Як може загинути життя на землі

Відео: що станеться, ЯКЩО ЛЮДИ РАПТОМ ЗНИКНУТЬ

Астрономам відомі космічні катаклізми, по масштабам значно суттєвіші, ніж спалахи на поверхні Сонця, і здатні зруйнувати саму захист нашої планети

Протягом значної частини історії людства, люди дивилися на небо з благоговінням і мимовільним страхом. Однак якщо багато століть назад, почуття небезпеки було викликано, в основному, слабким розумінням, що відбуваються в небесах явищ, страхом перед населяли небеса богами і міфічними героями, передбачити настрій яких люди були не в силах, то зараз ситуація змінилася. Накопичені знання про будову Всесвіту і її найближчих до Землі частин, дозволяють ідентифікувати джерела можливої ​​небезпеки для життя на нашій планеті.

джерела загрози

Протягом двадцятого століття виділилися кілька основних джерел такої загрози. По-перше, стало зрозуміло, що існує цілий клас астероїдів і комет, орбіти яких перетинаються із земною, а значить, існує хоч і мала, але ненульова ймовірність зіткнення такого об`єкта з нашою планетою. Зараз вважається практично загальновизнаним, що результатом одного з таких зіткнень став захід епохи динозаврів близько 65 мільйонів років тому.

З розвитком технологій, люди стали також пильніше дивитися на Сонце. Постійно відбуваються на його поверхні спалаху викидають в навколишній простір потужні потоки випромінювання і часток, які порушують роботу зв`язку і можуть викликати неполадки в великомасштабних електромережах. В даний час навіть планується запуск в космос супутника Stereo, який буде стежити за траєкторіями таких викидів та попереджати про можливу небезпеку.

Проте, спалахи на Сонці майже не небезпечні для, власне, життя на поверхні Землі, завдяки потужним магнітосфері й атмосфері планети (втім, що працюють на орбіті космонавти і астронавти такого захисту не мають). Магнітосфера добре захищає нас від заряджених частинок, а атмосфера не пропускає короткохвильове випромінювання, несприятливо впливає на процеси розмноження клітин в наших організмах.

Однак астрономам відомі космічні катаклізми, по масштабам значно суттєвіші, ніж спалахи на поверхні Сонця, і здатні зруйнувати саму захист нашої планети.

Серед найбільш важливих з них в різний час виділяли спалаху нових і наднових зірок. Останнім часом більш популярними для досліджень стали гамма-сплески.

Біологічні наслідки гамма-сплесків

Енергія гамма-сплеску грандіозна - з точки зору спостерігача, за частки секунди вивільняється енергетичний еквівалент маси Сонця, при цьому вибухає об`єкт на короткий час може стати яскравіше всіх зірок Всесвіту разом узятих. Іде ця енергія у вигляді випромінювань всіх можливих типів, однак в першу чергу до спостерігача доходить світло всіляких довжин хвиль - від довгохвильових радіохвиль до високоенергічних гамма-променів.

Саме останні, поряд з рентгенівськими променями, і становлять найбільшу небезпеку для земної біосфери.

По-перше, вони здатні вмить вбити значну частку мікроорганізмів, що живуть на поверхні планети і в приповерхневих шарах її океанів, а також викликати рак зовнішніх покривів значно складніших істот, таких як ми самі. Така катастрофа, втім, буде стосуватися лише половини нашої планети - тієї, що в нещасливий свій час виявилася поверненою до гамма-сплеску. До того моменту, як Земля повернеться до нього іншим боком, від сплеску залишиться лише так зване «післясвітіння», яке вже не в силах подолати бар`єр земної атмосфери.

Однак довготривалі наслідки можуть виявитися куди серйозніше. Нещодавно з`явилася стаття двох американських вчених, в якій побудована детальна модель того, що може трапитися з Землею в разі, якщо гамма-сплеск відбудеться на недалекому по галактичним мірками відстані в один кілопарсек. З статистичних даних про спостережувані гамма-сплески слід, що вибухи на такій відстані від Землі відбуваються, в середньому, раз на кілька мільярдів років.

азотні неприємності

Професор Адріан Мелот з Канзаского Університету та його учень Брайан Томас використовували розроблену в NASA модель атмосфери Землі, щоб прорахувати можливі наслідки потужного спалаху радіації для життя на нашій планеті.

Відео: що станеться ЧЕРЕЗ 10 квінтильйон РОКІВ?

