Диалоги (сентябрь 2003 г.) - Гордон Александр (электронная книга TXT) 📗
До недавнего времени во всех учебниках, в популярной литературе мы могли прочесть, что Земле гарантировано существование в тех же условиях, в каких она существует сейчас, еще по крайней мере в течение пяти миллиардов лет. Потому что у Солнца запас еще 5 миллиардов лет безбедного существования. Это действительно так, даже более того – 7 миллиардов лет. Но не все так оказалось гладко.
Представьте себе, как работает Солнце – если объяснять на пальцах, просто. Вы знаете, что существуют термоядерные реакции. Они происходят в центре звезды. Когда звезда образовалась, весь материал, главным образом водород, под действием тяжести устремился к центру этой звезды, а как вы знаете, при сжатии газ нагревается, и он нагревается до тех пор, пока наконец не началась термоядерная реакция.
В термоядерной реакции 4 атома водорода превращаются в атом гелия, все получается прекрасно, выделяется энергия. Из ядра эта энергия постепенно проникает к оболочкам звезды, и мы видим Солнце, которое светит, имея температуру фотосферы 6 тысяч градусов. Все прекрасно. Но что происходит на самом деле в ядре?
По мере того как сгорает водород и образуется гелий, не все остается неизменным. Почему? Есть такая простая формула, что давление равно произведению числа частиц на постоянную на температуру. Если вы 4 атома водорода превращаете в один атом гелия, частиц становится меньше. В результате, казалось бы, давление должно уменьшится. Внешние оболочки только и ждут, чтобы противодействующая им энергия позволила им сжаться, и начинают сжимать ядро несколько больше. В этом сжавшемся ядре термоядерные реакции идут быстрее. И так происходит непрерывное ускорение. Быстро ли? Да нет, не быстро. За 4,5 миллиарда лет существования Солнца этот процесс прибавил в излучении 30 %. Но это же огромное время. И что будет дальше?
За миллиард лет прибавится еще 10 %. Но для Земли это оказалось не так уж безобидно. Потому что живем-то мы в узком температурном интервале. Мы сейчас жалуемся – в Москве холодно. Июнь – в Москве холодно. Но ведь разница-то составляет всего 10 градусов. Прибавьте 10 градусов, будем говорить – жарко, да? И все условия не только жизни на поверхности Земли, но и вообще все условия самого существования планеты, существования ее гидросферы связаны с тем притоком солнечной энергии, которую мы получаем каждый день. Поэтому, если этот баланс нарушить, а нарушиться он может очень легко, то возникнут всякие неприятности. Я прокомментирую несколько статей, которые в последние несколько лет появились одна за другой и которые предсказывают, что будет с планетой Земля и с другими планетами Солнечной системы. Если это интересно.
А.Г. Конечно.
Л.К. Там, во-первых, говорится о том, что даже сравнительно небольшое повышение температуры приведет к тому, что углекислый газ, которым все так недовольны и который создает парниковый эффект, начнет энергично поглощаться поверхностью. Но это не так уж и хорошо, потому что в этом случае растениям будет нечего есть. По прогнозам авторов одной из статей получится так, что за сравнительно короткое время (примерно такое же время, как нас отделяет от динозавров, это сто миллионов лет) углекислого газа для растений не останется, растения погибнут, а значит, животным нечего будет есть. Такие прогнозы были сделаны примерно в 1982-м году, и потом много критиков по этому поводу высказывали свои мнения.
Критики касались главным образом того, что этот вывод как всегда слишком категоричен. Если мы ожидаем, что роскошная природа Земли будет поставлена на край гибели благодаря тому, что углекислого газа не станет, то это, конечно, не так. Во-первых, времени вполне достаточно, чтобы растения приспособились. Во-вторых, есть такие растения, они относятся к классу С4, кукуруза, например, это высокоорганизованные растения, которые потребляют в десятки раз меньше углекислого газа, чем другие растения. Но я здесь не специалист, я не могу оперировать этим материалом вполне свободно…
А.Г. В любом случае, сто миллионов лет – время для эволюции достаточное.
