Что будет с Землей в будущем?
Человечество движется вперед, и каждый новый шаг позволяет разглядеть не только заманчивые перспективы, но и новые угрозы, с которыми неминуемо столкнется земная цивилизация. Планете угрожают различные опасности. Некоторые из них исходят от самих людей, другие — от природных и космических сил.
Возможные катастрофы будущего: смогут ли люди сохранить свою планету
До того как человек явился в этот мир и стал его полновластным хозяином, земная биосфера обладала удивительной способностью к саморегуляции. Современное человечество обрело такую технологическую мощь, что окружающая нас природа не в силах противостоять все новым вторжениям, разнообразным по своему характеру и сокрушительным по силе. Эти воздействия человека на биосферу называют антропогенными.
Дойдя до промышленной стадии своего развития, человечество стало покорять природу самыми варварскими способами, при этом редко задумываясь над тем, какую планету мы передадим будущим поколениям.
Хищническая вырубка лесов, непродуманная мелиорация болот, сброс промышленных отходов в воду и воздух, варварские способы добычи полезных ископаемых, уничтожение естественных ареалов обитания растений и животных, массовое применение пестицидов — эти и другие действия человека создают угрозу настоящей катастрофы на Земле.
Издревле человек привык чувствовать себя частью природы, одновременно находясь с ней в непрестанной борьбе. Еще в каменном веке охотники способствовали исчезновению некоторых видов животных. Когда люди перешли от охоты и собирательства к скотоводству и земледелию, они стали все чаще нарушать хрупкое природное равновесие и превращать свою землю в пустыню. Однако никогда еще человек не имел для этого такого могущества, как в наши дни.
Одна из серьезнейших угроз природе со стороны человека заключается в массовой вырубке лесов. С исчезновением лесов неминуемо меняется климат на огромных площадях, и они становятся малопригодными для жизни. Особой хрупкостью отличается природа тропических лесов, которых с каждым днем на нашей планете остается все меньше.
Сейчас в распоряжении человечества находится лишь половина тех лесов, которые были на Земле к моменту его появления. Каждый год на территории 16 млн га леса гибнут от огня и пилы. При этом численность населения планеты неуклонно растет — в результате на каждого из нас приходится все меньше и меньше деревьев.
Некогда плодородные почвы планеты загрязняются и истощаются. После того как растительный баланс почвы нарушен, она легко смывается дождями или уносится ветром — этот процесс называется эрозией почвы. За прошлый век на планете потеряно около 20 млн км2 сельскохозяйственных земель. Чтобы представить себе, насколько эта цифра огромна, вспомним что вся площадь Европы — чуть больше 10 млн км2 .
Промышленные предприятия сбрасывают ежегодно миллионы тонн ядовитых отходов в Мировой океан (включая реки). Каждая серьезная авария нефтяного танкера или буровой платформы в океане приводит к гибели всего живого на большой площади. До сих пор не прекращена полностью практика захоронения радиоактивных отходов в море.
Сформировавшись на заре земной истории, атмосфера служит защитой от многообразных опасностей, угрожающих нашей планете из космоса (включая целый ряд губительных для жизни излучений). Как и все остальные природные системы, она способна самоочищаться за счет дождей или ветров, перемешивающих загрязненный воздух с огромными объемами чистого. Но современных антропогенных воздействий не в состоянии выдержать даже воздушный океан Земли!
Причина в том, что человек выбрасывает в него уж слишком много загрязняющих веществ. Среди них в первую очередь следует назвать диоксид серы, оксиды азота (вызывающие кислотные дожди), диоксид углерода (приводящий к глобальному потеплению) и твердые частицы сажи. Атмосфера страдает также от загрязнений формальдегидом, соединениями тяжелых металлов, аммиаком, фенолом, бензолом и сероуглеродом. Выплавка каждой тонны стали «обогащает» воздух 40 кг твердых частиц, 30 кг оксидов серы, 50 кг оксида углерода, а также марганцем, свинцом, фосфором, мышьяком и парами ртути.
Особенно опасны ядовитые отходы химических заводов и радиоактивные шлаки атомных электростанций. Урон атмосфере наносит также добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание мусора и разнообразные выбросы пыли и газов.
Все перечисленное неуклонно делает природу Земли более скудной, приводит к исчезновению многих видов растений и животных.
