КАКОЕ БУДУЩЕЕ ЖДЕТ ЗЕМЛЮ?
Сентябрь 2015
Вернуться к номеру >>

Теги: наука, прогноз



Будущее нашей планеты волнует всех и каждого. Новые прогнозы и разнообразные теории выдвигаются с завидной регулярностью. И вот, наконец, ученые представили миру обоснованные научные гипотезы и возможные сценарии событий, которые в итоге могут привести к «концу света». И в невеселых списках представлены не только катастрофы, которые от нас отделяют миллионы и даже миллиарды лет, но и более близкие безрадостные перспективы. Например, извержение вулкана Ла-Пальма, падение на Землю крупного метеорита или теории «страпелек» и «ложного вакуума», которые могут стать актуальными уже в ближайшем будущем.

 

Вулкан Ла-Пальма

Наиболее вероятным сценарием «конца света», который может произойти в ближайшее время, ученым видится извержение вулкана Ла-Пальма на Канарских островах, а также катаклизмы и техногенные катастрофы, которые неминуемо за этим последуют.

Ла-Пальма, расположенный неподалеку от побережья Северной Африки, является островом вулканического происхождения – неудивительно, что на его территории множество больших и маленьких действующих вулканов. Во время последнего извержения одного из них – Кумбре Вьеха в 1949 году – часть острова опустилась в море на несколько метров, что вызвало цунами, впрочем, не слишком серьезное. Но, по мнению сейсмологов, в следующий раз из-за активности Ла-Пальма в Атлантический океан может обрушиться куда больший кусок скалы – вдвое превышающий по размерам остров Мэн. В результате, весьма вероятно, возникнет так называемое мегацунами.

Мегацунами — это гигантская волна, достаточно мощная, чтобы пересекать океаны и разрушать не только прибрежные города, но и части континентов. Возможно, легенды о всемирном потопе, присутствующие практически во всех культурах мира, появились не на пустом месте, а являются описаниями действия мегацунами. Такую волну не может пережить ни одно морское судно, от нее не спасают даже специально разработанные сейсмоустойчивые здания. По расчетам сейсмолога из Канады Патрика Венсана, за последние 200 тыс. лет по земному шару прокатилось как минимум 11 мегацунами, и некоторые из них были вызваны землетрясениями как раз в районе Канарских, а также Гавайских островов. Ученый считает, что и сегодня мы сидим на бомбе с часовым механизмом, которая рано или поздно разрушит сотни городов.

Солидарны с ним доктор Саймон Дэй из исследовательского центра лондонского университетского колледжа и ученые из Швейцарского института сейсмологии. Они даже смоделировали сам оползень и его последствия. Исследователи утверждают, что в воду может рухнуть скала массой в полтриллиона тонн, а такой удар трансформирует кинетическую энергию, равную 5 тыс. триллионов джоулей в небывалую по силе волну высотой от 650 м до 1 км, способную за 10 минут преодолеть 250 км. Вода почти сразу накроет побережье США, Европы, Южной Америки и Африки.

Мегацунами с легкостью докатится не только до побережья Северной Африки, но и до берегов Великобритании, Франции, Испании, Португалии и многих стран Средиземноморья, сметая все на своем пути. Разумеется, пройдя тысячи километров через океан, она станет ниже, зато раздастся в ширину и ничуть не потеряет своей мощи. По полученным расчетам, у берегов Африки ее высота будет составлять до 200 м, а у берегов Европы – до 100 м.

Но самая большая волна будет двигаться на запад, пересекая Атлантический океан, и всего через несколько часов ударит по островам Карибского бассейна, побережью Бразилии и Мексики и по восточному побережью США. При этом ее высота вряд ли будет меньше 50 м. Компьютерная модель показывает, что мегацунами сможет не только уничтожить побережье и смести с лица земли такие города, как Нью-Йорк или Бостон, но и продвинуться вглубь материка минимум на 20 км, затопив низменные районы Северной Америки.

Помимо ужасных разрушений и миллиардов погибших, такая глобальная катастрофа повлечет за собой техногенный и экономический кризис, который, по прогнозам ученых, вполне может стать началом конца цивилизации и даже всего человечества.

