Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Мечта человека дотянуться до звезд, наконец, сбылась, но не совсем так, как он планировал.

В какое бы место на Земле вы ни отправились, вы повсюду найдете жизнь.

На равнинах, вершинах гор, высоко в небе, в самых глубоких впадинах океанов жизнь изобилует. Даже глубоко под землей микроскопические живые существа приспособились к условиям, которые мы посчитали бы смертельными. Жизнь — повсюду.

Кажется, что Земля чудесно приспособлена для существования жизни, но это иллюзия: на самом деле, это мы приспособлены эволюцией, как и все другие формы жизни на поверхности Земли, под ней и над ней. Вместе с Землей, меняющейся в течение миллиардов лет, менялась и жизнь. Кажется, что зародившаяся на Земле жизнь практически неминуемо будет процветать.

Мы знаем, что существуют и другие планеты в нашей Солнечной системе и даже вокруг других звезд. Если здесь такое изобилие жизни, будет логичным предположить, что она может существовать и на тех, других планетах. Они могут кишеть простыми микроорганизмами, а возможно, что в космосе существуют и более сложные формы жизни, такие, которые мы посчитали бы разумными.

Если бы это было так, что бы они о нас подумали? Представляли бы они для нас угрозу?

Чтобы понять это, начнем с короткого путешествия в прошлое — хотя мое определение «короткого» может немного отличаться от вашего.

4,6 млрд лет назад вы были рассеяны по бессчетным километрам пространства.

Я тоже. И книга, которую вы сейчас держите в руках, и одежда, которая на вас надета, и все, кого вы когда-либо знали, и всё, что вы когда-либо знали, видели, касались, о чем мечтали. Все ваши атомы были частью огромного диска — десятки миллиардов километров в поперечнике и миллион километров толщиной. Диск почти целиком состоял из водорода и гелия, но также был усеян вкраплениями из цинка, железа, кальция, фосфора и дюжины других элементов. Он медленно вращался, не разлетаясь, благодаря собственной гравитации и гравитации комковатого утолщения в середине.

За миллионы лет в центре диска накопилась материя, причем увеличивающаяся гравитация притягивала все больше вещества. Уплотняясь, материя постепенно разогревалась, и в конце концов температура в центре достигла 15 млн °С. Запустился процесс слияния ядер водорода, и именно в тот момент наше Солнце стало настоящей звездой. Светом залило все вокруг, а за светом хлынула волна субатомных частиц — зародившийся солнечный ветер.

Наружные части диска также не теряли времени — они были заняты образованием скоплений материи. Сначала комки слеплялись благодаря лишь химическим процессам. Дальше от Солнца, где температуры были низкими, образовывались кристаллы льда. Куски силикатов врезались друг в друга и слипались. В дальнейшем, по мере увеличения этих скоплений в размерах увеличивалась и их масса, а также силы тяготения. Эти планетезимали начали активно притягивать все больше материи и все быстрее — больше масса, больше притяжение, больше материи, больше масса и так далее… — и остановились только тогда, когда весь материал был израсходован. Некоторые из этих новых планет были маленькими, а другие большими. Некоторые планеты приличных размеров полностью выбрасывало из системы, когда они проходили слишком близко от больших.

Те, что выжили, имели ядро из скальных пород и толстую атмосферу. У некоторых атмосфера была толщиной в тысячи километров и никакой настоящей поверхности. Другие были меньше, наверняка с плотной атмосферой. А поверхности у них были жидкими, расплавленными от тепла, оставшегося после процесса формирования.

Когда в центре диска зажглось Солнце, на планеты обрушились его яростный свет и неистовый солнечный ветер. Мощные потоки света и выбрасываемое вещество врезались в утончившийся диск, унося прочь остающиеся обломки и расчищая пространство. В конце концов осталась только горстка планет, миллиарды астероидов и триллионы ледяных комет, обращающихся вокруг молодой, горячей звезды [60] Согласно относительно новой идее, гигантские планеты, такие как Юпитер и Сатурн, возможно, образовались путем непосредственного коллапса (называется фрагментацией) вещества в диске, а не за счет слипания при столкновениях. Этот сценарий завоевывает определенную популярность среди астрономов, но, как на самом деле родились планеты, до сих пор наверняка неизвестно. .

Родилась наша Солнечная система.

Тогда она выглядела по-другому! Юпитер находился дальше от Солнца, чем сейчас, а Сатурн, Уран и Нептун были ближе. Долгий совместный гравитационный танец привел их в нынешние положения. Во внутренней Солнечной системе Меркурий, Венера, Земля и Марс имели толстую густую атмосферу, но по мере застывания все также изменится. У Меркурия, находящегося близко к Солнцу и имеющего слабое притяжение, сорвет атмосферу, а солнечный ветер завершит начатое, унося ее прочь атом за атомом, потому что крошечная планета, не имеющая магнитного поля, оказалась ничем не защищенной от его мощного натиска.

Венера со временем утратит водород и гелий, но за миллиарды лет, благодаря химическим процессам, а также ничем не сдерживаемому парниковому эффекту, она приобретет толстую атмосферу из двуокиси углерода. Задерживая в атмосфере тепло от Солнца, планета превратится в неприступную, раскаленную, как печка, пустыню. Скальные породы на ее поверхности постоянно находятся на грани плавления.

Земля также имела плотную атмосферу, совсем не такую, как сегодня, — тогда она была больше похожа на Юпитер или Сатурн и состояла главным образом из водорода и гелия, когда-то находившихся в диске, из которого она сформировалась. Под действием тепла, поступающего от Солнца (плюс тепла, исходящего от поверхности), плотный воздух увеличивался в объеме, но между теплом и силами тяготения существовал шаткий баланс. За миллионы лет более легкие элементы были утрачены, и на планете осталась атмосфера, состоящая из двуокиси углерода, водяных паров, угарного газа, аммиака, метана и иных ядовитых газов, бо́льшая часть которых просачивалась из-под поверхности Земли.

Постепенно поверхность остыла, и над расплавленной, полупластичной мантией из скальных пород образовалась толстая корка. Тяжелые элементы, такие как железо, иридий и уран, погрузились в центр. Радиоактивные элементы распадались, генерируя тепло, добавляющееся к теплу, скрывавшемуся в недрах со времени формирования планеты. Возникли конвекционные токи, запустилось магнитное динамо, и Земля получила защиту от разрушительного солнечного ветра.