Л.К. Аккуратные расчеты показали, что это даже не сто миллионов, а может быть раз в 8 больше. И тогда получается, что вроде бы вообще все прекрасно. Но не так уж прекрасно, как это кажется на первый взгляд. Потому что неумолимые изменения светимости Солнца, повышение энергии рано или поздно приведут к тому, что этот процесс дойдет до какой-то точки, а дальше начнется куда более неприятное явление.
Парниковый эффект, который существует на Венере (Александр Тихонович Василевский у вас рассказывал об этом) существует потому, что солнечная энергия проникает сквозь атмосферу к поверхности, разогревает ее и нижние слои атмосферы, а в инфракрасном диапазоне это излучение выйти обратно не может. Такие же условия могут возникнуть на Земле, причем здесь есть куда более активная штука, чем углекислый газ, это водяной пар. Он обладает чудовищным парниковым эффектом. Этот парниковый эффект может привести к тому, что температура на поверхности Земли начнет повышаться очень быстро. А это в свою очередь приведет к еще более быстрому испарению океана. Таким образом возникает положительная обратная связь. Сейчас ее нет, потому что Земля находится в более-менее стабильном состоянии, об этом можно поговорить детальнее. Но ситуация примерно такова.
Что же произойдет тогда дальше? Венера потеряла, по-видимому, свою воду не только потому, что она испарялась, но и потому, что в верхних слоях атмосферы теряли водород разрушаемые солнечным кратковолновым излучением молекулы воды. То есть молекула Н2О разбивалась на кислород и водород, и водород, как очень легкий газ, уходил в космос. Предполагается, что так Венера растеряла всю свою воду. Если этот механизм дойдет и до Земли, то нас ожидает примерно то же самое, что изображено на этой картине. То есть, тогда будет потерян весь запас воды, который есть в океанах. Разгоревшаяся поверхность выделит углекислый газ, который связан породами, о которых я говорил. И тогда начнется настоящий ад на Земле, потому что температура повысится до уровня кипения воды и выше, и жизни на поверхности Земли может не остаться.
Когда это может произойти? Я уже говорил – предполагают, что это произойдет где-то через 800 миллионов лет. Я вообще-то не знаю, почему это нас так должно интересовать, я не уверен, что человечество дотянет до этого времени. Может быть, наши потомки все-таки окажутся настолько мудры, что сумеют…
А.Г. Ну не человечество, так другие формы жизни пусть живут.
Л.К. А какие другие формы?
А.Г. Да любые высокоорганизованные формы. Мы-то можем уничтожить сами себя в два счета, это мы уже доказали, по-моему, с достаточной очевидностью.
Л.К. Но живем же.
А.Г. Пока да. Но если Земля останется пригодной для жизни, тогда есть надежда. Собственно, об этом и речь, насколько я понимаю.
Л.К. А кто может быть вместо нас?
А.Г. Ну, я же не могу за Господа Бога выступать или за эволюцию. Да кто угодно. Как только мы перестанем мешать Земле, может быть и возникнет какая-нибудь эволюционная цепочка, которая приведет к тому, что мы называем разумом.
Л.К. Я когда-то читал, что медведи очень перспективны.
А.Г. Может быть. Были созданы целые теории о том, что было бы с динозаврами, если бы они продолжали эволюционировать. Очень милый получался такой не гуманоид, но разумный динозаврик о двух ногах. Пути ж неисповедимы.
Л.К. Очень любопытно.
А.Г. 800 миллионов – вы сказали?
Л.К. Примерно так, 800 миллионов. Если через это время действительно Земля приобретет такой вид, как показан здесь, то, казалось бы, дела совсем плохи. На следующей картинке график, который не должен пугать наших слушателей. Там показано, что происходит с Солнцем. Вот линия, которая понемножку идет слева вверх, там написано «сегодня». Точка «Сегодня» – в этом состоянии находится Солнце. Вы видите, излучение Солнца уже поднялось. Показано, как излучение повышается. По горизонтали показано время жизни Солнца. И потом, повышаясь с каждой сотней лет, с каждым миллионом лет, это излучение дойдет до того, что где-то через три миллиарда лет падающей на Землю энергии будет на 40% больше.
