135 (585111), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Дальнейшее раздувание Солнца приведет к тому, что и Земля уже будет вращаться фактически внутри Солнца. Согласно этому сценарию, Земле уготовлена не очень приятная участь. Трение Земли и частиц газа Солнца будет уменьшать орбитальную скорость Земли, в результате Земля по спирали будет падать к центральным областям Солнца. Это приведет к тому, что Солнце нагреет Землю до чрезвычайно высоких температур, превратив ее в раскаленные скалы без всяких признаков наличия воды в океанах и, естественно, жизни.
Вспышки сверхновых. Другие звезды, которые имеют большую массу, чем Солнце, живут несколько иначе. На определенной стадии они могут взорваться, выделив при этом чудовищную энергию (астрономы называют такой процесс вспышкой сверхновой). Было выяснено, что имеются две причины таких вспышек.
На последней стадии жизни у звезды прекращаются ядерные реакции и она превращается в плотный объект - белый карлик (БК). Но если около БК имеется соседняя звезда, то вещество этой звезды может перетекать на БК. При этом на поверхности БК опять начинаются термоядерные реакции, выделяющие громадную энергию. Такой механизм вспышки работает для сверхновых типа SNI.
Другой тип сверхновых (SNII) объясняется эволюцией звезды массы более десяти масс Солнца. Термоядерные реакции сопровождаются превращением водорода в более тяжелые элементы. На каждой стадии выделяется энергия, нагревающая звезду. Tеория предсказывает, что при достижении образования железа последовательность реакций прекращается. Внутренняя часть железного ядра в течение секунды сжимается. Когда внутренняя часть звезды достигает ядерных плотностей, она отскакивает от центра, сталкиваясь с еще коллапсирующей внешней частью ядра. Возникающая ударная волна разносит всю звезду. Выделяемая энергия за 1 с будет чудовищной, равной энергии, излученной 100 солнцами за 109 лет.
Некоторые астрономы (И.С. Шкловский и Ф.Н. Краcовский) полагали, что такой взрыв мог произойти у близкой к Солнцу звезды 65 млн лет назад. Согласно сценарию, описанному этими авторами, выброшенное вещество после взрыва через несколько тысяч лет достигло Земли. Оно содержало релятивистские частицы, которые при попадании в атмосферу Земли вызвали интенсивный поток вторичных космических частиц, которые при достижении поверхности Земли повысили радиоактивность в 100 раз. Это неизбежно привело бы к мутациям в живых организмах с последующим их исчезновением.
Вероятность глобального влияния на Землю такого взрыва в будущем зависит, во-первых, от того, насколько часто происходят вспышки сверхновых в нашей Галактике, и, во-вторых, от критического расстояния r до звезды. Основываясь на наблюдаемых данных, известный специалист по статистике звезд С. Ван дер Берг пришел к выводу, что за каждый 1 млрд лет в объеме нашей Галактики в 1 кпк3 происходят в среднем 150 000 вспышек сверхновых. Если взять за критическое расстояние до звезды в r = 10 световых лет, то легко получить, что, для того чтобы в объеме такого радиуса произошла одна вспышка, необходимо время в 60 млрд лет. Эта величина существенно больше возраста Земли. Таким образом, маловероятно, что биотические кризисы можно объяснить явлением вспышки. В будущем такая вспышка также не очень вероятна. Однако все же следует отметить, что приведенные рассуждения основаны на средних оценках. Для примера отметим, что звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона может вспыхнуть через несколько тысяч лет. Другая звезда - h Car вспыхнет через 10 000 лет. К счастью, расстояния до них достаточно велики - 650 и 10 000 световых лет.
Гамма-вспышки. Около 30 лет назад астрономы с помощью спутниковых наблюдений установили, что в различных точках небесной сферы наблюдаются объекты, которые вспыхивают в гамма-диапазоне с длительностью вспышек от долей секунды до нескольких минут. Последние оценки расстояний до этих объектов свидетельствуют, что они располагаются далеко за пределами нашей Галактики. Это означает, что энергия излучения в гамма-диапазоне у этих объектов фантастически велика - порядка 1050-1052 эрг.
Наиболее распространенная гипотеза о механизме вспышек, предложенная С.И. Блинниковым и др., - это гипотеза о слиянии двух нейтронных звезд - последней стадии жизни двойной системы, состоявшей из двух массивных звезд. Расчеты астрофизиков показали, что при таком слиянии выделяется энергия, эквивалентная энергии излучения миллиарда галактик, подобных нашей.
