Люди нагревают планету, выделяя улавливающие тепло газы (например, углекислый). Одновременно разворачивается более медленный и смертоносный процесс нагревания. Солнце постепенно становится более ярким и более горячим. Испаряется всё больше воды с поверхности Земли, и в атмосфере водяной пар становится одним из парниковых газов. Это будет происходить даже после того, как люди перестанут сжигать ископаемое топливо. В конечном счёте парниковый эффект выйдет из-под контроля, вся вода будет выпарена и земная жизнь (по крайней мере в тех формах, которые нам известны), простите за каламбур, прикажет долго жить.
Рано или поздно... (Иллюстрация nile-can-too.)
Сколько Земле осталось? Климатические модели не дают единого ответа. Недавно планетолог Рави Коппарапу из Университета штата Пенсильвания (США) и его коллеги пришли к выводу, что для выпаривания всей воды на Земле достаточно, чтобы количество солнечного света, достигающего планеты, выросло всего на 6%. По нынешнему курсу увеличения яркости Солнца — чуть больше чем на 1% за 100 млн лет — жидкая вода исчезнет с поверхности Земли через 600–700 млн лет. Но жизнь может погибнуть гораздо раньше. Например, исследователи утверждают, что уже через 150 млн лет стратосфера нагреется настолько, что часть водяного пара будет достигать высот, где солнечное излучение расщепит его на молекулы, которые улетят в космос. В этой «сырой теплице» планета станет слишком горячей для сложной поверхностной жизни; останутся лишь самые выносливые морские организмы и микробы.
Эрик Вольф из Колорадского университета (США) не согласен с такими выводами. По его мнению, модель г-на Коппарапу чересчур проста, поскольку в ней анализируется только происходящее в одном измерении — вертикальном. В итоге исключается роль облаков и предполагается, что влажность на всей Земле одинаковая. Г-н Вольф и его наставник Оуэн Брайан Тун воспользовались более реалистичной 3D-моделью Национального центра атмосферных исследований. В ней есть и облака, и масса других деталей, в том числе региональные различия влажности. Кроме того, эксперты исходили из того, что люди доведут концентрацию углекислого газа в атмосфере до 500 частей на миллион (на четверть выше сегодняшнего показателя), которая такой и останется до скончания времён.
Затем Вольф и Тун взялись за Солнце. После того как они сделали нашу звезду на 15,5% более яркой, чем сегодня, Земля нагрелась с нынешних 15 до 40 °C. Да, горячо, но жидкие океаны в таких условиях ещё могут существовать. Стратосфера не раскалилась настолько, чтобы возник эффект «сырой теплицы». Результат: у Земли ещё по крайней мере 1,5 млрд лет в запасе. Если человечество к тому моменту не вымрет, единственными пригодными для нашего обитания областями станут приполярные районы. Как поясняет г-н Вольф, в его модели Земля нагревается медленнее, потому что облака и пустыни (которых не было в 1D-модели) отправляют большое количество тепла обратно в космос.
Аналогичное 3D-моделирование провели Жереми Леконт (ныне работает в Канаде, в Торонтском университете) и его коллеги. У них получился 1 млрд лет. Более ранняя дата объясняется тем, что по-другому симулировались облака.
Разумеется, как указывает планетолог Джеймс Кастинг из Университета штата Пенсильвания, не принимавший участия ни в одном из этих исследований, в действительности жизнь на Земле будет существовать ещё дольше, поскольку уровень углекислого газа снизится по мере нагрева планеты: формирование карбоната кальция в горных породах и другие естественные процессы, изолирующие атмосферный углерод, активизируются в более тёплых условиях и тем самым замедлят дальнейшее потепление. Кроме того, модели не учитывают способность живых существ постоянно адаптироваться к изменению среды обитания.
Самое главное, говорит г-н Кастинг, это то, что данные исследования полезны для оценки пригодности экзопланеты к поддержанию жизни (читай — вероятности того, что там есть жидкая вода) на основании её расстояния от солнцеподобной звезды. Группа г-на Коппарапу (г-н Кастинг входил в неё) заключила, что зона обитаемости начинается на расстоянии 0,97–0,99 а. е. Новые исследования отодвигают эту границу до 0,95 (Леконт) и 0,93 (Вольф и Тун) а. е. Следовательно, в нашей Галактике на 5–6% больше пригодных для жизни планет, чем считалось, полагает г-н Леконт.
Результаты исследований опубликованы в журналах Geophysical Research Letters и Nature.
Подготовлено по материалам ScienceNOW.
