Ричард Докинз - Человек в космосе. Отодвигая границы неизвестного [сборник litres]

Люди, занимающиеся планетарной защитой, провели те же вычисления. Количество астероидов можно сравнить с числом пуль в нашем мысленном эксперименте, но последствия теперь зависят от размера астероида, а не от направления дула. Чем больше астероид, тем страшнее последствия – вплоть до полного вымирания (как показал пример динозавров). Но оценить последствия тоже чрезвычайно сложно. Насколько большим должен быть астероид, чтобы стереть человечество с лица земли? Пять километров? Десять? А насколько большим он должен быть, чтобы вызвать экологическую катастрофу и потерю сельскохозяйственной продукции, ведущую к голоду и вымиранию? Один километр? Три километра? Эти вычисления затруднительны, потому что мы не понимаем до конца механизмы нанесения урона, а системы Земли сложны и связаны друг с другом нелинейно.

Существуют доказательства что десятикилометровый астероид, положивший конец динозаврам, еще и навсегда изменил нашу планету: сначала напрямую – создал огромный кратер и облака космического мусора. Взрыв выплеснул в атмосферу часть свой энергии (100 миллионов мегатонн), и та нагрелась до неизвестных нам значений. Атмосфера была забита таким количеством пыли и мусора, что стала непрозрачной, а это привело к долгосрочному изменению ее состава и многолетней суровой зиме. Результатом стало массовое вымирание, но его конкретный механизм все еще неизвестен, и об этом ведутся научные споры.

К счастью, столкновения с астероидами такого размера происходят примерно раз в 100 миллионов лет, и на сегодняшний день риск столкновения с таким большим астероидом исключен, потому что мы его уже обнаружили бы (но все еще существует ненулевая вероятность падения большой кометы). И хотя у нас почти нет доказательств, что даже одно из остальных четырех доисторических массовых вымираний было вызвано столкновением, сейчас мы своими руками создаем потенциальное шестое массовое вымирание, грозящее нашему собственному виду.

Пятикилометровый астероид в диаметре наполовину меньше убийцы динозавров, но его масса меньше в восемь раз, так как объем пропорционален диаметру в кубе. Масса – лучший показатель «размера», чем диаметр, по-этому при столкновении с пятикилометровым астероидом деструктивной энергии будет в восемь раз меньше. Но астероидов такого размера гораздо больше, так что на Землю они попадают чаще (примерно каждые 30 миллионов лет). В этом временном интервале на Земле не случалось массовых вымираний, так что разумно полагать, что столкновение с такими объектами не влечет за собой уничтожения – по крайней мере, не каждый раз. Но, основываясь на расчетном энерговыделении (около 10 миллионов мегатонн) и количестве обломков и мусора, можно говорить о том, что и падение пятикилометрового астероида приведет к глобальной катастрофе и гибели миллиардов людей.

Как и в случае с частично заряженными револьверами в нашем мысленном эксперименте, количество астероидов снижается по мере увеличения их размера (и послед-ствий столкновения). Существуют веские физические доказательства, подкрепленные данными геологических находок, что менее масштабные столкновения могут иметь локальные, региональные или даже континентальные по-следствия, но не приводить к значительным изменениям климата и глобальным катастрофам. Значит, есть некий порог массы астероида, за которым следует глобальная катастрофа, хотя мы и не знаем точно, где проходит эта черта. Больше того: черта эта подвижна. Астероид, упавший на суше, может высвободить огромное количество CO 2, нагревающего планету, или вызвать огненные бури, ведущие к многолетней зиме. Но если тот же астероид упадет в океан, изменение климата может вовсе не быть таким критическим. Порог глобальной катастрофы не только не известен точно, но и сам по себе размыт.

В 1994 году Кларк Чапмен и Дэвид Моррисон опубликовали первую комплексную оценку рисков падений астероидов. Высчитывая последствия падения небольших астероидов, ученые основывались на уроне, который способен нанести ядерный взрыв такой же мощности (эти данные мы получили в ходе атмосферных ядерных испытаний и с помощью законов масштабирования). Для более крупных астероидов законы масштабирования перестают работать, так как на сцену выходят глобальные послед-ствия. Исследователи эвристически экстраполировали кривую до предполагаемой черты глобальной катастрофы (астроида размером от 1,5 до 3 километров в диаметре), за этой чертой, по их предположениям, погибнет четверть населения планеты. Так они получили относительно разумную «кривую вымирания» для приблизительной оценки риска, чтобы с помощью этого графика решить, как снижать этот риск.

Риск столкновения с астероидом совершенно аналогичен угрозе глобального потепления. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) создала схему, иллюстрирующую такой метод оценки риска. Перед вами график (см. рисунок 25) распределения вероятности какого-либо события или эффекта (черный), степени связанных с этим последствий (пунктир) и итогового риска (заливка), который представляет собой площадь под кривой – произведение двух других кривых. График слева использует данные о последствиях, нелинейно растущих в зависимости от события или эффекта. Он показывает, что наиболее вероятное событие или эффект (лучшая оценка или пик на черной кривой) не является основным фактором, определяющим риск. Это происходит от того, что риск пропорционален области под кривой, образующей заштрихованную площадь, и на него значительно влияют менее вероятные, но более тяжелые в плане последствий события. График справа иллюстрирует ситуацию, когда возможен переход черты, за которой глобальное потепление или падение астероида приведет к глобальной катастрофе и миллиардам смертей. Площадь, заданная заливкой, и, соответ-ственно, конечный риск гораздо выше, когда не исключена вероятность глобальной катастрофы.

Рисунок 25. Источник: Межправительственная группа экспертов по изменению климата

В отличие от мысленного эксперимента с револьверами, где количество пуль дискретно для каждого из трех сценариев, распределение размеров астероидов и чув-ствительности климата непрерывно. Если бы мы были злыми богами со сколь угодно большим количеством Земель для экспериментов, мы могли бы использовать эти распределения для проведения статистически значимого числа экспериментов, многократно разрушая наше творение и кладя на алтарь науки большое количество наших детей. Что касается угрозы падения астероидов, мы могли бы поражать Землю случайными ударами в количестве, пропорциональном плотности населения, и складывать количества погибших. Для изучения климатической угрозы мы могли бы менять количество CO 2, варьируя химический состав и непрозрачность атмосферы, и смотреть, что произойдет. Альтернативный вариант (для великодушного и смертного ученого) – использование массированного компьютерного моделирования по методу Монте-Карло – стандартная процедура для оценки рисков. Однако «убийственный потенциал» и астероидов, и глобального потепления сложен и плохо изучен. В случае с астероидами особенно трудно просчитывать по-следствия падения в океан, потому что в научном сообще-стве нет консенсуса о том, как в результате такого падения возникает цунами. Существует еще большая неопределенность в отношении угрозы глобального потепления и воздействий астероидов, ведущих к изменяющим климат глобальным катастрофам, поскольку климат представляет собой нелинейную динамическую систему с неизвестными пороговыми величинами и реакциями. Но чем выше неопределенность, тем выше оцениваемый риск.