Варварское отношение к природе неизбежно приведет к еще большим потерям лесов, пашен, чистой воды и самого воздуха. Человечество может попросту захлебнуться собственными отходами. Для того чтобы отвести приближающуюся беду, людям придется усовершенствовать устройство современных обществ и переоценить разумность многих своих нынешних потребностей.
Тайны магнитного поля Земли
Датские ученые из Центра планетарных исследований сделали недавно важное открытие: оказывается, магнитное поле Земли … постепенно слабеет. Между тем именно оно является одним из главных щитов, прикрывающих всю биосферу от уничтожения лучами солнечной радиации.
Образующиеся пустоты в защитном поле Земли указывают на то, что ее магнитные полюса могут в скором будущем поменяться местами. Это породило гипотезу о возможных катастрофических последствиях таких изменений. При худшем сценарии наша планета может и вовсе лишиться магнитного поля, что приведет к неминуемой гибели всего живого.
Когда Генри Кавендиш, английский ученый XVIII в., вычислил массу нашей планеты, он доказал, что плотность Земли весьма высока. Она намного выше плотности камня, а это означает, что Земля не может быть целиком «сделана» из камня. Тогда же родилось предположение, что такую плотность обеспечивает тяжелое ядро планеты, состоящее из железа и никеля. Ведь именно эти космические элементы так часто обнаруживали в составе метеоритов!
В ХХ в. изучение сейсмических волн подтвердило гипотезу наличия у Земли ядра. Было выдвинуто предположение, что оно состоит из расплавленного железа и никеля и образует шар диаметром 6900 км, составляя треть массы всей планеты. Ядро не является неподвижным — оно вращается с большой скоростью, создавая водовороты и завихрения.
Расплавленный металл — отличный проводник электрического тока, а поскольку его потоки (включающие и свободные электроны, присутствующие во всяком металле) движутся по кругу, то в этом кругу возникает электрический ток. Электрический ток — это и есть движение заряженных частиц. Как мы знаем, по закону электромагнитной индукции всякий проводник с током порождает магнитное поле его окружающее. Однако магнитное поле Земли не является статичным: направление потоков расплавленного металла, вероятно, меняется, вслед за этим меняются и направления силовых линий магнитного поля, а также его сила.
Магнитные полюса кочуют со скоростью, достигающей иногда 1° в неделю. Они не движутся по прямой линии, которая совпадала бы с меридианом, — в таком случае инверсия полюсов происходила бы каждые 25 лет. Все же принято считать, что магнитные полюса Земли уже неоднократно менялись местами.
Есть множество фактов, свидетельствующих о том, что плотность магнитного поля за последние века уменьшалась. В 1989 г. результаты этого явления испытали на себе жители города Квебек в Канаде. Ослабевшее магнитное поле не смогло сдержать потоки радиации из космоса (солнечные ветры) и в электрических сетях произошел ряд аварий, оставивших город на девять часов без света.
Когда магнитное поле Земли взаимодействует с потоками заряженных частиц космоса («солнечным ветром»), возникает свечение, которое называют полярным сиянием. Мы уже знаем, что силовые линии магнитного поля плотнее около магнитных полюсов Земли, а магнитный полюс расположен недалеко от географического. В таком случае понятно, почему полярное сияние чаще наблюдается около географических полюсов.
Данные геофизики говорят о том, что около трехсот лет назад Южный магнитный полюс переместился из Антарктиды и теперь находится в Индийском океане. А Северный магнитный полюс за последние четыре века совершил «путешествие» по островам Канадского архипелага, устремившись в наши дни в Сибирь. Причем скорость его «блужданий» выросла в четыре раза всего лишь за тридцать лет: если в 1970 г. она равнялась 10 км в год, то уже в 2001 г. арктический полюс дрейфовал со скоростью 40 км в год.
Географические полюса и магнитные — это совсем не одно и то же. Первые совпадают с двумя точками, в которых земной шар пронизывает воображаемая линия оси вращения. Географический полюс — это точка, в которой сходятся другие воображаемые линии, линии меридианов (в чем может убедиться каждый, посмотрев на глобус или на карту). Удивительно то, что географические полюса … тоже находятся в постоянном движении. Правда, его скорость ничтожно мала по сравнению со скоростью дрейфа полюсов магнитных. Ось земного вращения меняет свое положение примерно на 10 см за год.
