|
|
| |||
Благодаря этому мы и живем на Земле. Но все же, временами, поднимая глаза к небу, с тоской думаем: неужели мы так одиноки во Вселенной? Хотелось бы, конечно, иметь где-нибудь соседей и летать к ним в гости. Однако и на Земле у нас дел хватает. Каждый образованный человек просто обязан знать о планете — своем доме — как можно больше. Какое место занимает Земля во Вселенной? Как и когда она возникла? Как устроена внутри и как мы это узнали? Сколько лет Земле и какой путь развития она прошла? Когда и почему возникла жизнь на Земле? Как образовались полезные ископаемые и на сколько лет их нам хватит?
ученые стали понимать, что в Солнечной системе все взаимосвязано, а влияние Луны — большого спутника Земли — очень велико. Именно поэтому Земля ведет себя совсем не так, как планеты без таких крупных спутников, и многие процессы, происходящие на Земле, обязаны ее взаимодействию с Луной.
Земля осталась пригодной для жизни по счастливой случайности
15 декабря 2020
17:27
Анатолий Глянцев
Возможно, жизнь на Земле сохраняется благодаря фантастическому везению.
Иллюстрация Pixabay
Наша планета миллиарды лет остаётся пригодной для жизни благодаря фантастическому везению.
Земля остаётся пригодной для жизни в течение миллиардов лет лишь благодаря фантастическому везению. У нашей планеты было очень мало шансов избежать климатической катастрофы, несовместимой с существованием биосферы.
Такой интригующий вывод сделан в научной статье, опубликованной в журнале Nature Communications Earth & Environment Тоби Тирреллом (Toby Tyrrell) из Саутгемптонского университета.
Танец над пропастью
Жизнь на Земле существует уже более 3,8 миллиарда лет, а возможно, и дольше.
Чего только не происходило с планетой за этот срок. Она переживала падения крупных астероидов, извержения супервулканов, слияние и разрушение континентов, радикальные изменения состава атмосферы. Мало того, даже светимость Солнца увеличилась за это время на 30%. Но вопреки всему температура на земном шаре всё время оставалась подходящей для жизни.
Конечно, климат Земли менялся в широких пределах. Например, как минимум однажды она покрылась льдом до экватора. Но и тогда океаны не промёрзли до дна, а затем, к счастью, стало теплее. Эксперты считают, что земной климат обладает неким запасом устойчивости, как ванька-встанька. «Встроенные» в нашу планету механизмы компенсируют отклонения температуры и возвращают климат к равновесию.
Но есть ли такие «системы безопасности» и у других планет? А если есть, где пределы этой устойчивости? Могло ли с ними или с Землёй случиться нечто такое, после чего «ванька» уже не встал бы? И если да, то как часто такие катастрофы происходят с землеподобными мирами?
Точных ответов на эти вопросы до сих пор нет.
Даже для Земли законы, управляющие климатом, известны не так хорошо, как нам хотелось бы. Но мы знаем, что не всем планетам повезло так, как нашей.
Большинство специалистов считает, что Марс некогда имел океаны. Некоторые учёные предполагают, что и Венера тоже. Но сегодня оба этих небесных тела не имеют на поверхности жидкой воды и, насколько нам известно, жизни. Марс стал слишком холодным, а Венера – слишком жаркой.
Сто тысяч виртуальных планет
Какая судьба более типична для планет: счастливая участь Земли или несчастная доля её соседей? Это и пытался выяснить Тиррелл.
Учёный произвёл расчёты на суперкомпьютере. Он смоделировал сто тысяч планет, на каждой из которых были свои законы, управляющие климатом. Эти правила «изобретались» с помощью генератора случайных чисел. Они определяли, как климат будет реагировать на внешнее воздействие.
В частности, будут ли у него механизмы возвращения к равновесию (и если да, то с каким запасом прочности) или наоборот, однажды возникшие проблемы станут разрастаться, как снежный ком.