Но такие пары нейтронных звезд могут существовать не только на космологическом расстоянии, но и внутри нашей Галактики. Астрофизики подсчитали, что в нашей Галактике одно слияние пары происходит каждые 2-3 млн лет. Сейчас надежно установлено наличие трех таких пар. Если одна из них (PSR B2127+11C) начнет сливаться, то последствия этого для Земли будут очень серьезны, правда, более чем через 220 млн лет. Прежде всего сильное гамма-излучение уничтожит озоновый слой атмосферы Земли. Но главное в том, что при вспышке образуются энергичные космические частицы, которые, достигнув атмосферы Земли, будут создавать вторичные космические частицы. Эти частицы дойдут до поверхности Земли и даже глубже, превратив ее в радиоактивное кладбище.
Все приведенные выше факты ставят главный вопрос.
3.4. Что делать?
Ответ на этот вопрос применительно к малым телам Солнечной системы должен содержать два аспекта:
астрономический - необходимо заблаговременно открыть неизвестные и потенциально опасные объекты на как можно большем расстоянии от Земли, вычислить их точные орбиты и предсказать момент возможной опасности;
технический - необходимо принять решения и их реализовать, чтобы избежать возможного столкновения.
Для решения астрономической части сейчас создается сеть телескопов с диаметром около 2 м. Это позволит обнаружить примерно 90% опасных астероидов на расстоянии до 200 млн км и 35% опасных комет на расстоянии до 500 млн км. Поскольку скорости движения объектов порядка 10 км/с, то это позволит иметь резерв времени в несколько месяцев для принятия решения.
Точность теоретических расчетов орбит и моментов столкновений прежде всего определяется количеством установленных положений на небе опасных объектов. Эту задачу можно решить с помощью указанной выше сети телескопов. Далее при расчете орбит необходимо тщательно учесть возмущения в движении небесных тел, вызванные воздействием всех планет Солнечной системы. Эта проблема уже решена астрономами с высокой точностью.
Труднее всего учесть негравитационные силы, влияющие на движение объектов. Эти силы обусловлены многими причинами. Астероиды и кометы двигаются в материальной среде (межпланетная плазма, электромагнитное поле), испытывая при этом сопротивление. Они также испытывают влияние сил светового давления от Солнца. В результате тела могут отклониться от чисто кеплеровской орбиты, то есть вычисленной с учетом только гравитационного взаимодействия тела с Солнцем (и планетами).
Технический аспект проблемы более сложный, и имеются по существу пока три варианта. Один предусматривает уничтожение опасного объекта путем засылки на него ракеты с ядерной бомбой. Расчеты показали, что для уничтожения астероида диаметром в 1 км необходим взрыв в 4 " 1019 эрг. Но этот проект может принести непредсказуемые экологические последствия, связанные с засорением космоса ядерными отходами.
Есть вариант попытки отклонения движения объекта от своей естественной орбиты за счет сообщения ему дополнительного импульса, скажем за счет посадки на его поверхность ракеты с мощной энергетической установкой. На сегодня оба таких проекта пока трудноосуществимы: для этого необходимо иметь ракеты с большими массами и большими скоростями движения, чем имеются в настоящее время. Но в принципе это совсем не безнадежное дело для технологии XXI века.
Хотя астрофизическая опасность ожидает Землю в отдаленном будущем, уже сейчас имеются довольно интересные идеи избежать ее. Некоторые из них кажутся даже фантастическими. В одном варианте предлагается создать вокруг Земли щит, используя вещество астероидов или Луны. Например, масса астероида Церес вполне достаточна для создания диска около Земли толщиной в 1 км. Он вполне может экранировать потоки частиц и излучения от сверхновых и гамма-вспышек.
В заключение отметим, что нет оснований для апокалиптического фатализма. Человечество уже достигло достаточно высокого уровня науки и технологии, чтобы предугадать опасность. Мало того, оно уже находится на пороге создания эффективной системы защиты. Можно лишь надеяться, что человечество, осознав предстоящую опасность, предпримет усилия для дальнейшего развития науки и необходимой технологии вместо того, чтобы решать внутренние конфликты, бездумно расходуя свой интеллект и финансовые средства6. .
4. Проблемы целостного освоения Земли
4.1. Роль человека на планете Земля
Так как мы рассматриваем биосферу, в качестве живого существа, животного, то человек представляется нам, в качестве одной из клеток этого животного. Похожие клетки объединяются в органы. Значит, по логике вещей, на человечество нужно взглянуть как на орган биосферы, состоящий из «человеко-клеток».
Какова же функция «людей-клеток»? Какова функция «человечества-органа»? Этот вопрос имеет, как минимум два ответа, причем совершенно противоположных.
Еще древние обратили внимание на двойственность человеческой сущности. С одной стороны, человек – это созидатель, строитель, творец. С другой – разрушитель, хищник, убийца. Созидание и разрушение – одинаково присущи человеку. Роль человека на планете можно определить и как созидательную, то есть, направленную на строительство, изобретательство и творчество, и как разрушительную – направленную на разрушение окружающей среды.
