В истории Земли было как минимум пять массовых вымираний флоры и фауны. Самая крупная катастрофа случилась примерно 250 миллионов лет назад. Тогда по какой-то причине погибли 95% всех существ на планете. Среди версий о причинах вымираний есть несколько связанных с реальными угрозами из космоса. И это не какие-нибудь фантазии про инопланетян или злых богов. Так что же может прийти из глубин межзвездного пространства и вызвать глобальную катастрофу? И как нам предсказать такую угрозу? Главная проблема человечества здесь в том, что люди не воспринимают космические угрозы всерьез. А зря. Удар из космоса — вопрос времени. Смотрите видео наших друзей из Sci-One, а текстовую версию читайте под катом.
Согласно статистике, в видимой нами части Вселенной каждую секунду происходит как минимум один взрыв звезды. Если звезда в разы больше нашего Солнца, то при исчерпании водорода в ее ядре она обычно превращается в сверхновую. А чем крупнее звезда, тем быстрее истощается «бак» — всего за несколько миллионов лет. Происходит гравитационный коллапс. Радиус «поражения» сверхновых — несколько десятков световых лет.
Жесткое излучение, возникшее в результате вспышки, ионизирует азот и кислород в атмосфере Земли, из-за чего образуется диоксид азота. В больших количествах он может оказать катастрофическое воздействие на защитный озоновый слой нашей планеты. Но и это не все: при взаимодействии диоксида азота с парами воды образуется азотная кислота, выпадающая в виде вредоносных дождей. Вместе жесткое ультрафиолетовое излучение и обильные кислотные дожди могут уничтожить растительность на Земле (в фильме «Интерстеллар» показана такая тотальная катастрофа, когда человечество осталось без шансов что-то вырастить). И в добавление ко всему диоксид азота снизит прозрачность атмосферы, что может вызвать глобальное похолодание.
Уничтожить Землю может и гамма-всплеск — мощнейший выброс энергии во Вселенной. За несколько секунд энергии выделяется столько, сколько излучает наше Солнце в течение 10 миллиардов лет. Ученые пока не пришли к единому мнению, что является источником гамма-всплесков, самой жесткой формы электромагнитного излучения. Это могут быть и коллапсирующие массивные звезды.
С гамма-всплеском некоторые исследователи связывают ордовикско-силурийское массовое вымирание на Земле, которое случилось примерно 450 миллионов лет назад. Тогда живые существа обитали в основном в морях и океанах. И погибло, по последним подсчетам, 85% видов морской фауны. От такой катастрофы нам спастись, скорее всего, не удастся, если только человечество не мигрирует заранее с планеты. Но хорошая новость в том, что в ближайшие тысячелетия, похоже, нам не грозит оказаться в зоне действия гамма-всплеска. В нашей галактике подобное происходит очень редко, и поблизости не обнаружено звезд, которые могли бы устроить столь неприятный сюрприз.
Не все угрозы можно вовремя заметить. В нашей Солнечной системе, по самым приблизительным подсчетам, есть около трех тысяч «невидимых» комет. Они почти не отражают свет, потому что частично испарились — потеряли воду и газы. В 1983 году одну такую комету все же заметили, только это произошло почти случайно и уже после того, как она пролетела рядом с Землей. Незамеченной она прошла в 5 миллионах километров от нашей планеты — ближе, чем любая другая комета за последние 200 лет. Из расчетных 3000 «невидимых» комет человечеству на сегодня удалось отследить только 25.
Астероидная угроза тоже вполне реальна. Большинство астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Но иногда они сталкиваются друг с другом или под воздействием гравитации более крупных объектов покидают привычные орбиты.
В ООН даже создали международную сеть предупреждения: если астрономы замечают потенциально опасный астероид, то Управление ООН по вопросам космического пространства должно организовать спасательную миссию.
Ученые и инженеры рассматривают много сценариев спасения планеты. Самый известный и очевидный — это разрушение потенциально опасного объекта. Как, например, в фильме «Армагеддон». Но что может произойти с астероидом, если его попытаться уничтожить? Ученые из Лос-Аламосской лаборатории смоделировали взрыв атомной бомбы мощностью 1 мегатонна на поверхности астероида размером 500 на 150 метров. Как показали расчеты, этого должно хватить, чтобы избежать угрозы большого удара. Но нельзя гарантировать, что обломки астероида не ударят по Земле картечью. Чтобы они полностью сгорели в атмосфере и не достигли поверхности планеты, каждому из них надо быть менее 30 метров в диаметре.
Другие моделирования защиты от астероидов с помощью ядерных взрывов: раз, два.