История каждого из ста тысяч миров запускалась заново сотню раз. В каждом цикле виртуальная планета подвергалась нескольким разовым изменениям температуры. Они имитировали внешние воздействия на климат (падения астероидов и другие «нештатные ситуации»). Количество таких событий и их масштаб также выбирались с помощью генератора случайных чисел.
Таким образом, каждая из ста тысяч планет прожила сто отдельных судеб. Всего был воспроизведён миллион историй климата, каждая продолжительностью в три миллиарда лет. Как утверждается в пресс-релизе, это первое подобное моделирование.
Сценарий развития климата считался благоприятным, если температура на планете всё время оставалась совместимой с существованием жидкой воды. Учёного интересовал вопрос, как часто случается подобная удача. Результаты оказались удручающими.
Всего 8700 из ста тысяч планет (то есть менее 9%) проживали хотя бы одну из ста своих судеб, будучи всё время пригодными для жизни. При этом большинство из них (около 4500) достигли такого успеха менее чем в десяти попытках из ста. И лишь 700 миров (то есть 0,7%) сохраняли комфортную температуру более чем в 50 из ста «бросков кубика».
Если верить этому моделированию, получается, что Земле невероятно повезло как с законами, регулирующими климат, так и с «щадящим режимом» воздействующих на него катастроф. Это означает, что огромное количество потенциально пригодных для жизни планет могут оказаться необитаемыми. Хотя, конечно, генератор случайных чисел – не лучший эксперт по климатологии, поэтому выводы Тиррелла могут оказаться чересчур пессимистичными.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о том, как астрономы дали шанс жизни на планетах, состоящих из воды.
наука
космос
Земля
астрономия
климат
экзопланеты
новости
Это то, чего мы не знаем о Universe
Share на Facebook
Поделитесь в Twitter
Поделиться на Reddit
Поделитесь на LinkedIn
Поделиться по электронной почте
Распечатать
Вы можете испытать некоторое временное разочарование
В последние дни у меня было несколько интересных разговоров.
Кругом царит головокружение, связанное с излиянием любви к науке — такое бывает, когда президент Обама представляет научные телепередачи, такие, которые имеют замечательные визуальные эффекты, но, ну, немного упрощены (грех, который никто из нас не мог бы понять). когда-либо, когда-либо быть обвиненным, естественно). Все очень позитивно, похвально и вполне разумно. Но это заставляет меня чувствовать себя немного косо. Видите ли, дело в том, что относительно легко сосредоточиться на том, что мы знаем, но для меня чудо космоса, величие никогда не бывает больше, чем когда мы созерцаем все, чего не знаем.
Это правда, что когда мы обращаем внимание на невероятно короткий отрезок времени, который населял весь наш вид, по сравнению с миллиардами лет назад и неисчислимыми миллиардами впереди, можно почувствовать себя освежающе маленьким. Или, если мы рассмотрим миллиарды триллионов других миров, которые должны существовать в наблюдаемой Вселенной, мы сможем на мгновение осознать, насколько крошечным является наше повседневное существование.
Но для меня ничто не сравнится с перспективой, шоком или волнением от напоминания о том, что мы не знаю .
Мы не знаем, почему существует Вселенная: Это действительно очень несправедливо и может быть основанием для сомнений в том, что космос знает, что делает. Но с точки зрения физики, хотя есть некоторые действительно очень привлекательные, очень многообещающие теоретические концепции, которые начинают отвечать на вопрос, простая истина заключается в том, что мы не уверены, что может быть правильным. Возможно, Вселенная возникла из изначально нестабильного «ничто». Самая пустотная пустота, склонная к самопроизвольному генерированию материи и энергии в пропорциях, которые всегда уравновешиваются до нуля (да, действительно, прочитайте об этом замечательную книгу Лоуренса Краусса). Кроме того, это может быть не единственная вселенная (знаю, ужасная лингвистическая ошибка), а скорее одна из огромного множества, часть мультивселенной, состоящей из более чем 10 в степени 10 в степени 16 различимых реальностей.