Вероятная причина — уже известный нам дрейф материков и тектонические движения земной коры. Гигантские массы континентов нарушают баланс на поверхности планеты, и ось вращения из-за этого немного меняет свое положение. На фоне высоких скоростей дрейфа магнитных полюсов полюса географические, ползущие со скоростью 10 см в год, можно считать домоседами.
В последнее время увеличились обе скорости смещений: как для магнитных, так и для географических полюсов. Из-за разницы в этих скоростях получилось так, что магнитный полюс постоянно «убегает» от географического. Вероятно, в недалеком будущем на морских картах придется делать важные поправки, позволяющие капитанам и штурманам правильно пользоваться компасом.
Гибель Солнца. Жизнь продолжается
Вся энергия, благодаря которой существует жизнь на Земле, имеет один источник — Солнце. Ни одна звезда во Вселенной (включая, разумеется, и Солнце) не может существовать вечно. Их жизненный цикл включает рождение, старение и гибель. Какова же при этом судьба нашей планеты?
Каждый миллиард лет яркость и размеры Солнца возрастают на 10%. Пройдет 5,4 млрд лет, и оно увеличится настолько, что его края будут находиться как раз там, где сейчас лежит орбита Земли. Диаметр Солнца при этом возрастет в 80 раз. Это и будет максимальное увеличение размера и яркости звезды. Его излучение станет в три тысячи раз сильнее. Уже одно это наверняка уничтожит на нашей планете всякую жизнь.
Нужно сказать, что океаны испарятся намного раньше — через 1,1 млрд лет. Затем наша звезда, пройдя все стадии развития, превратится в так называемого красного гиганта. После чего (еще через несколько сотен миллионов лет) резко уменьшит свои размеры и станет белым карликом (тусклой звездой с колоссальной плотностью). Внутри белого карлика все ядерные реакции останавливаются, а светится он только потому, что температура его ядра медленно снижается. Затем он остынет, утратит свечение и станет черным карликом, который энергии не излучает.
Нынешнее Солнце — это шар, состоящий из плазмы (перегретых газов), где каждую секунду 600 млн т водорода вступает в ядерную реакцию, выделяя невероятную энергию. В центре звезды при невероятной температуре в 15 млн градусов происходит ядерное превращение водорода в гелий. Это и есть источник света и тепла, без которого невозможна земная жизнь. Как бы ни были велики запасы водорода звезды, они тоже исчерпаются — когда «ядерное топливо» кончается, звезда умирает. Зная скорость сгорания водорода и общую массу Солнца, можно посчитать, сколько еще может прожить наша звезда.
Из подсчетов следует, что Солнце подходит к середине своей жизни. Наука астрофизика пытается предсказать, какой будет судьба Солнца, Земли и всей Солнечной системы через миллиарды лет. Для этого изучают другие звезды Вселенной. Все они находятся в разных возрастах, в разных точках своей жизни.
Земная жизнь не вечна. Пусть ее гибель произойдет через непостижимый для человека миллиард лет, но мы разумные существа и можем задумываться об этом уже сейчас. Единственный путь к спасению жизни — освоение космоса, колонизация других планет. Эволюция биосферы не создала птиц, летающих в космосе, или деревьев, выбрасывающих семена выше земной атмосферы. Однако она дала биосфере Земли гораздо лучшее приспособление — породила разумную жизнь. Именно на нас, на сегодняшних и будущих поколениях, лежит ответственность за спасение земной жизни.
Будем надеяться, что срока в 1 млрд лет, которые сложно себе представить, человеку хватит для того чтобы достойно подготовиться к неминуемой катастрофе. Для решения такой задачи людям придется усовершенствовать себя и собственные знания об окружающем мире. Для этого необходимо изменить и улучшить общество, чтобы наиболее одаренные и творческие люди не тратили свой талант и энергию впустую, перестали бесконечно совершенствовать дизайн утюга, разрабатывать брендинг-стратегию очередного сорта пива, стараться создать более интересные мобильные приложения.
Хотелось бы верить, что люди не уничтожат свою планету в ядерной войне, не утонут в собственном мусоре и не потратят свой разумный потенциал зря. Водорода на Солнце пока много, но с каждой секундой его становится на 600 млн т меньше…
Начало освоению космоса уже положено землянами. Как оно будет продолжаться, зависит и от нас.