Чтение онлайн

Огромная мощность, высвобождаемая ГВ, означает, что даже если бы один из них произошел на большом расстоянии от Земли, наша планета все равно была бы залита излучением (при условии, что всплеск был направлен в нашу сторону). Далекий ГВ мог бы нанести такой же ущерб озоновому слою Земли, как и близкая сверхновая. Следует сказать, что этот вывод является предметом споров. ГВ, несомненно, мощнее сверхновых, но они заканчиваются гораздо быстрее: они выбрасывают большую часть своей энергии менее чем за минуту. Следовательно, только половина планеты будет непосредственно затронута всплеском; другая половина защищена от взрыва массой планеты. Конечно, ущерб от затронутой стороны планеты может распространиться и вызвать всемирное разрушение, а вторичные эффекты могут вызвать дальнейшие проблемы, но при нашем нынешнем уровне знаний можно утверждать, что озоновый слой планеты защитил бы поверхностную жизнь от последствий ГВ — если только ГВ не произойдет слишком близко, конечно, и в этом случае планета поджарится. Однако, если придерживаться пессимистической точки зрения и согласиться с выводом, что ГВ могут влиять на биосферы планет на больших расстояниях, то у нас есть возможный стерилизующий агент для Галактики.

Предположим, тогда, что ГВ действительно может уничтожать «высшие» формы жизни на огромных просторах космоса; объедините это с предсказанием некоторых теорий образования ГВ о том, что всплески были более частыми в прошлом, и вы получите разрешение парадокса Ферми, предложенное Джеймсом Эннисом.[331] Предложение простое. В прошлом ГВ эффективно стерилизовали планеты до того, как любые формы жизни в Галактике имели шанс развить разум. Только теперь, когда частота событий уменьшилась и ГВ стали менее распространены, у цивилизаций появилось время для возникновения.

С предложением Энниса нет ничего особенного в Земле; люди здесь не потому, что нашей планете повезло избежать катастрофического события. В нашей Галактике могут быть десятки тысяч ВЦ на той же или близкой стадии развития. У всех них было бы столько же времени на развитие, сколько было у жизни на Земле: время с момента последнего ГВ, взорвавшегося в Галактике. Неоспоримо, что ГВ происходят и обладают поразительной мощностью; они, безусловно, стерилизуют любую близлежащую планету, которой не повезет оказаться на линии огня. Оптимисты SETI — те, кто утверждает, что технологически развитые ВЦ распространены — должны, таким образом, столкнуться с неприятным выводом: в течение Вселенского Года бесчисленные цивилизации оказывались в пределах досягаемости ГВ. Многие развитые цивилизации должны были быть поглощены огнем.[332] Лично я, однако, считаю маловероятным, что ГВ способны стерилизовать целую галактику, и поэтому я не согласен с тем, что ГВ сами по себе разрешают парадокс Ферми.

Решение 61: Планетная система — опасное место

Человек никогда не бывает достаточно бдителен к опасностям, которые угрожают ему каждый час. Гораций, Оды, II.13

Разрушение может прийти из удручающе длинного списка галактических опасностей, но некоторые угрозы лежат гораздо ближе к дому.[333] Мы уже упоминали самую очевидную проблему: падение метеорита. Крошечные метеориты падают на Землю каждый день; объекты среднего размера приземляются каждые несколько лет; крупные объекты — скажем, 20 км в ширину — падают каждые несколько сотен миллионов лет. Хотя крупные метеориты падают на Землю нечасто, когда они падают, они вызывают полное опустошение. Если бы астероид шириной 20 км ударил по Земле сегодня, он почти наверняка убил бы каждого человека. Умножьте небольшую вероятность события на количество людей, которое оно убьет, и вы получите вероятность смерти на человека для этого события. Оказывается, что в среднем за человеческую жизнь шанс погибнуть от падения метеорита примерно такой же, как погибнуть в авиакатастрофе. Странно тогда, что мы тратим огромные суммы на безопасность полетов и практически ничего на обнаружение объектов, сближающихся с Землей, которые могут уничтожить нашу цивилизацию. Предположительно, ВЦ также должны бороться с угрозой, создаваемой падением метеоритов, поскольку эти объекты будут обычным явлением в планетных системах. Но существует много других опасностей, и ниже я обсужу еще несколько.