Правда, у человечества нет ни одного более-менее эффективного способа спасти Землю от действительно большой глыбы. По данным NASA на январь 2016 года, в Солнечной системе обнаружено более 700 тысяч астероидов. Агентство даже создало на своем сайте отдельную страницу, где можно посмотреть, когда и какие объекты летят в сторону Земли и насколько они опасны. Но какой-то единой системы слежения пока нет. Хотя небесные тела размером от 100 метров способны устроить на Земле региональную катастрофу, а те, что больше километра, оставят человечеству мало шансов. Такие удары породят гигантские взрывы, ударная волна от столкновения обойдет земной шар. Часть кинетической энергии передастся земной коре и вызовет землетрясения и цунами. Для оценки потенциальной опасности сближения используются две шкалы — Туринская и Палермская. Они похожи, но вторая несколько сложнее. Обе шкалы учитывают кинетическую энергию объекта и вероятность столкновения с Землей.
Один из самых больших доказанных ударных кратеров расположен в Южной Африке — его диаметр достигает трехсот километров. В 2005 году его внесли в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО. По современным оценкам, кратер Вредефорт появился после удара астероида диаметром от 5 до 10 километров — такого хватит для уничтожения всей цивилизации. Падение вредефортского астероида вызвало многочисленные землетрясения и цунами, а порожденная им тепловая ударная волна могла стать причиной пожаров по всему миру. Как следствие, выброс в атмосферу большого количества сажи и углекислого газа привел к изменению климата, на несколько лет лишив планету солнечных лучей. Возможно, именно эта катастрофа положила конец господству динозавров, но пока это не общепринятая теория.
Одна из самых знакомых на первый взгляд угроз — вспышки на нашем Солнце. Точнее, корональные выбросы массы. Выглядят они очень красиво. Нередко можно слышать, что эти выбросы вызывают геомагнитные бури, которые способны влиять на физическое самочувствие и настроение людей. Федеральный резервный банк Атланты даже провел исследование на эту тему. В нем доказывается, что корональные выбросы Солнца так влияют на биржевых игроков, что те впадают в уныние и обретают склонность срочно избавляться от акций. Представляете, произойдет какая-нибудь мегавспышка и обезумевшие трейдеры начнут массово продавать акции? Это может спровоцировать панику, из-за которой мировая экономика обрушится за пару дней. А дальше — войны, голод, болезни. Хотя ряд ученых все же сомневаются, что корональные выбросы способны так влиять на человечество. Пока что не подтверждена прямая связь между нашим физическим состоянием, поведением и геомагнитными бурями, которые провоцируются особенно агрессивными ударами потоков солнечной плазмы.
Тем не менее Солнце все равно сможет прикончить современную цивилизацию одним только своим ветром, если постарается. И чем дальше, тем выше такая опасность. Корональные выбросы могут происходить несколько раз в день. В среднем за один выброс наше светило избавляется от 10 миллиардов тонн плазмы. Это выглядит так: от Солнца отрывается замкнутая петля скрученных магнитных силовых линий. Она несет с собой сгусток плазмы из электронов и протонов с небольшим количеством гелия, кислорода и других элементов. Эта петля вытягивается в межпланетное пространство, и может образоваться «жгут», который обвивает сгусток плазмы, — тогда получается магнитное облако. «Ударяя» по магнитосфере Земли, оно вызывает очень сильные возмущения в околоземном космическом пространстве.
Самая сильная из зафиксированных геомагнитных бурь произошла в 1859 году и известна как «Событие Кэррингтона». Во время бури наблюдались масштабные сбои и отключения телеграфной связи в Европе и Северной Америке, а в магнитных обсерваториях стрелки магнитометров упирались в край шкалы. Северное сияние можно было наблюдать по всей Земле, даже на Карибах. Выбросы, подобные этому, происходят на Солнце примерно раз в 500 лет. Современный мир настолько сильно зависит от электричества и электроники, что сегодня аналогичная буря нанесла бы огромный ущерб цивилизации. Из-за колебаний магнитного поля в многокилометровых линиях электропередачи появятся индукционные токи. Начнутся перегрузки, из-за них будут отключаться целые системы. Погаснет свет, остановятся лифты и электротранспорт, начнутся перебои с водоснабжением, в больницах перестанет работать медтехника, будут происходить аварии в промышленности. Короче, пострадает практически каждая сфера жизни людей. Электричество может отключиться на целых континентах, а восстановление заняло бы месяцы и годы.
