人類對能源的消耗和廢熱的產生可能會導致千年之后地球不可避免地失去宜居性。

1994至2023年30年以來全球氣溫的升幅。NOAA / NCEI

全球平均氣溫自工業革命以來一直在穩步上升。根據美國海洋大氣管理局（NOAA）的數據，自1850年以來，地球氣溫平均每10年都會上升大約0.06攝氏度。而1982年以后每10年的升幅高達0.2攝氏度，增加了三倍還多。令人擔憂的是，到本世紀中葉，這一升幅可能會上升到1.5至2攝氏度，甚至更多。這是19世紀中葉以后化石燃料使用量呈指數級增長所導致的直接后果。

如此顯著的氣溫上升幅度會給地球的宜居性帶來災難性影響。近日有一批科學家通過研究之后發現，氣溫上升于高級文明而言是一個長期問題，而并非僅局限于化石燃料的消耗。這些科學家認為，行星溫度的上升，可能是能源消耗增長所帶來的不可避免的后果。他們的這一發現還可能會給天體生物學及地外智慧文明搜尋領域帶來一系列啟發。

文明的發展最終會讓行星過熱這個觀點，實際上早在1969年就已經被蘇聯科學家Mikhail I. Budyko提出。他認為，人類使用的一切能源最終都會轉化成熱量。且這些熱量中的大部分是獨立于太陽輻射熱之外而存在的。簡單計算之后便可發現，以人類的能源消耗增長速度，其產生的熱量在200年之內便會與太陽輻射熱相當。

研究人員表示，地球的這種過熱是所有能量轉換的結果，是熱力學定律的必然結果。與“碳排放”造成的升溫相比，目前它對全球變暖的“貢獻”還微不足道，但是如果長此以往，情況就會發生改變。如果能源的消耗和廢熱的產生繼續呈指數級增長，可能會導致全球平均氣溫在下世紀額外再增長1攝氏度。而隨著其影響力的越來越大，最終地球可能會因此完全失去宜居性，地球上的所有生命都將因此而消亡。

研究人員綜合多方因素，基于熱力學第二定律建立了一個理論模型，對文明發展多久會導致它們的母星失去宜居性進行了計算。人類從1800年至2023年的能源消耗發展特點表明它不僅呈現出指數級增長的特點，而且還在不斷加速——這與同期人口的增長有相似之處。最終結論顯示，一個能源消耗量進入指數級增長的文明，其所謂“技術圈”的壽命最多可能只有1000年。

該研究的部分意義在于，發展產生的廢熱可能會給任何一個行星上的技術文明帶來不可避免的重大影響。也許一個比我們高級的文明已經懂得如何使用技術手段來防止母星的升溫；也許他們已經有能力將大部分基礎設施轉移到太空中；但也有可能這就是大部分文明難以克服的障礙。

參考
Waste Heat and Habitability: Constraints from Technological Energy Consumption
https://arxiv.org/abs/2409.06737