Рис. 5.11 Художественное представление падения астероида на Землю. Если бы такой объект упал на нашу планету сегодня, как мы знаем, такие объекты падали в прошлом, то человеческая жизнь почти наверняка была бы уничтожена. (Предоставлено: НАСА/Дон Дэвис)

Земля-снежок

Угрозы цивилизации не обязательно исходят из космоса. Недавние данные — в частности, обнаружение ледниковых обломков вблизи уровня моря в тропиках — предполагают, что на протяжении геологической истории Земля неоднократно покрывалась слоем льда. Одно событие могло произойти 2,5 миллиарда лет назад,[334] и за последние 800 миллионов лет могло быть четыре таких так называемых события Земли-снежка, причем каждый эпизод длился 10 миллионов лет или более. Не путайте эти события с изображениями последнего Ледникового периода из учебников; по сравнению с Землей-снежком последний Ледниковый период был прямо-таки тропическим. Во время Земли-снежка километровый слой льда покрывает океаны, и лед покрывает даже экваториальные океаны (хотя, возможно, не на такую глубину). Средние температуры падают до –50°C. Большинство организмов неспособны справиться с такими условиями, и жизнь может держаться лишь на тончайшей нити — возможно, вокруг вулканов или подо льдом чистой тонкой толщины на экваторах.

Рис. 5.12 Тающие льдины в открытой воде в Антарктиде. На Земле-снежке условия на экваторе в лучшем случае были бы такими. Остальная часть земного шара была бы покрыта толстым льдом. Сложной жизни было бы трудно выжить. (Предоставлено: NOAA/Майкл ван Верт)

Механизм, с помощью которого наша планета может погрузиться в состояние Земли-снежка, хорошо изучен. Ледяной покров может увеличиваться по разным причинам, и когда он увеличивается, лед отражает все большее количество солнечного света прямо обратно в космос. Это уменьшение солнечного нагрева поверхности приводит к падению температуры и образованию большего количества льда. Как только достигается критическая площадь ледяного покрова, происходит эффект «безудержного ледникового дома», и планета погружается в событие Земли-снежка. Что трудно понять, и что заставило ученых отвергать идею Земли-снежка в течение многих лет, так это то, как планета может освободиться от ледяного покрова. Как только Земля покрывается льдом, большая часть солнечного света, падающего на планету, отражается в космос, прежде чем он успеет нагреть поверхность. Решение пришло с осознанием того, что вулканическая активность не прекращается во время события Земли-снежка. Вулканы выбрасывают огромное количество углекислого газа — парникового газа. Конечно, сегодня вулканы все еще извергают углекислый газ, но в обычных условиях этот CO2 поглощается падающим дождем, который в конечном итоге переносит его в океан, где он связывается в твердых карбонатных отложениях на дне океана. На Земле-снежке нет жидкой воды для испарения, и, следовательно, нет облаков, и, следовательно, нет дождя: в течение 10 миллионов лет, а может и больше, CO2 из вулканов накапливался бы в атмосфере. В конце концов, атмосферного CO2 стало бы примерно в тысячу раз больше, чем в сегодняшней атмосфере. Температуры поднялись бы и быстро растопили лед: от ледникового дома до парникового за геологическое мгновение.

Последствия гипотезы Земли-снежка глубоки, и некоторые из них мы рассмотрим позже.

Супервулканы

Если вулканы были спасителями жизни во время событий Земли-снежка в неопротерозойскую эру, то совсем недавно они оказались почти катастрофическими для разумной жизни: они почти уничтожили Homo sapiens. Недавние исследования показывают, что люди генетически удивительно схожи. Чтобы объяснить это отсутствие генетического разнообразия, некоторые биологи предположили, что наш вид прошел через «генетическое узкое место» около 75 000 лет назад. Узкое место возникает, когда размер популяции резко сокращается; в случае нашего вида общее число людей, живших на Земле, могло упасть до нескольких тысяч. Мы почти вымерли.