Однако кроме мегацунами и принесенных им разрушений, активность Ла-Пальма грозит еще одной опасностью – его извержение может спровоцировать пробуждение доселе спящего супервулкана Де-Табуриенте, на территории кратера которого и находится весь остров. Этот супервулкан является одним из самых больших щитовых вулканов на Земле, и его извержение будут иметь катастрофические последствия для всей планеты.

 

Падение крупного метеорита

Не менее вероятен и сценарий, уже предположительно произошедший однажды – в мелово-палеогеновом периоде, примерно 65 млн. лет назад. Именно тогда на Землю упал крупный метеорит, и вызванные этим природные катастрофы и катаклизмы привели к вымиранию многих живых видов, в том числе и динозавров. Учитывая количество циркулирующих в пространстве Вселенной астероидов и огромных осколков космического мусора, ученые предсказывают, что новое столкновение непременно произойдет – если и не в ближайшее время, то не позднее, чем через 10 млн. лет. По их прогнозам, когда это случится, наступит конец практически всем известным на данный момент видам живых существ, и человеку, разумеется, в том числе. И хотя какие-то виды животных и растений, несомненно, смогут спастись, этот катаклизм практически гарантирует конец эпохи млекопитающих. Так что в будущем Землю будут населять новые формы жизни, например, разумные беспозвоночные или амфибии, а может, и говорящие рыбы.

Но насколько высока вероятность встречи Земли с достаточно крупным метеоритом уже в нашем столетии?

В теории, все крупные астероиды летают по своим строго выверенным орбитам, и наша Солнечная система, казалось бы, находится в хрупком равновесии. На самом деле все сложнее – на любой астероид могут внезапно повлиять гравитационные силы Солнца, Луны, планет и даже других астероидов. К тому же на каждое космическое тело действуют и иные факторы, вроде магнитных бурь или солнечного ветра. Учесть все это и точно спрогнозировать на годы вперед, по каким орбитам будут двигаться астероиды, крайне трудно, да и вычислительных мощностей для наблюдения и изучения объектов на расстоянии многих миллионов километров от Земли зачастую просто не хватает. Так что за абсолютную точность прогнозов ученые поручиться не могут. Тем не менее, согласно данным NASA, в XXI веке насчитывается 11 потенциальных возможностей столкновения нашей планеты с крупными астероидами, 4 из которых могут произойти еще до 2050 года.

8 ноября 2011 года мимо Земли уже пролетел астероид YU55 диаметром около 400 м. Его путь пролегал всего в 300 тыс. км от нашей планеты, что, к счастью, не представляло угрозы. Однако он все еще входит в список потенциально опасных астероидов – ведь по уверениям ученых, он еще неоднократно вернется.

Гораздо большую угрозу несет другой космический странник – Апофис, – названный честь одного из злых древнеегипетских богов: ему присвоено 3 балла по 10-балльной шкале опасности. Апофис был открыт в 2004 году и его характеристики и орбита уже тогда вызвали серьезную озабоченность у специалистов. В 2012 году этот астероид прошел достаточно близко от Земли, чтобы специалисты NASA могли сделать уточняющие замеры его параметров. И на поверку он оказался куда крупнее, чем предполагалось: ширина небесного тела в поперечнике составляет 325 м. В следующий раз он будет пролетать мимо нашей планеты в 2036 году, но шансы столкновения с ним в этот раз будут невелики. Зато гораздо более вероятной датой подобной катастрофы ученые называют 2068 год.

 

Исчезновение магнитного поля

Согласно общепринятой гипотезе, магнитное поле нашей планеты – заслуга подвижного жидкого металлического ядра. Именно оно создает защитную оболочку Земли, простирающуюся над ее поверхностью почти на 60 тыс. километров.

Некоторые ученые полагают, что из-за постепенного охлаждения ядро Земли со временем перестанет быть жидким, и магнитное поле нашей планеты начнет медленно ослабевать, пока не исчезнет совсем. Недавно немецкие геофизики, изучавшие природу изменений ядра нашей планеты последние 9 лет, пришли к неутешительным выводам: «В скором времени магнитное поле нашей планеты ослабнет, и движущиеся по орбите спутники Земли лишатся защиты от губительной солнечной радиации. И эта тенденция будет продолжаться». Уже сегодня доказано, что над Атлантическим океаном толщина магнитного поля за 150 лет упала на целых 10%. А в целом, по оценкам специалистов, его напряженность за последние 450 лет снизилась на 21%. И если не произойдет существенных изменений, то спустя всего полторы тысячи лет наша планета будет полностью лишена защиты от воздействия извне.

