Том Джексон - Взламывая планету Земля

Вода присутствует во всех частях Земли. Большая часть водяного пара сконцентрирована в нижнем слое атмосферы. Здесь не показана вода, содержащаяся в мантии Земли, там ее может быть больше, чем на поверхности.

Рингвудит — это форма силиката магния, которая формируется при высоком давлении и температуре, обнаруженных в мантии Земли на глубине примерно в 600 км. По кристаллам рингвудита можно точно сказать, что они образовались при участии воды. Значит, верхний слой мантии очень влажный и содержит в 3 раза больше воды, чем поверхность Земли.

Существуют кристаллы циркона, возраст которых превышает 4,4 млрд лет. Это говорит о том, что часть Земли была в то время твердой и такой и осталась. Однако крайне важно, что для образования цирконов нужна жидкая вода. В тяжелой атмосфере молодой Земли, состоявшей из углекислого газа, вода оставалась жидкой до 230 °C. В таких условиях водяной пар формировал в атмосфере первые облака и выпадал первыми дождями в самые первые дни истории планеты. Вода собиралась в местах, которые теперь стали океаническими бассейнами, и собирается там до сих пор. Однако пришла ли вся вода, что мы видим сейчас на поверхности, из недр Земли, или большая часть попала к нам из космоса?

Мировой океан на планете Земля выглядит впечатляюще, но он не самый большой в Солнечной системе. Европа — второй по величине спутник Юпитера, вся его поверхность полностью состоит изо льда, с ущельями, трещинами и вулканами, которые извергают слякоть вместо лавы. Приливные силы Юпитера деформируют спутник, и под ледяной коркой сохраняется оптимальная температура для жидкости, то есть воды. Внутренний океан Европы может находиться на глубине 100 км и содержать в 3 раза больше воды, чем все океанические бассейны Земли.

Слово «комета» в переводе с греческого означает «волосатая звезда», намекая на полосатый хвост, который формируется у этой незваной гостьи. Однако ей больше подходит имя «грязный снежный ком», потому что кометы состоят из спрессованного льда, смешанного с пылью и сажистыми веществами. Кометы прибывают из дальних мест Солнечной системы и представляют собой материалы, оставшиеся после образования планет. Возможно, большой запас воды на Земле появился от миллионов комет, врезавшихся в нее в первые сотни миллионов лет ее существования. В 2004 году для исследования кометы Чурюмова — Герасименко (также известной как 67P) в космос был запущен европейский космический аппарат «Розетта». Через 10 лет он встретился с кометой далеко за пределами орбиты Марса. Спускаемый аппарат был отправлен изучать поверхность кометы и работать с орбитальным аппаратом над изучением химических сигнатур в воде (кроме всего прочего). Вода на 67P отличалась от воды на Земле. Пожалуй, наши океаны все же не имеют отношения к космосу.

В 1988 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований впервые зарегистрировало Большое тихоокеанское мусорное пятно. Даже воды открытого океана оказались загрязнены пластиковыми отходами. Через 30 лет была запущена система очищения.

Разработка методов очищения океана от пластика и прочего мусора — это один из способов решения проблемы. Другой способ — использовать меньше пластика и обеспечить его правильную утилизацию.

Большое тихоокеанское мусорное пятно сформировалось из смываемых в Тихий океан отходов, которые за десятилетия скопились в мусорный остров. Это место циркуляции течений, где воды океана медленно превращаются в петлю. Такие места есть во всех океанах, но именно это, в северной части Тихого океана, особенно загрязнено. Виной тому — безответственная утилизация пластика (преимущественно из Азии). Мусорный остров лежит между Гавайями и Калифорнией и совсем не похож на пластиковый плот, как можно было бы ожидать. Его нельзя распознать с неба или спутника, так как кусочки пластика очень маленькие и расположены на большом расстоянии друг от друга. Тем не менее, по словам исследователей, пластик покрывает площадь в 1,6 млн км 2, а в центральной части пятна на квадратный километр приходится по 100 кг мусора. Это 80 000 тонн пластика и 1,8 трлн кусочков. Помимо этого мусорного пятна, частицы пластика обнаруживают везде, от глубоких океанических впадин до арктических льдов.

В 2018 году некоммерческая организация «Оушен Клинап» запустила программу по извлечению мусора из Тихого океана с помощью бонового заграждения. За 2 месяца реальных испытаний они собрали 2 тонны пластика, стало очевидно, что система нуждается в улучшении. Организация собирается развернуть в Тихом океане еще 60 двухкилометровых очистных систем.

Сегодня исследователи Земли — это неотъемлемые участники любой группы космических исследований. Их навыки нужны для проектирования космических кораблей, которые помогут постичь загадки других планет, как науки о Земле помогли понять нашу планету.

Более 99 % известных нам планет находятся за пределами Солнечной системы. Большую часть экзопланет мы не сможем увидеть даже в телескоп, но это должно измениться с появлением Чрезвычайно большого телескопа. Такой телескоп с диаметром зеркала в 40 м строят в Чили. Создатели говорят, что с его помощью мы сможем ясно увидеть экзопланеты и даже определить химический состав их атмосфер.

В 1960 году Юджин Шумейкер однозначно продемонстрировал, что породы из космоса имеют тот же состав, что и земные. Однако развивающаяся быстрыми темпами космическая наука не нуждалась в дополнительном поощрении, чтобы отправиться взглянуть поближе на соседние спутники и планеты. Первые межпланетные миссии осуществляли, облетая планеты, что позволяло рассмотреть их поближе в течение нескольких минут. Они помогали выявить особенности поверхности и проанализировать химический состав атмосферы. В 1971 году планетология сделала большой шаг вперед благодаря миссии НАСА «Маринер-9» — запуску межпланетной станции на орбиту Марса. Орбитальная станция смогла произвести съемку местности почти всей поверхности красной планеты, открыв такие особенности рельефа, как гора Олимп (вулкан, более чем в 2 раза превышающий Эверест, настолько большой, что занял бы всю Аризону) и долины Маринера — обширную систему каньонов глубиной 7 км.