Если это узкое место действительно имело место, то нам не нужно далеко ходить за дымящимся пистолетом, который мог его вызвать. Вулкан Тоба на Суматре извергся 74 000 лет назад; извержение было настолько сильным, что заслужило звание «супервулкана». Извержение было гораздо более сильным, чем недавние вулканические взрывы, такие как Пинатубо и Сент-Хеленс. Климатологи предположили, что извержение супервулкана может вызвать вулканическую зиму — по эффекту похожую на ядерную зиму, но без радиации. Не исключено, что годы засухи и голода после такого взрыва могли довести дотехнологический человеческий вид до грани вымирания.

Массовые вымирания

Удар метеорита, глобальное оледенение, супервулканы. Даже на такой спокойной планете, как Земля, жизни приходится бороться со многим. Иногда, будь то один из трех упомянутых выше механизмов или один из небесных агентов разрушения, упомянутых ранее, жизнь едва держится.

С тех пор, как жизнь животных стала обильной на Земле, во время Кембрийского взрыва около 540 миллионов лет назад, жизнь на Земле пережила многочисленные массовые вымирания — событие массового вымирания определяется как период, в течение которого наблюдается значительное сокращение биоразнообразия.[335] События вымирания различаются по своей серьезности. Во время пяти великих массовых вымираний[336] погибло более половины всех существовавших тогда видов. Эти пять событий, в хронологическом порядке, — Ордовикское, Девонское, Пермское, Триасовое и Меловое.

Ордовикское вымирание 440 миллионов лет назад и Девонское вымирание 370 миллионов лет назад привели к исчезновению более пятой части морских семейств. О влиянии на наземную жизнь известно меньше, в основном из-за скудности палеонтологической летописи для этих эпох. Причина этих событий вымирания остается предметом дискуссий.

Пермское вымирание 250 миллионов лет назад было самым крупным из всех великих массовых вымираний. Возможно, вымерло более 90% морских видов; было потеряно восемь из 27 отрядов насекомых (насекомые пережили другие массовые вымирания); потери были разрушительными. Причина этого катастрофического события неясна; было предложено несколько механизмов, возможно, действующих синергетически, для объяснения этой глобальной катастрофы.

Триасовое вымирание 220 миллионов лет назад привело к значительному сокращению числа морских и наземных видов. Опять же, ученые спорят о причине этого сокращения биоразнообразия.

Меловое вымирание 65 миллионов лет назад — самое знаменитое и известное из всех массовых вымираний. Это событие положило конец эпохе динозавров и создало условия, которые привели к расцвету млекопитающих. Почти наверняка причиной этого вымирания стали последствия падения крупного метеорита.[337] Есть несколько причин верить в теорию падения метеорита как причины этого вымирания. Во-первых, кратер Чиксулуб шириной 200 км на полуострове Юкатан в Мексике имеет точно соответствующий возраст. Во-вторых, независимо от того, откуда в мире взяты образцы горных пород с границы Мелового и Третичного периодов, они показывают высокую концентрацию иридия, чего и следовало ожидать, если бы крупный астероид ударил по Земле. В-третьих, многие из тех же мест содержат зерна ударного кварца — еще один признак сильного удара. В-четвертых, геологи часто находят мелкие частицы сажи в глинах с границы Мелового и Третичного периодов — частицы, которые могли образоваться только в результате горения растительности; подразумевается, что большая часть растительного покрова Земли была охвачена огнем. Непосредственные последствия удара, очевидно, убили бы большое количество организмов. Точный механизм уничтожения большого числа видов менее ясен; это могло быть изменение атмосферы, ядерная зима, крупномасштабные длительные пожары, кислотные дожди, комбинация этих эффектов или что-то совершенно другое. Последствия также зависели от того, когда и где метеорит ударил по Земле, а также от массы и скорости метеорита. Если бы метеорит ударил всего на несколько часов позже, последствия могли бы быть менее смертоносными; если бы метеорит был всего в два раза больше, вымирание жизни могло бы быть полным.