К чему может привести постепенная потеря магнитного поля Земли?

Постепенное воздействие солнечной радиации приведет, прежде всего, к технологическому коллапсу: перестанет работать связь, электроника, системы энергоснабжения, сгорят оставшиеся без защиты спутники. Климат планеты и условия жизни на ней непоправимо испортятся, к тому же без магнитного поля атмосфера планеты начнет терять легкие соединения – например, озон и кислород. Не менее разрушительным окажется воздействие радиации и на живые организмы: нас ждут болезни, мутации и, в конечном итоге, исчезновение всякой жизни на Земле.

Опасность для человечества могут представлять и другие процессы в магнитном поле Земли. Так, оно периодически меняет ориентацию – Северный и Южный полюса как бы меняются местами. При этом стрелка компаса начнет указывать на юг. Беда в том, что в процессе смены полюсов магнитное поле также может на некоторое время исчезнуть и открыть Землю потокам космических лучей. В прошлый раз этот катаклизм случился приблизительно 780 тыс. лет назад. Это привело к исчезновению примерно 90% флоры и фауны. Все живое не погибло только потому, что события произошли довольно быстро, по так называемому «жесткому» сценарию: дипольное магнитное поле распалось на огромное количество полюсов в разных точках планеты и затем собралось, поменяв при этом Южный и Северный полюса местами. Весь процесс занял не больше месяца, и некоторым животным и растениям удалось спастись.

Ученые предполагают, что следующая волна изменений в магнитном поле планеты не за горами. Ведь уже сейчас скорость дрейфа Северного магнитного полюса составляет около 50 км в год – еще в 1931 году он находился рядом с полуостровом Бутия, а уже к 1994 году сместился почти на 1000 км. Южный полюс движется куда медленнее – всего на 5 км в год.

Сегодня специалисты продолжают наблюдения за магнитным полем в надежде дать более точные прогнозы.

 

Гамма-лучи

Оказать разрушительное воздействие на Землю могут и многие другие события. Среди них всплески гамма-излучения, повторяющиеся во Вселенной каждые несколько сотен тысяч лет. И несмотря на то, что Земля испытывает слабые космические гамма-всплески ежедневно и может им успешно противостоять, однажды ей придется столкнуться с куда большее сильным потоком радиации, который образуется при вспышке сверхновой звезды. Когда сверхмассивная звезда умирает и коллапсирует, превращаясь в нейтронную или кварковую, а то и вовсе становясь черной дырой, она выстреливает два пучка высокоэнергетических гамма-лучей в космос. И если Земля окажется на пути такого пучка, радиационное излучение разорвет атмосферу и полностью уничтожит защитный озоновый слой, не говоря уже о непосредственном губительном влиянии на живые организмы. Некоторые ученые полагают, что именно такой всплеск гамма-лучей спровоцировал вторую по величине массовую гибель растений и животных в истории нашей планеты – Ордовикско-силурийское вымирание, начавшееся 450 млн. лет назад. Тогда с лица Земли исчезло больше 60% видов живых существ.

Но, как и все глобальные события в астрономии, точное время взрыва сверхновой звезды, который спровоцирует направленный на Землю гамма-всплеск, спрогнозировать довольно сложно, хотя, по оценкам астрономов, среднестатистически этот период составляет от 0,5 до 2 млрд. лет. К счастью, все наблюдаемые на данный момент гамма-всплески, достаточно мощные, чтобы их иногда можно было видеть невооруженным взглядом на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли, происходят за пределами нашей галактики.

Правда, стоит учитывать, что этот срок может сильно сократиться, если выброс гамма-лучей от взрыва, который может в любой момент произойти в соседней системе Эты Киля, будет направлен в сторону Земли. Эта система по меркам Вселенной находится к нам довольно близко – всего за 7,5 тыс. световых лет. И если это произойдет, в сторону Земли направится поток энергии, который Солнце выделило бы за 10 млрд. лет свечения. Луч такой силы, обрушившись на Землю, за минуты и даже секунды сметет все на своем пути.