два типу

Розрізняють два типу гамма-сплесків - довгі і короткі. Довгі гамма-сплески, за сучасними уявленнями, з`являються в результаті еволюції дуже масивних зірок. При певних умовах, які до кінця ще не зрозумілі, але напевно пов`язані зі швидкістю обертання і хімічним складом зірки, відбувається вибух «гіпернової», що супроводжується утворенням чорної діри. При цьому деяка частина маси зірки викидається в простір зі швидкістю, близькою у вигляді вузької струменя ( «джета»), з кутом розчину в кілька градусів. Якщо джет спрямований на спостерігача, останній і бачимо гамма-сплеск.
Короткі гамма-сплески, як вказують результати спостережень запущеного близько року тому супутника Swift, швидше за все, відбуваються при злитті двох дуже щільних залишків зоряної еволюції - нейтронних зірок. Ці компактні об`єкти представляють, по суті, гігантські, вагою зі зірку, але дуже незвичайні атомні ядра, в яких практично немає протонів, а є лише нейтрони. Якщо дві таких зірки утворюють подвійну систему, то, звертаючись навколо одна одної, вони, відповідно до Загальної теорії відносності Ейнштейна, випромінюють енергію у вигляді гравітаційних хвиль і повільно зближуються. Все повинно закінчуватися злиттям пари, і утворенням чорної діри.
Як показали результати недавніх досліджень, особливо ефективним такий процес може бути в щільних зоряних системах, таких як кульові зоряні скупчення, де через близькість зірок один до одного можливий обмін подвійних компонентами, результатом якого може стати формування системи з двох нейтронних зірок.

Як виявилося, найголовнішою неприємністю є руйнування значної частини молекулярного азоту у верхніх шарах земної атмосфери. Зв`язок двох атомів азоту в цих молекулах є дуже сильною, завдяки чому вони мало беруть участь в біологічних процесах безпосередньо. Однак, як тільки молекула руйнується, місце одного з атомів азоту можуть швидко зайняти один або два атоми кисню, утворюючи окис азоту.

Вчені виділили три ефекту, які викликає цей газ.

По-перше, окис азоту являє собою непрозорий жовто-бурий газ, який буде блокувати до десяти відсотків приходить від Сонця світла. В результаті, середня температура на Землі здатна впасти на кілька градусів, а такого зниження достатньо, щоб літній танення льодів в Арктиці й Антарктиці повністю припинилося. При несприятливих умовах, результатом цього може навіть стати початок позачергового льодовикового періоду.

По-друге, молекули окису азоту активно беруть участь в руйнуванні озонового шару, з легкістю перетворюючи за кілька реакцій озон і атомарний кисень в пару молекул звичайного кисню. Що виникає в результаті озонова «діра» може сягати від полюсів до тропіків. При цьому недолік озону в ній набагато серйозніше, ніж в тієї невеликої озоновоїдірі, яка час від часу з`являється над Антарктидою і викликає чималу тривогу. Крім того, для повного відновлення озонового шару, за розрахунками Томаса і Мелота, може знадобитися від кількох років до десятиліть.

Така озонова діра була б дуже небезпечна для життя на всій планеті, і особливо, для її морських ресурсів. Озон в атмосфері нашої планети вкрай розріджене (при нормальних умовах товщина всього озонового шару, опущеного до поверхні Землі, склала б усього кілька міліметрів), проте він дуже ефективно блокує жорстке ультрафіолетове випромінювання Сонця - так звані ультрафіолетові B-промені, - викликають пошкодження ДНК наших клітин.

Триразове ослаблення озонової захисту на кілька років, пророкує розрахунками, здатне привести до винищування більшої частини приповерхневого планктону в океанах, що є основою всієї величезної харчового ланцюга мешканців моря. При цьому найбільше постраждають мешканці помірних широт - озонова діра над полюсом могутніше, однак земної поверхні на полюсах досягає набагато більш слабкий потік сонячного світла. За іронією, більшу частину живого в цьому випадку вб`є не саме гамма-сплеск, а Сонце, без якого це життя було б зовсім неможлива.

Чому виграють рослини

Нарешті, третій ефект полягає в тому, що захоплюючи з атмосфери водень і кисень, оксид азоту буде перетворюватися в азотну кислоту, яка, збираючись в маленькі крапельки, стане випадати на поверхню планети. В основному, таким чином атмосфера і буде кілька років повертатися до свого початкового стану. Велика частина цих опадів знову дістанеться мешканцям середніх широт.

Втім, відзначають дослідники, наслідки таких «кислотних дощів», можуть виявитися швидше позитивними для біосфери. Справа в тому, що інтенсивність випадання кислоти не набагато перевищить природний фон, надаючи рослинам час і можливість ефективно використовувати азотну кислоту і продукти її взаємодії з грунтом в якості добрива. Саме рослини, можливо, найбільше виграли б від такого розвитку подій.

Більш того, існує досить сміливе припущення, що один або кілька гамма-сплесків, що сталися на ранніх стадіях розвитку нашої планети, могли сприяти появі життя такою, якою ми її знаємо. Пошкоджуючи ДНК, жорстке випромінювання, можливо, сприяло мутацій древніх примітивних організмів в більш складні і краще пристосовані до зовнішніх умов форми життя.

Тунців Артем Вікторович Народився 25 липня 1980 року в Московській області. Закінчив Астрономічне відділення фізфаку МДУ в 2003 році. Закінчив аспірантуру Сіднейського університету (Австралія). В даний час - науковий співробітник ГАІШ МГУ. Область наукових інтересів: гравітаційне лінзування, освіту і статистика гравітаційно пов`язаних структур, космологія.