И последнее, во многом неожиданное следствие вспышек на Солнце — разбухание атмосферы. В 1979 году это уже привело к неуправляемому сходу с орбиты и падению на Землю первой и единственной американской орбитальной станции Skylab. Аномальное излучение может не только вывести из строя многие спутники в околоземном космическом пространстве, но и повлиять на работу бортовой аппаратуры пассажирских самолетов — а их в небе ежедневно летает более 8000. К слову, нечто подобное могло произойти в 2012 году, но Земля и основной поток плазмы разминулись.
Сверхновые
Согласно статистике, в видимой нами части Вселенной каждую секунду происходит как минимум один взрыв звезды. Если звезда в разы больше нашего Солнца, то при исчерпании водорода в ее ядре она обычно превращается в сверхновую. А чем крупнее звезда, тем быстрее истощается «бак» — всего за несколько миллионов лет. Происходит гравитационный коллапс. Радиус «поражения» сверхновых — несколько десятков световых лет.
Жесткое излучение, возникшее в результате вспышки, ионизирует азот и кислород в атмосфере Земли, из-за чего образуется диоксид азота. В больших количествах он может оказать катастрофическое воздействие на защитный озоновый слой нашей планеты. Но и это не все: при взаимодействии диоксида азота с парами воды образуется азотная кислота, выпадающая в виде вредоносных дождей. Вместе жесткое ультрафиолетовое излучение и обильные кислотные дожди могут уничтожить растительность на Земле (в фильме «Интерстеллар» показана такая тотальная катастрофа, когда человечество осталось без шансов что-то вырастить). И в добавление ко всему диоксид азота снизит прозрачность атмосферы, что может вызвать глобальное похолодание.
Гамма-всплески
Уничтожить Землю может и гамма-всплеск — мощнейший выброс энергии во Вселенной. За несколько секунд энергии выделяется столько, сколько излучает наше Солнце в течение 10 миллиардов лет. Ученые пока не пришли к единому мнению, что является источником гамма-всплесков, самой жесткой формы электромагнитного излучения. Это могут быть и коллапсирующие массивные звезды.
С гамма-всплеском некоторые исследователи связывают ордовикско-силурийское массовое вымирание на Земле, которое случилось примерно 450 миллионов лет назад. Тогда живые существа обитали в основном в морях и океанах. И погибло, по последним подсчетам, 85% видов морской фауны. От такой катастрофы нам спастись, скорее всего, не удастся, если только человечество не мигрирует заранее с планеты. Но хорошая новость в том, что в ближайшие тысячелетия, похоже, нам не грозит оказаться в зоне действия гамма-всплеска. В нашей галактике подобное происходит очень редко, и поблизости не обнаружено звезд, которые могли бы устроить столь неприятный сюрприз.
Кометы и астероиды
Не все угрозы можно вовремя заметить. В нашей Солнечной системе, по самым приблизительным подсчетам, есть около трех тысяч «невидимых» комет. Они почти не отражают свет, потому что частично испарились — потеряли воду и газы. В 1983 году одну такую комету все же заметили, только это произошло почти случайно и уже после того, как она пролетела рядом с Землей. Незамеченной она прошла в 5 миллионах километров от нашей планеты — ближе, чем любая другая комета за последние 200 лет. Из расчетных 3000 «невидимых» комет человечеству на сегодня удалось отследить только 25.
Астероидная угроза тоже вполне реальна. Большинство астероидов сосредоточено в пределах пояса астероидов между орбитами Марса и Юпитера. Но иногда они сталкиваются друг с другом или под воздействием гравитации более крупных объектов покидают привычные орбиты.
В ООН даже создали международную сеть предупреждения: если астрономы замечают потенциально опасный астероид, то Управление ООН по вопросам космического пространства должно организовать спасательную миссию.
Ученые и инженеры рассматривают много сценариев спасения планеты. Самый известный и очевидный — это разрушение потенциально опасного объекта. Как, например, в фильме «Армагеддон». Но что может произойти с астероидом, если его попытаться уничтожить? Ученые из Лос-Аламосской лаборатории смоделировали взрыв атомной бомбы мощностью 1 мегатонна на поверхности астероида размером 500 на 150 метров. Как показали расчеты, этого должно хватить, чтобы избежать угрозы большого удара. Но нельзя гарантировать, что обломки астероида не ударят по Земле картечью. Чтобы они полностью сгорели в атмосфере и не достигли поверхности планеты, каждому из них надо быть менее 30 метров в диаметре.
Другие моделирования защиты от астероидов с помощью ядерных взрывов: раз, два.
