Читать книгу "Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба - Эрик Асфог"

На Венере, которая сформировалась ближе к Солнцу и имеет атмосферу, почти целиком состоящую из углекислого газа, парниковый эффект превратился в неудержимо нарастающую катастрофу. Чем теплее становилась Венера, тем больше воды испарялось с ее поверхности, что разогревало планету еще больше и заставляло воду покидать атмосферу под действием сильного солнечного ветра. (Солнечная радиация воздействует на Венеру сильнее, чем на Землю, потому что та находится ближе и имеет очень слабое магнитное поле.) Спустя миллиарды лет почти вся имевшаяся там изначально вода исчезла, хотя значительное ее количество могло сохраниться в мантии, ожидая возможности вырваться наружу. Возможно, в этом не было ничего неизбежного. Если бы там только имелся геологический процесс, отводивший углекислый газ, на Венере не стало бы так жарко и до сих пор сохранились бы жидкие океаны. Ирония состоит в том, что если бы океаны имелись на венерианской поверхности, то был бы и геологический процесс, позволяющий избавляться от всего этого CO2.

Около поверхности земного океана вода аэрируется благодаря завихрениям волн и образованию пены. Рыбы дышат растворенным кислородом через жабры. Атмосферный углекислый газ тоже растворяется, и часть его реагирует с водой, давая в итоге углекислоту[164]: H2O + CO2 = H2CO3 (если упростить длинный ряд реакций). В то же время ионы кальция в результате эрозии континентальных пород попадают в реки, которые несут их в море. Реакция этих ионов с углекислотой высвобождает ионы водорода и приводит к образованию карбоната кальция СаСО3. Одно из главных вместилищ СО2 является биологическим по своей природе – это экзоскелеты кораллов из минерала под названием арагонит, а также компоненты растений, водорослей и планктона повсюду на залитых солнцем суше и поверхности океана.

Но самый большой резервуар для атмосферного углекислого газа – это его выпадение в осадок, когда вода становится перенасыщенной кальцием и углекислым газом (подобно накипи в вашем чайнике)[165]. Кристаллы CaCO3 скапливаются на морском дне[166], и когда слой этих отложений становится достаточно толстым, он превращается под давлением в такие горные породы, как доломит и известняк. Эоны спустя они могут быть вытолкнуты наверх благодаря выгибанию и разламыванию плит, и тогда образуются фантастические геологические структуры вроде белых скал Дувра или каменного леса в Гуанси.

Это отведение СО2 в ходе образования карбонатов в мировом океане может функционировать как насос, только если постоянно поддерживать его работу. Здесь на сцену выходит тектоника плит: за периоды порядка сотен миллионов лет морское дно погружается в мантию, как конвейерная лента, унося с собой богатые углеродом осадочные породы. На первом этапе этот процесс вызывал падение содержания СО2 в атмосфере.

Когда тектоническое движение плит приобретает устойчивый характер, часть погребенного в мантии СО2 начинает возвращаться в атмосферу через вулканические кратеры. Таким образом на сегодняшний день сложилось равновесие, когда большая часть СО2 заключена в коре и мантии. Если вы пересчитаете на углекислый газ белые скалы Дувра, экстраполируете результат на всю территорию земного шара, а также учтете все то, что, как считают ученые, растворено в мантии, у вас получится атмосфера СО2 с давлением порядка десяти бар, под которой Земля изнемогала бы от жары.

Представим, что мы можем осадить весь углекислый газ из атмосферы Венеры с помощью аналогичного процесса выветривания континентальных пород в глобальные океаны и образования карбонатов. Итогом окажется внешняя карбонатная кора толщиной 800 м[167] – светлая по оттенку поверхность, которая эффективно отражает в космос солнечные лучи. В итоге Венера может стать планетой, почти пригодной для жизни, с потрясающими, хотя и пугающе суровыми пейзажами. Вам понадобятся хорошие темные очки.

В настоящем и ближайшем будущем, здесь, на Земле, такое «терраформирование», как это ни грустно, уже не относится к области научной фантастики. Мы как вид приняли решение нарушить равновесие биогеосферной системы фиксации углерода. Последний раз, когда я проверял, бензин стоил меньше 80 центов за литр – такая дешевизна свидетельствует о безрассудном использовании ископаемого углерода, несмотря на общеизвестные теперь факты[168].

* * *

Для жизни в том виде, в каком она нам знакома, растворителем служит вода, но разнообразие живых организмов невероятно. Подробности туманны, но мы знаем, что жизнь на Земле началась с экстремофилов, которые прекрасно себя чувствовали в условиях позднего катархея. Среди них были галофилы, термофилы и барофилы – организмы, жившие в рассоле, возле гейзеров и на огромной глубине. Они не исчезли и сейчас – просто заняли свои особые ниши (вспомните наши рассуждения о глубинных, наполненных рассолом карманах на Марсе). Но любому из этих организмов – неважно, к каким экстремальным условиям они приспособлены, – на определенных этапах существования требуется вода. А как может обстоять дело в других местах?

Мозаика из 17 фотографий, сделанных во время пролета Ганимеда космическим зондом NASA «Вояджер-1» в 1979 г. На ней видны заполненные рифты, угловатые массивы, свежие отметины и несколько крупных кратеров, но никаких бассейнов, которые напоминали бы лунные. Под этой испещренной узорами поверхностью, под 100-километровым слоем льда находится жидкий соленый океан, переходящий в подстилающее основание изо льда VI, ниже которого лежат гидросиликаты, а еще ниже – каменистая мантия и плотное металлическое ядро.