artyom_ferrier (artyom_ferrier) wrote,
artyom_ferrier
artyom_ferrier

Categories:

Как мы спасли планету - и как продолжим

Учёные рассуждают, одиноки ли мы во Вселенной - или всё-таки среди триллионов планет какая-то ещё могла позволить себе высокоразвитую жизнь, способную бороздить большие театры космическими кораблями, рассуждать о своём одиночестве во Вселенной или просто чирикать в Твиттере.

Поскольку же на контакт с нами до сих пор никто не вышел, из высокоразвитых ребят, приходится допустить горестную мысль, что всё-таки условия, сложившиеся на планете Земля, - очень и очень уникальны.

Честно, я, не будучи учёным, а будучи дипломатом, мог бы допустить и более оптимистическую мысль. Что высокоразвитые ребята вполне себе шастают вокруг нас по Вселенной, но — как бы это сказать?

Вот мы, изучая свою родную планету, проявляем некоторый интерес, скажем, к муравьям. Во всяком случае, те ребята, которые называются «энтомологи» (и прочие всякие юннаты). Мы выявили много видов муравьёв, многое узнали об их обычаях и повадках. Но тем не менее, мы не спешим открыть миссию ООН в абсолютно каждом муравейнике планеты Земля. И до сих пор, готов спорить, на ней есть много муравьёв, которые не верят в наше существование. Более того, и о существовании подавляющего большинства муравьиных же видов — тоже не догадываются.

Тем не менее, можно допустить, что Земля действительно уникальна по части условий для жизни. По крайней мере, в том её виде, в каком представляем её себе мы.

Тут учёные выводят много барьеров, которые отсекают для планет возможности зарождения и развития жизни.

Удалённость от центрального светила. Чтобы не слишком холодно, не слишком жарко. Энергия нужна, без неё невозможно никакое усложнение материи, но — без экстремальщины, желательно.

Наличие атмосферы и воды. Без этого невозможен будет парниковый эффект, планета будет начисто выхолаживаться за ночь. Да и для зарождения жизни нужна именно жидкая среда. Нужны океаны, нужен круговорот этой жидкости. Но не абы какой — а именно воды, оксида водорода. Её главное достоинство не в том даже, что она сменяет три агрегатных состояния в диапазоне ста градусов, а и в том, что одно из очень редких веществ, которое расширяется при замерзании. Не будь этого, не умей лёд плавать на воде — он бы просто валился на дно и лежал там, сколько-нибудь объёмные моря-океаны были бы невозможны.

Ну и желательно, конечно, чтобы планете просто повезло, чтобы за всю историю её не разу не ошарашил астероид сравнимого с ней размера.

Вот Земле — повезло. Хотя один раз — было очень близко к концу «геополитики», задолго до её начала. Когда, где-то четыре с половиной миллиарда лет назад, как предполагается, в Землю впилилась по касательной фигня под условным названием «Тейя», отколола кусок и слипшись с ним — заделалась Луной. А будь удар попрямее или «снаряд» помощнее — ну всё, «какой кошмар, какие мелкие кусочки».

Собственно, Землю и потом долбали довольно крупные астероиды. Иные — уже при вполне живых свидетелях. В смысле, до этих катаклизмов они были живыми. А так-то и Пермское Вымирание Видов, и закат Мезозоя с динозавриками — увязывают с попаданиями крупных астероидов, от чего происходила мегавулканическая активность, массированные выбросы пепла, затмевающего солнце, похолодание, снижение испаряемости с поверхности океана, иссушение воздушных потоков, запустынивание и, соответственно, «высветление» значительных участков суши, увеличение планетарного альбедо, фиксация стабильного и долгосрочного похолодания.

Ради справедливости, конечно, это довольно дискуссионные вещи, конкретная механика вымирания что пермских звероящеров, что динозавров, и можно сказать, что в обоих случаях наиболее уязвимыми оказались будто бы наиболее приспособленные, безраздельно царившие, самые крутые и здоровые.