Правда, у человечества нет ни одного более-менее эффективного способа спасти Землю от действительно большой глыбы. По данным NASA на январь 2016 года, в Солнечной системе обнаружено более 700 тысяч астероидов. Агентство даже создало на своем сайте отдельную страницу, где можно посмотреть, когда и какие объекты летят в сторону Земли и насколько они опасны. Но какой-то единой системы слежения пока нет. Хотя небесные тела размером от 100 метров способны устроить на Земле региональную катастрофу, а те, что больше километра, оставят человечеству мало шансов. Такие удары породят гигантские взрывы, ударная волна от столкновения обойдет земной шар. Часть кинетической энергии передастся земной коре и вызовет землетрясения и цунами. Для оценки потенциальной опасности сближения используются две шкалы — Туринская и Палермская. Они похожи, но вторая несколько сложнее. Обе шкалы учитывают кинетическую энергию объекта и вероятность столкновения с Землей.
Один из самых больших доказанных ударных кратеров расположен в Южной Африке — его диаметр достигает трехсот километров. В 2005 году его внесли в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО. По современным оценкам, кратер Вредефорт появился после удара астероида диаметром от 5 до 10 километров — такого хватит для уничтожения всей цивилизации. Падение вредефортского астероида вызвало многочисленные землетрясения и цунами, а порожденная им тепловая ударная волна могла стать причиной пожаров по всему миру. Как следствие, выброс в атмосферу большого количества сажи и углекислого газа привел к изменению климата, на несколько лет лишив планету солнечных лучей. Возможно, именно эта катастрофа положила конец господству динозавров, но пока это не общепринятая теория.
Солнце
Одна из самых знакомых на первый взгляд угроз — вспышки на нашем Солнце. Точнее, корональные выбросы массы. Выглядят они очень красиво. Нередко можно слышать, что эти выбросы вызывают геомагнитные бури, которые способны влиять на физическое самочувствие и настроение людей. Федеральный резервный банк Атланты даже провел исследование на эту тему. В нем доказывается, что корональные выбросы Солнца так влияют на биржевых игроков, что те впадают в уныние и обретают склонность срочно избавляться от акций. Представляете, произойдет какая-нибудь мегавспышка и обезумевшие трейдеры начнут массово продавать акции? Это может спровоцировать панику, из-за которой мировая экономика обрушится за пару дней. А дальше — войны, голод, болезни. Хотя ряд ученых все же сомневаются, что корональные выбросы способны так влиять на человечество. Пока что не подтверждена прямая связь между нашим физическим состоянием, поведением и геомагнитными бурями, которые провоцируются особенно агрессивными ударами потоков солнечной плазмы.
Тем не менее Солнце все равно сможет прикончить современную цивилизацию одним только своим ветром, если постарается. И чем дальше, тем выше такая опасность. Корональные выбросы могут происходить несколько раз в день. В среднем за один выброс наше светило избавляется от 10 миллиардов тонн плазмы. Это выглядит так: от Солнца отрывается замкнутая петля скрученных магнитных силовых линий. Она несет с собой сгусток плазмы из электронов и протонов с небольшим количеством гелия, кислорода и других элементов. Эта петля вытягивается в межпланетное пространство, и может образоваться «жгут», который обвивает сгусток плазмы, — тогда получается магнитное облако. «Ударяя» по магнитосфере Земли, оно вызывает очень сильные возмущения в околоземном космическом пространстве.
Самая сильная из зафиксированных геомагнитных бурь произошла в 1859 году и известна как «Событие Кэррингтона». Во время бури наблюдались масштабные сбои и отключения телеграфной связи в Европе и Северной Америке, а в магнитных обсерваториях стрелки магнитометров упирались в край шкалы. Северное сияние можно было наблюдать по всей Земле, даже на Карибах. Выбросы, подобные этому, происходят на Солнце примерно раз в 500 лет. Современный мир настолько сильно зависит от электричества и электроники, что сегодня аналогичная буря нанесла бы огромный ущерб цивилизации. Из-за колебаний магнитного поля в многокилометровых линиях электропередачи появятся индукционные токи. Начнутся перегрузки, из-за них будут отключаться целые системы. Погаснет свет, остановятся лифты и электротранспорт, начнутся перебои с водоснабжением, в больницах перестанет работать медтехника, будут происходить аварии в промышленности. Короче, пострадает практически каждая сфера жизни людей. Электричество может отключиться на целых континентах, а восстановление заняло бы месяцы и годы.
И последнее, во многом неожиданное следствие вспышек на Солнце — разбухание атмосферы. В 1979 году это уже привело к неуправляемому сходу с орбиты и падению на Землю первой и единственной американской орбитальной станции Skylab. Аномальное излучение может не только вывести из строя многие спутники в околоземном космическом пространстве, но и повлиять на работу бортовой аппаратуры пассажирских самолетов — а их в небе ежедневно летает более 8000. К слову, нечто подобное могло произойти в 2012 году, но Земля и основной поток плазмы разминулись.