Созидательная роль человека выражена в постоянном поиске улучшения существующих условий жизни. Сюда можно отнести научно-технический прогресс, движимый человеческим гением. Сюда же относятся всевозможные философские и религиозные доктрины, направленные на гармонизацию человеческих отношений в обществе. С созидательной точки зрения, человек является главным элементом, как в биосфере, так и во всем космосе. Эту же точку зрения несут в себе все религии: человек – сын Бога, хозяин этого мира, венец творения. Ничем не отличается и материалистическое видение этого вопроса: человек – венец эволюции и царь природы. Проще говоря, без человека мир был бы совершенно другим, намного хуже. Мир существует ради человека, а без него, существование мира было бы лишено смысла. Такова созидательная точка зрения на роль человека и человечества.
Разрушительная роль человека выражена в разрушении людьми окружающего мира. Какой бы ни была прогрессивной и созидательной человеческая деятельность, ее побочным эффектом всегда является разрушение окружающей среды. По вине человека разрушены уникальные уголки природы, нарушена жизнь всех без исключения биоценозов, вымерли тысячи видов животных и растений. Сама жизнь на планете поставлена под угрозу именно благодаря человеку.
Вся история человечества – это, с одной стороны, история побед и свершений, а с другой - история постоянного наступления на природу, история деградации окружающей среды.
С разрушительной точки зрения, человек – это побочный эффект эволюции, ошибка природы. Миру жилось бы намного спокойнее без человека. Биосфере не нужен человек, он является лишним элементом в ее гармонично устроенном организме.
Конечно, всем нам хочется, чтобы преобладала созидательна роль человека. Мы привыкли смотреть на самих себя как на созидателей, а не разрушителей. Однако, закрывать глаза на свои пороки нельзя. Иначе, можно погубить тот мир, в которым мы живем, и погибнуть вместе с ним7.
4.2. История освоения Земли человеком
Зачатки географических знаний ученые находят у народов Древнего Востока – жителей Месопотамии, Персии, Египта, Финикии. Занятия земледелием и скотоводством, торговля, расселение народов и войны приводили к накоплению знаний об окружающем мире. Из иероглифических надписей и рисунков, дошедших до наших дней, ученые узнали, что еще за 40 веков до нашей эры египтяне снаряжали экспедиции в Центральную Африку, плавали по Средиземному морю. Географические знания, накопленные народами Востока, были расширены великими мыслителями Древней Греции. Они пытались объяснить происхождение и строение окружающего их мира, изобразить известные в то время страны в виде чертежей (карт).
В период раннего средневековья происходит упадок географических знаний. Войны, восстания рабов тормозили развитие науки. Однако и в эту пору было совершено немало географических открытий. Ведущая роль в них перешла к арабам. Их корабли бороздили воды Индийского океана. Арабы основали колонии на восточном побережье Африки, путешествовали в Китай и Индию.
Значительно расширились и знания европейцев о земном пространстве в 13 веке в результате путешествий в азиатские земли венецианских купцов.
Когда на смену феодализму пришел капитализм, снова, как и в древнем мире, возрос интерес к наукам.
В эпоху Великих географических открытий бурно развиваются торговля и мореплавание. Португальские и испанские корабли устремляются на поиски путей в богатую Индию. В конце 1492 года произошло открытие, ставшее величайшим событием в истории человечества - Х. Колумб открыл Америку. А в 1521 году началось первое кругосветное плавание под началом Магеллана. Географический горизонт европейцев расширился до небывалых для того времени размеров. Благодаря этим открытиям люди узнали об истинных размерах своей планеты, о соотношении суши и воды на Земле.
Во второй половине 17 и в 18 веке путешественники продолжали поиски новых морских проходов вокруг материков, новых земель в океанах, исследовали неизвестные науки внутренние части континентов. В этот период впервые организуются научные экспедиции, цель которых, наряду с открытиями – исследование, объяснение причин географических явлений и процессов, особенностей природы отдельных территорий.
Многочисленные экспедиции 18 – 19 вв и начала 20 в. обогатили географию знаниями о природе и населении Земли. В эту эпоху были открыты и исследованы полярные области нашей планеты.
Новейшие открытия (20 в) внесли большой вклад в развитие знаний о нашей планете. Они проводятся с применением новых методов изучения Земли в специально созданных научных организациях цель которых – проведение научных исследований. Во многих странах мира ученые организуют большие по масштабу экспедиции в Арктику и Антарктику. Ведется широкое изучение Мирового океана. Начало его исследования было положено английской экспедицией на судне «Челленджер», продолжено на русском «Витязе» и других кораблях. В 60-е гг.67 стран приняли участие в исследованиях планеты по программе Международного геофизического года.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