Но большая часть проблемы заключается в том, что мы все еще ждем следующего поколения космических измерений, чтобы разрушить модели, и мы все еще ждем теорий, которые предлагают более легко проверяемые гипотезы, а не просто математическую элегантность. Так что мы не знаем, на кой черт все это существует. Извиняюсь.
Мы не знаем, что такое темная материя или темная энергия: Большая проблема, гудящая большая проблема. Обычная материя, ваша материя, моя материя, планеты, звезды и бутерброды с сыром составляют всего около 4,9% от общего содержания материи и энергии во Вселенной. 26,8% материи «темная», мы знаем, что она существует, потому что в больших, космических масштабах материя движется быстрее, чем должна, и потому что то, как галактики разбросаны по космосу, согласуется с существованием огромного количества медленно движущихся гравитирующих частиц. «материал», который никогда не превращается в звезды, планеты или что-то еще, просто остается рассеянными, невидимыми, невероятно антисоциальными частицами.
За исключением того, что мы на самом деле понятия не имеем, что на самом деле представляют собой эти частицы — ситуацию, которую недавно прекрасно описали Марио Ливио и Джо Силк. Это отвратительно, но, возможно, еще неприятнее темная энергия. Что-то заставляет расширение Вселенной ускоряться. Раньше не было. Примерно 5 или 6 миллиардов лет назад растяжение пространства после Большого Взрыва уменьшалось, но затем что-то начало противодействовать этому, другой невидимый компонент, возможно, разновидность плотности энергии вакуума, которая заполняет пространство по мере роста самого пространства. Что точно это? Мы не знаем. У нас есть много идей, и это здорово, всегда хорошо иметь идеи о 68,3% Вселенной.
Мы не знаем, существует ли где-нибудь еще жизнь: Этот близок моему сердцу. Вот мы, разумные существа на планете, бурлящей жизнью (хотя, возможно, не такой бурлящей, как могла бы быть), которая была занята созданием и переделкой физической и химической среды на протяжении большей части последних 5 миллиардов лет.
И теперь мы уверены, что существует множество планет, и что многие из них могут иметь равные шансы стать хозяином жизни. Но мы до сих пор не знаем, одни мы или нет. Нет подсказки. Это довольно проблема. Не поймите меня неправильно, это хорошая задача, пикантная задача, одна из лучших. Но даже когда президент Соединенных Штатов представляет прекрасный глянцевый телесериал, посвященный науке, науке, затрагивающей вопрос о жизни во Вселенной, это не означает, что правительствам или промышленности нет никакого дела до того, чтобы платить за решение проблемы. Как пишет Ли Биллингс в своей недавно вышедшей замечательной книге, отсутствие чувства срочности немного сбивает с толку. Так что мы продолжаем ковылять в гордом одиночестве, пользуясь только нашими полотенцами для комфорта.
Вероятно, мы еще не разобрались с квантовым миром: Что!? Хотя наша нынешняя математическая структура квантовой механики действительно может творить чудеса, от описания атомов и молекул до причудливой природы запутанности и кубитов, это не означает, что мы закрыли дело.
Наоборот. Стоит только бросить взгляд на литературу, чтобы увидеть, что самые фундаментальные аспекты квантовой природы Вселенной по-прежнему вызывают головную боль и разногласия. Люди все еще переформулируют способов , которыми мы справляемся с квантовой природой реальности (да, они есть), поэтому явно слишком рано называть это полностью понятым. Не только это, но и возможность чистых квантовых эффектов, проникающих в область мягкой, влажной и теплой биологии, также подняла голову (хотя, по общему признанию, это зависит от того, кто говорит) — довольно тревожная идея. . О, и не заводите меня о черных дырах и квантовых брандмауэрах…
Мы не понимаем нашу собственную биологию: В конце концов, это не слишком радикально, если мы если бы понимал каждую деталь того, как мы работаем, мы, по-видимому, смогли бы устранить болезнь (при условии, что это на самом деле лучше для нас, что очевидно индивидуально, но, возможно, не как вид). Мы также могли бы настроить себя, добравшись до тех 3 миллиардов или около того нуклеиновых кислот в нашей ДНК и проделав небольшую молекулярную инженерию, получив те фиолетовые мочки ушей, о которых мы всегда мечтали.