 

Теория ложного вакуума

В квантовой теории поля еще в 1970-х годах сформировалось мнение, согласно которому наша Вселенная, и в том числе планета Земля, существуют в пространстве в так называемом ложном вакууме. Дело в том, что окружающий нас вакуум не является абсолютной пустотой – в нем присутствуют и так называемые квантовые вакуумные флуктуации, и темная энергия, и недавно открытое поле Хиггса, и самые разнообразные реликтовые излучения. Так что состояние окружающего нас вакуума характеризуется лишь локальным, а не абсолютным минимумом энергии и может оставаться стабильным в течение неопределенно долгого времени. Состояние же абсолютного вакуума, энергия которого равна абсолютному нулю, в природе пока не встречается.

Однако природа всегда стремится к минимуму энергий и абсолютному покою. И ученые во главе со знаменитым Стивеном Хокингом подсчитали, что область нашего ложного вакуума может в любой момент перейти в более низкое энергетическое состояние вакуума абсолютного, в результате чего наша планета и мы сами просто перестанем существовать.

С чего может начаться этот необратимый процесс? Стивен Хокинг и его сторонники считают, что для подобного перехода потребуется энергетический толчок, по силе равный примерно 100 млрд. гЭв, который из обычного поля Хиггса породит другое поле с новыми характеристиками. Правда, на Земле добыть такое количество энергии пока не представляется возможным, однако в межзвездном пространстве периодически встречаются так называемые «космические лучи», в которых некоторые частицы достигают энергий, в миллионы раз превышающих требуемую. Так что, возможно, появление истинного вакуума лишь вопрос времени. Впрочем, есть и другой вариант замены ложного вакуума на истинный – спонтанный ни от чего не зависящий переход благодаря туннельному эффекту.

Это может произойти в любой момент, и область истинного вакуума, распространяясь со скоростью света, потянет за собой всю остальную Вселенную. А поскольку от свойств вакуума зависят свойства всех остальных частиц и полей, в нем находящихся, то все, что нас окружает, мгновенно изменится. Шансы на то, что физические законы Вселенной в итоге останутся прежними, ничтожно малы. Впрочем, мы вряд ли сможем узнать об этих переменах, ведь любая жизнь в изменившихся условиях станет просто невозможной, так что и Земля, и человечество исчезнут буквально в мгновение ока. И как знать, может быть, где-то во Вселенной такой переход вакуума из одного состояния в другое уже произошел, и вскоре нас будет окружать другая Вселенная с новыми, совершенно непривычными законами физики, хоть мы об этом уже и не узнаем.

 

Страпельки

Термин strangelet или «страпелька» произошел от словосочетания «странная капелька». Под этим названием ученые подразумевают некие потенциально существующие частицы или объекты, которые состоят из пока не известного науке необычного вещества, сформированного адронами, содержащими кварки «странного» типа. Существует гипотеза о существовании странной материи, которая состоит из страпелек и может выполнять во Вселенной те функции, которые астрофизики приписывают загадочной темной материи. Некоторое время назад исследователи даже искали страпельки в грунте Луны, но их поиски не увенчался успехом. Однако в лабораторных условиях ученые все-таки смогли получить элементарные частицы и даже более сложные образования, которые состоят из тех самых страпелек и содержат странные кварки — куда более тяжелые, чем известные современной науке. По счастью, время их существования пока ограничивалось периодом максимум в 10 секунд.

Чем же крохотные нестабильные страпельки могут угрожать нашей планете?

Современная наука имеет сразу несколько теорий, которые утверждают, что страпелька в ходе исследований и экспериментов все-таки может стать устойчивой частицей, и тогда объекты, состоящие из этого вещества, смогут достигать гигантских и даже астрономических размеров и огромной массы. Также существует гипотеза, которая утверждает, что при столкновении ядер любых атомов со страпелькой может произойти превращение этого атома в странную материю – то есть обернуться образованием новых страпелек. Помните историю царя Мидаса, который превращал в золото все, к чему даже случайно притронется рукой? Вот так и страпелька, если обретет стабильность, сможет превращать любую материю в себе подобную, причем такая цепная реакция будет протекать со скоростью, близкой к скорости света.

По словам некоторых специалистов в области теоретической квантовой физики, есть все основания опасаться того, что, если стабильная страпелька будет, наконец, получена, это может вызвать необратимый процесс преобразования любой материи на Земле, и в течение всего нескольких минут наша планета и все мы станем бесформенной массой странных капель. А вслед за этим в странную материю превратится и вся остальная Вселенная.

