多生物從此退出地球的舞臺，所以如果這樣的事情真的發生了，那麼人類無疑就會面臨著非常嚴峻的考驗。

顯而易見的是，在上述的“最好的情況”和“最壞的情況”之間，並不存在“不好不壞的情況”，因為如果做不到“最好的情況”，那地球的平均氣溫就會一直不停地上升，地球也將會因此而逐漸趨於混亂，直到進入“混沌狀態”，不同的只是“快”與“慢”的問題。

那麼，地球在未來會進入“混沌狀態”嗎？對於這個問題，該團隊的天體物理學家奧爾夫·貝爾托拉米給出的答案是，雖然目前的情況不容樂觀，但如果人類現在就採取有效的措施還為時不晚。

參考資料：

Alex E。 Bernardini， Orfeu Bertolami， Frederico Francisco， Chaotic Behaviour of the Earth System in the Anthropocene。

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