Но в том-то и дело, что крутые и здоровые — требуют много нямки. А потому, при падении производительности среды обитания — вымирают первыми. То есть, сначала они разбредаются, чтобы прокормиться в этой оскудевшей на ресурсы среде, а потом — не могут друг друга найти, чтобы продолжить род (а то и семейство, а то и отряд или даже класс — так целыми таксонами и вымирают).

И если дела Пермские да Меловые — всё-таки давние, десятки миллионов лет, то последний раз угроза если не полного вымирания, то критической деградации жизни на планете — возникла совсем недавно и хорошо прослеживается. Та жизнь, можно сказать, чуть сама себя не угробила. И я не имею в виду Холодную Войну: нет, сотня-другая Хиросим или даже Чернобылей — то было бы семечки по сравнению с тем, что могло произойти без участия человека. Более того, только его появление и участие — и спасло жизнь на планете. Нам есть, чем гордиться.

Однако, по порядку.

Сложно сказать, как оно устроено в принципиально иных всяких звездатых системах, где, может, разумные кристаллы хавают излучение прямо от звезды, но в жизни земного типа оно устроено немножко иначе.

Если не считать всяких одноклеточных (без которых, конечно, тоже никуда), то более менее сложные формы жизни можно поделить на два принципиально различных типа.

Первый — предпочитает осёдлый лайфстайл и, греясь на солнышке, умеет использовать его лучистую энергию, чтобы восстанавливать углерод из оксида. Потом кислород, соответственно, выдыхает обратно в атмосферу, уже свободный окислитель, а из углерода — мастерит своё тельце и всякие свои плоды.

Эта малоподвижная форма жизни — называется «флора». И хотя порой она достигает больших высот в приспособительном мастерстве, но не блещет ни интеллектом, ни активной жизненной позицией.

Сие последнее — удел фауны. Которая получает (и запасает) энергию для игр и роста — поедая флору, всячески преобразовывая получаемые из неё питательные вещества и окисляя их вдыхаемым из воздуха кислородом.

Вернее, есть фауна, которая жрёт только флору (игуанадоны, там, веганы), но высшие формы фауны — кушают и травоядных собратьев (кроме веганов; ими брезгуют даже ти-рексы, говорят: всё равно, что спаржа без маойнеза).

И вот таким образом как бы соблюдался баланс веществ в природе. Деревца-травинки берут из воздуха углекислый газ, расщепляют его фотосинтезом, «выдыхают» кислород, потом коровки едят травинки, а мы едим коровок, а потом уходим в гумус, «реинкарнируемся» во всякое дубьё.

На самом деле — он только в короткой гонке соблюдался, тот баланс. На практике же получалось, что на протяжение вот этих десятков, сотен миллионов лет, как только распушилась и приободрилась флора, она умудрялась прибрать из воздуха больше углекислого газа, чем возвращала. Она хоронила карбон с собой то в каменноугольных копях, то в тундровых болотах, где гниль уходила вниз, расщеплялась до метана, да так и застревала.

И если метан ещё хоть как-то вырывался из болот кое-где порой (и при этом сильно горяч в присутствии свободного окислителя, образует СО2 и воды), то гигантские каменноугольные пласты оказались закупорены наглухо под сотнями метров наслоившегося грунта.

То же — и с нефтью (хотя её-то происхождение несколько дискуссионное), где, предположительно, останки морских живых существ, падая на дно, догнивая там и попадая в ловушки при подвижках плит, тоже оказывались изъяты из круговорота углерода.

И вот так происходило десятки миллионов лет, содержание СО2 в атмосфере неуклонно падало, по мере того, как его забирали и «хоронили» живые организмы, а совсем недавно, начиная где-то миллионов восемь лет назад, как позволяют установить пузырьки в ледовых скважинах, уровень углекислоты начал проседать до критически опасного. И с каждым новым пиком оледенения — всё ниже. Вплоть до 180 частиц на миллион (ppm).

Притом, что минимально достаточным для хоть какого-то роста флоры считается 150 ppm. А подавляющее-то большинство видов, использующих фотосинтез типа С3 — гораздо комфортнее чувствуют себя где-то ближе к 1000 ppm (что им и делают в теплицах, выпуская углекислоту из баллонов или специальных генераторов). Но и С4, «фотосинтез по карточкам», развившийся в условиях этого углекислотного голодания, - тоже вяленький при таких низких параметрах содержания СО2.