И все же некоторые ученые уверены в том, что такой сценарий Земле в ближайшем будущем не грозит. Однако и сторонников «теории страпелек» в ученых кругах немало. А рассудит их только время.

 

Отдаленные перспективы

Ученые рассмотрели в своих работах и куда более отдаленные перспективы будущего Земли. Так, по их прогнозам, наша планета станет непригодной для любых современных форм жизни уже через полтора миллиарда лет. Это случится из-за того, что Солнце вступит в фазу красного гиганта и постепенно будет становиться все горячее по мере увеличения в размерах. Так что со временем близость к Солнцу сделает нашу планету необитаемой: воздух раскалится, океаны полностью высохнут, оставив только огромные пространства выжженной, спекшейся до каменной твердости земли. И все, даже самые устойчивые формы жизни – вроде бактерий или вирусов, – погибнут. Со временем наша планета может пойти по пути соседки-Венеры и превратиться в токсичную пустошь – ее поверхность нагреется до температуры кипения многих ядовитых металлов. И человечеству придется искать для себя новое пристанище. К счастью, ученые верят, что к тому времени Марс как раз войдет в обитаемую зону с комфортным температурным режимом и сможет стать новым домом для земных обитателей.

Но и на этом злоключения человечества не закончатся. Если нашим потомкам и удастся так или иначе пережить температурный коллапс, через 3 млрд. лет их ждет новое испытание. Ученые вычислили небольшой, но все же существенный шанс, что орбита Меркурия к тому времени вытянется таким образом, что пересечет путь Венеры. К сожалению, пока смоделировать подобную ситуацию и однозначно предсказать, что именно произойдет впоследствии, не удалось, но по предварительным теоретическим выкладкам Меркурий будет просто-напросто поглощен Солнцем или превратится в космический мусор в результате столкновения с Венерой, которая, разумеется, тоже сильно пострадает. Такой исход видится специалистам самым оптимистичным для Земли – если только на этом все и закончится. Ведь после исчезновения Меркурия орбиты остальных планет будут радикально дестабилизированы, и у Земли появятся неиллюзорные шансы столкнуться с другой негазообразной планетой Солнечной системы или угодить в скопление астероидов.

И даже если предположить, что Меркурий не сойдет со своей орбиты, в течение 5 млрд. лет орбита Марса пересечется с земной, создавая возможность для фатального столкновения.

Хотя, возможно, так долго ждать и не придется, ведь уже сейчас ученые могут наблюдать тенденции к постепенному росту галактики Андромеда. Это величественное действо в итоге приведет к тому, что через 4 млрд. лет подросшая галактика начнет искажаться и сливаться с Млечным Путем, что повергнет нашу стабильную звездную систему в хаос. Даже несмотря на то, что прямое столкновение звезд и крупных небесных тел маловероятно, все же остается шанс, что наша Солнечная система или отдельные ее части – например, Земля – будут вырваны из привычного окружения и окажутся в совершенно новых условиях. И предсказать заранее, сможет ли наша планета пережить такое, никак не возможно.

Не стоит сбрасывать со счетов и куда более близкую соседку Земли – Луну. Несмотря на то, что сейчас она ежегодно отдаляется от нашей планеты почти на 4 см, когда Солнце вступит в фазу красного гиганта, эта тенденция может внезапно прекратится. И даже наоборот – дополнительная сила огромной звезды, действующая на Луну, способна толкнуть ее прямо на Землю. Радует, что она не сможет долететь до планеты, и, достигнув так называемого предела Роша, начнет распадаться. Но после этого вокруг Земли образуется кольцо из мусора и пыли, которое полностью экранирует планету от Солнца и его энергии, без которой привычная для нас жизнь существовать не сможет. К тому же оставшиеся от Луны обломки через несколько миллионов лет начнут падать на Землю, что тоже не улучшит условия для жизни на планете.

 

И все же, несмотря на множество безрадостных сценариев, каждый из которых может привести к «концу света», следует помнить, что ученые не дают ни одному из них стопроцентной вероятности. Так что у планеты Земля все еще есть надежды на вполне счастливое будущее.





Спешите подписаться на журнал “Планета”!