Но мы не близки к тому, чтобы сделать это лучше, чем мы можем придумать «инженерные» культуры — много промахов и несколько попаданий. Хотите хороший пример нашего жалкого невежества? Это микробиом. Наши десять триллионов человеческих клеток дополняются, эксплуатируются и питаются сотней триллионов микробных клеток — парой фунтов бактерий и архей, которых мы все носим с собой и без которых не можем жить. Они в наших кишках, в наших легких, в наших носах и в каждом другом сыром углу. Мы просто круизные лайнеры для окончательного микробного Club-Med, и мы просто не знаем, что все это значит.
Мы не знаем, как устроена Земля: Давайте вернемся к более грандиозным масштабам. Ни один человек или робот никогда физически не погружался глубже, чем на несколько миль в земную кору, все остальное — экстраполяция и интерполяция на основе «дистанционного зондирования» и искусного физического анализа. Нам потребовалось смехотворно много времени, чтобы понять, что внешняя оболочка планеты движется и скользит; тектоника плит не была общепринятой до середины 20 века ! Мы до сих пор точно не знаем, как работает внутреннее динамо, как рулоны конвектирующего, проводящего материала во внешнем ядре генерируют наше планетарное магнитное поле.
Кроме того, после 4,5 миллиардов лет геофизики так много беспорядка, что часть нашей лучшей информации о происхождении планеты получена из метеоритов и кратеров других миров — на стороне. Говоря о других мирах, мы даже не уверены, что понимаем, откуда появилась Луна, может быть, это было гигантское столкновение, а может и нет. Для якобы умного вида на маленькой каменистой планете это что-то вроде эпического провала.
Мы не можем доказать или решить многие из наших собственных математических предположений и задач: Ой. Чтобы математики не думали, что смогут избежать этого праздника невежества, просто напомните себе, что существует длинный список недоказанных, нерешенных проблем и недоказанных догадок. Вот, взгляните. В общем, лучше держать тщательно расчесанными под ковром. Еще стакан хереса, профессор?
Мы не знаем, как создать искусственный интеллект: Я помещаю это здесь, потому что это вечная проблема, и она говорит как о нашем желании понять самих себя (если вы можете создать искусственное существо, вы можете найти секретный соус вашего собственного интеллекта, даже если в конечном итоге это всего лишь эмерджентное явление), а также понять, что может быть «там» на просторах космоса, созданное миллиардами лет инопланетной эволюции и на самом деле весьма подавленное все это.
Хотя мы прошли долгий путь с нашими машинами, неясно, действительно ли предикативный текст или автоматические предложения для покупок и просмотра фильмов собирают информацию каким-либо образом, который напоминает то, как наш разум генерирует идеи. Это действительно рубеж.
Вывод? Мы очень многого не знаем (гораздо больше, чем просто приведенные здесь примеры). Но дело не в том, чтобы впадать в уныние, потому что это невежество — прекрасная вещь. Это то, что в конечном итоге движет наукой, и это то, что делает вселенную поистине впечатляющей. После сотен тысяч лет, в течение которых Homo sapiens скакали вокруг, космос все еще может ускользать от нашего беспокойного, пытливого ума, легко опережая наше богатое воображение. Как чудесно.
Высказанные мнения принадлежат автору (авторам) и не обязательно совпадают с мнением Scientific American.
ОБ АВТОРАХ
Калеб А. Шарф — директор отдела астробиологии Колумбийского университета.