Ну и вероятно, что растения смогли бы приспособиться и к более скудному рациону углекислоты. Но это ж основной их «строительный материал», и понятно, что на таком голодном пайке они не смогли бы создать питательную среду, достаточную для поддержания сколько-нибудь серьёзной фауны. Ещё немного — и возможной стала бы необратимая деградация жизни на планете.

Нет, какой-то планктон остался бы, конечно, и рыбки тож, но вот при таком запредельно низком содержании углекислоты в воздухе — и мечтать не приходилось бы о серьёзном развитии флоры и фауны. А высвободить карбон — практически нечем. На слишком недосягаемых глубинах похоронены оказалась запасы, отобранные живностью из атмосферы. Только и надежда была бы, что на очередной астероид, который хорошенько тряхнул бы Землю, опять спровоцировал бы мегавулканизм, возможно, выгорание угольных пластов и нефтегазовых полей — и только так удалось бы восстановить углекислоту до приемлемого уровня.

И на самом деле, если вдуматься, то очень многие планеты, сумевшие обзавестись более-менее разнообразной живностью, могли закончить свой биологический эксперимент вот так беспомощно и плачевно. Когда карбон уже изъят из воздуха, упрятан в глубинах, вернуть его некому, а тех жалких остатков, что ещё витают в атмосфере — еле хватает на какие-нибудь колючки в пустынях, растущие по сантиметру за сто лет.

Земля — была на волосок от такой судьбы. Но ей очень повезло, что она всё же успела обзавестись разумной(!) жизнью. То есть, нами.

Ну а мы, побаловавшись немножко (тысяч пятьдесят лет) охотой, в конце концов приступили к выполнению своего долга перед планетой, нас породившей. А именно — стали возвращать ей карбон, заныканный в земной коре за эти десятки и сотни миллионов лет.

Даже самые упёртые скептики не могут отрицать, что с тех пор, как мы стали использовать каменный уголь — достигли впечатляющих успехов. За время с начала Промышленной Революции содержание углекислоты в атмосфере повысилось с менее чем 300 ppm до более чем 400. И теперь уж можно быть уверенными, что мы спасли планету. Она зеленеет и хорошеет на глазах. Вот если б ещё этот чёртов пластик не в море топить, а сжигать — совсем бы круто было. Но сжигать, конечно, и пластик, и уголь, и нефть следует с осторожностью, добиваясь чистого выхлопа: только углекислота и вода, а всякие побочки блокировать фильтрами и ловушками. Они бывают реально токсичны.

Но, конечно, 400 ppm - это далеко не предел. Целевое содержание углекислоты в атмосфере, которого следует добиться в ближайшее столетие — где-то между 1000 и 1500 ppm. Это оптимальная концентрация для растений с фотосинтезом типа C3 и при этом безвредная для фауны (она начинает испытывать дискомфорт при вдесятеро большей концентрации).

По достижении же оптимального уровня СО2 в атмосфере, при котором дубы будут расти, как грибы — можно будет перейти на «замкнутый» цикл углеродного сырья, уже не морочась дальнейшей добычей ископаемых. Растения будут впитывать энергию солнца, скашиваться, сжигаться, давая электричество и возвращая в атмосферу углекислоту — и так по кругу. Но, конечно, другие источники энергии тоже никто не отменял.

При этом, ранее, в начале двадцатого века, высказывались теории, что повышение содержания углекислоты в атмосфере, несмотря на общую мизерность (доли процента), способно привести к значительному потеплению климата.

Что ж, Аррениуса с его надеждами можно понять (он был швед), но — слишком хорошо, чтоб было правдой. Как оказалось, увы, так просто это не работает. Климат — гораздо более сложная и многофакторная штука, чтобы его можно было произвольно улучшать, добавляя «гомеопатические» дозы парникового газа вроде СО2.

