Журнал Наука и Техника (НиТ) - «Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 08 (15)

Метановые облака над поверхностью Титанаскрывают целые этановые моря

Такой увидел атмосферу Титаназонд “Гюйгенс”, доставленный аппаратом “Кассини”

Очень интересное вещество может скрываться и в глубинах планет-гигантов. Это водород, который становится сверхкритическим флюидом при 33,3К и давлении 12,8 атм. О поведении сверхкритического водорода в качестве растворителя известно очень мало, но история изучения сверхкритических флюидов подсказывает, что свойства вещества в этом состоянии способны изменяться неузнаваемо. Главное, чтобы газ успел стать флюидом до того, как он нагрелся до слишком высокой температуры, когда все полимеры распадаются. Похоже, что сверхкритический водород в Юпитере вряд ли может стать колыбелью жизни. Дело в том, что и температура, и давление газа в атмосфере растут с удалением от поверхности. И надо, чтобы критическое для перехода давление было достигнуто раньше, чем температура перевалит за приемлемый для жизни предел, например 300К. Согласно расчетам (а в Юпитер пока что смог погрузиться только зонд “Галилео”, который достиг глубины 150 км), на той глубине, где температура переваливает за 300К, давления явно не хватает, а ниже становится слишком жарко для углеводородной жизни. Предполагать же кремниевую жизнь в Юпитере не приходится: если кремний в нем и есть, то только в глубоко лежащем твердом ядре. А так — все больше соединения водорода, углерода и азота. На меньших гигантах условия более благоприятны: на Сатурне водород должен стать флюидом в том слое атмосферы, где температура не превышает 300К, а на Уране и Нептуне — при 160К.

Следующая остановка — у Сатурна. Там есть уникальная планета— Титан. Как показал зонд “Гюйгенс”, который аппарат “Кассини” уронил на поверхность Титана в 2005 году, на нем вполне могут быть целые моря из этана, над которыми идут метановые дожди. Их берега укрыты метановым снегом и водяным льдом. Этот необычный мир оказался очень холодным: температура его поверхности 95К. Метан же замерзает при 90К и кипит при 109К, а этан — при 184К.

Если есть жидкость, вполне может быть и жизнь, тем более что углеводороды — отличный растворитель. Более того, химики любят работать именно с такими растворителями (например, с гексаном — температура кипения 342К), поскольку вода со своим нуклеофильным кислородом и кислотным водородом никак не способствует благополучному проведению сложных химических реакций с органическими веществами. Вот какие аргументы приводит профессор Флоридского университета Стивен Беннер в поддержку идеи о зарождении жизни в этановом океане. “Омыт многих химиков говорит, что разнообразие реакций, которые можно проводить с органическими веществами в углеводородах, ничуть не меньше, чем в водном растворе. В воде трудно использовать водородные связи для формирования супрамолекулярных структур. В этане водородные связи могут стать основой формирования структур гипотетической формы жизни; из-за низкой температуры они окажутся значительно крепче, чем в условиях Земли. Углеводороды с полярными группами могут быть углеводородофобными, так, ацетонитрил разделяется с гексаном на две фазы. А разделение на фазы — непременное условие жизни: только так можно изолировать внутреннее пространство организма от внешней среды. Высокая реакционная способность воды приводит к разрушению тех органических веществ, которые не стойки к гидролизу. А в углеводородном океане не придется об этом заботиться, значит, жизненно важные реакции окажутся проще. Отсюда следует неизбежный вывод: если жизнь представляет собой свойство химических реакций, то она должна быть на Титане. Если же ее там нет, то придется признать, что жизнь вовсе не обязательное свойство реакций с участием углеродных молекул в тех условиях, когда эти молекулы стабильны. Это будет означать, либо что жизнь в принципе появляется редко, либо что Земля — исключение из правил. Либо — что жизнь возможна только в воде”.

Ваганов А.

Куда вывезет кривая демографической глобализации — к всеобщему процветанию или гибели цивилизации, — пока приходится только строить прогнозы.

Выпущен очередной Доклад Римскому клубу. В его основе — монография знаменитого российского ученого Сергея Петровича Капицы «Global Population Blow-up and After» (русская версия названия: «Общая теория роста человечества»). В Москве прошло специальное заседание Никитского клуба и Комитета «Экология и здравоохранение» Европейского делового конгресса, на котором были обсуждены основные результаты этого исследования.

Так совпало, что 12 октября прошлого года правительство России одобрило законопроект, согласно которому за рождение второго и каждого последующего ребенка женщины получат от государства по 250 тыс. рублей так называемого материнского капитала. Понятное дело, это решение обставлялось как реальная, действенная мера, которая непременно исправит катастрофическую демографическую ситуацию в современной России. Однако…

«Доплаты женщинам дополнительных денег за рождение ребенка ничего не исправят, — уверен известный российский ученый, действительный член Римского клуба, профессор C.П. Капица. — Причины глубже — в глобальном демографическом переходе. Демографы отрицали (и отрицают во многом до сих пор) глобальную демографию».

В основе модели глобального демографического развития, предложенной Сергеем Капицей, — квадратичный закон роста населения Земли: медленное вначале развитие все ускоряется, и по мере приближения к 2000 году оно устремляется в бесконечность демографического взрыва. Рост — круче экспоненциального. Причем формулы, описывающие поведение этой демографической кривой, хорошо изучены в физике и годятся, например, при плавлении льда и других фазовых переходах.

Сергей Петрович Капица

«До рубежа 2000 г. население нашей планеты росло с постоянно увеличивающейся скоростью, — отмечает С.П. Капица. — Тогда многим казалось, что демографический взрыв, перенаселение и неминуемое исчерпание ресурсов и резервов природы приведет человечество к катастрофе. Однако в 2000 г., когда население мира достигло 6 млрд., а темпы прироста населения — своего максимума в 87 млн. в год, или 240 тыс. человек в сутки, скорость роста начала уменьшаться. Более того, и расчеты демографов, и общая теория роста населения Земли указывают, что в самом ближайшем будущем рост практически прекратится. Таким образом, население нашей планеты в первом приближении стабилизируется на уровне 10–12 млрд. и даже не удвоится по сравнению с тем, что уже есть. Переход от взрывного роста к стабилизации происходит в исторически ничтожно короткий срок — меньше ста лет, и этим завершится глобальный демографический переход».