Автор и соавтор более 100 научно-исследовательских статей по астрономии и астрофизике. Его работа была представлена в таких изданиях, как New Scientist , Scientific American , Science News , Cosmos Magazine 9.0034 , Physics Today и National Geographic . Много лет он вел блог Life, Unbounded для Scientific American . Подписывайтесь на Калеба А. Шарфа в Твиттере
Животные
Ужасно длинный палец этого лемура идеально подходит для ковыряния в носу
Изменение климата
Почему предстоящие переговоры о климате отличаются от предыдущих
История
50, 100 лет Назад: ноябрь 2022
Неврология
Цвет — в глазах и в мозгу смотрящего
Эпидемиология
Новые варианты Омикрона уже здесь — что нам известно на данный момент
Политика
Самые неотложные проблемы науки, здравоохранения и климата на промежуточных выборах 2022 года
7 фактов о Земле
Вернуться к новостям
- Среда 23 rd Май 2018
Прочтите наш блог и узнайте семь интересных фактов о Земле.
22 апреля люди во всем мире отпраздновали День Земли, помогая продвигать и повышать осведомленность об окружающей среде.
Важно предоставить людям знания для самообразования и вдохновения на действия, которые помогут защитить окружающую среду и планету. Мы большие сторонники Земли, поэтому мы уже рассмотрели, как мы можем уменьшить количество воды, которую мы тратим впустую. У нас даже есть свои собственные усилия по сохранению, которые мы включаем в каждую часть нашей работы.
Для нас в SEA LIFE Blackpool День Земли — это больше, чем просто день. Это принцип, который можно применять на практике каждый день в году. Чтобы отметить эту удивительную планету, мы решили поделиться семью фактами о Земле, которые вы, возможно, не знали.
Земля состоит в основном из железа и кислорода
Знаете ли вы, что 32,1% Земли состоит из железа? Это железо составляет около 88% ядра Земли. Земля также состоит из 30,1% кислорода, что составляет около 47% ее коры.
7,4 миллиарда человек живут на Земле
Мы уже знали, что людей много, но на самом деле нас 7,4 миллиарда бродит по планете. Предполагается, что к 2100 году население увеличится до 11,2 миллиарда человек.
Самое большое население в одной стране — это Китай, где, по оценкам, проживает более 1,38 миллиарда человек.
71% поверхности Земли состоит из воды
Не зря Землю называют «Голубой планетой». 71% всей его поверхности покрыто водой, из них 96,5% этой воды находится в океане.
Если бы всю воду Земли поместить в шар, его диаметр был бы около 860 миль. Это почти такое же расстояние, которое потребуется, чтобы добраться из Инвернесса в Шотландии во Франкфурт в Германии.
Существует более 400 видов акул
Акулы существуют более 450 миллионов лет. Подсчитать популяцию животных сложнее, чем подсчитать популяцию человека, но эксперты считают, что в мире насчитывается более 400 различных видов акул.
Эти виды включают большую белую и черноперую рифовую акулу.
Год на Земле не 365 дней
Возможно, один из самых удивительных фактов, год на Земле на самом деле не те 365 дней, которые мы считаем годом. На самом деле это 365,25 дня, что объясняет, почему у нас должен быть високосный год каждые четыре года.
Пять океанов
На Земле пять океанов: Северный Ледовитый, Атлантический, Индийский, Тихий и Южный.
Самый большой океан на планете — Тихий океан, занимающий треть всей поверхности Земли — около 155 миллионов квадратных километров. Некоторые из существ, которые называют Тихий океан своим домом, включают рыбу-клоуна и четыре вида морских коньков.
Земля не самая большая планета
Вопреки тому, что вы могли подумать, Земля на самом деле не одна из самых больших планет. Хотя он больше, чем Венера, Марс и Меркурий, он ничто по сравнению с планетарными гигантами, такими как Юпитер и Сатурн.