Будь это возможно — давно бы уже раскочегарили все топки, запалили бы все факелы над буровыми вышками. Вот просто — чтоб было, чтоб немножко подогреть планету, где пропадают под вечной мерзлотой огромные территории в Канаде, Гренландии и Сибири. На Гавайях по-любому море не вскипит, а сёрфинг на Таймыре — было б круто (пусть и только летом).

Но в том-то и дело, что углекислота сама по себе может влиять на климат только в венерианских количествах (это примерно в сто тысяч раз больше, чем на Земле).

При этом, климат действительно немножко потеплел за последний век и, возможно, мы к этому причастны.

С одной стороны — мы просто выделяем много тепла своей активностью. Тут дело не в том, что сжегши весь тот уголь и всю ту нефть, мы ощутимо усилили парниковый эффект, а в том, что он просто был на Земле всегда, за счёт водяного пара, прежде всего и на 99%, а потому производимое нами дополнительное тепло задерживается (да, вот прошедшее лето — было реально замечательное, я даже начал верить в реальность ГП и грядущий успех своих таймырских пляжных ресортов).

С другой — понастроено было много водохранилищ, внутренних морей, по сути, а они заведомо смягчают климат.

С третьей — сведение лесов и распашка земель в наиболее инсолируемых, субэкваториальных областях. В целом ландшафт становится темнее, солнечное тепло поглощается интенсивнее. При этом, само-то по себе сведение влажных лесов нельзя считать очень позитивным явлением, было бы лучше переселить негров в Гренландию, чтобы они её подогрели, сделав собой тамошний ландшафт темнее.

Ну и наконец — нельзя сбрасывать со счетов прогресс в регулярности и точности метеонаблюдений. Если сто лет назад с какого-нибудь градусника в пустоши показания снимали раз в сутки, а потому могли пропускать рекордные пики, то сейчас мониторится постоянно.

Но как бы то ни было, Глобальное Потепление — это просто отдельная тема. Простительно было Аррениусу заблуждаться в своих грёзах о шведском винограде, но сейчас только отпетые шарлатаны могут уверять, будто бы для существенного поднятия общепланетарной температуры достаточно будет нарастить концентрацию СО2 ещё на четверть.

Нет, конечно. Концентрацию СО2 можно и нужно наращивать и в гораздо больших масштабах (примерно втрое от нынешнего уровня), но вот с Глобальным Потеплением придётся повозиться особо. Для этого нам потребуется уже качественно иной уровень энерговооружённости, чтобы реально повысить среднюю температуру градусов на пять. Но это мы тоже осилим.

Короче, один раз мы уже спасли родную планету от угасания жизни на фоне углекислотного голодания — спасём и от возможных рецидивов оледенения. Я лично на это весьма оптимистично смотрю. В случае чего — на буксир возьмём, поближе к Солнцу подтащим (только Луну главное не забыть: она, типа, романтическая).

Tags: глобальность, история, палеонтология
Subscribe

  • Продолжаем отдыхать

    Поймал себя на мысли, что в былые времена я бы потратил минут двадцать, чтобы высказаться о встрече Путина с Байденом. Но сейчас? Чего я не сказал…

  • Белорусская распасовка

    Стараюсь не писать сейчас о политических делах — ну да разговорились давеча с молодёжью, должен поделиться, дабы предостеречь (кого-нибудь).…

  • Украина, Россия и Чехов

    Многие сейчас всерьёз приморочились будто бы неминуемым обострением российско-украинского конфликта. Иные эксперты уж инструкции публикуют, как…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 50 comments

  • Продолжаем отдыхать

    Поймал себя на мысли, что в былые времена я бы потратил минут двадцать, чтобы высказаться о встрече Путина с Байденом. Но сейчас? Чего я не сказал…

  • Белорусская распасовка

    Стараюсь не писать сейчас о политических делах — ну да разговорились давеча с молодёжью, должен поделиться, дабы предостеречь (кого-нибудь).…

  • Украина, Россия и Чехов

    Многие сейчас всерьёз приморочились будто бы неминуемым обострением российско-украинского конфликта. Иные эксперты уж инструкции публикуют, как…