У земной жизни есть ещё полтора миллиарда лет
Земля не погибнет так быстро, как предсказывают некоторые учёные; дышите глубже.
Две новые попытки моделирования показали, что Солнце выпарит всю воду на нашей голубой планете только через 1–1,5 млрд лет, то есть на сотни миллионов лет позже по сравнению с предыдущими прогнозами. Новые результаты едва ли заставят вас изменить свои планы на пенсию, но исследования проводились не ради этого. Вывод такой: пригодные для жизни экзопланеты распространены шире, чем считалось.
Люди нагревают планету, выделяя улавливающие тепло газы (например, углекислый). Одновременно разворачивается более медленный и смертоносный процесс нагревания. Солнце постепенно становится более ярким и более горячим. Испаряется всё больше воды с поверхности Земли, и в атмосфере водяной пар становится одним из парниковых газов. Это будет происходить даже после того, как люди перестанут сжигать ископаемое топливо. В конечном счёте парниковый эффект выйдет из-под контроля, вся вода будет выпарена и земная жизнь (по крайней мере в тех формах, которые нам известны), простите за каламбур, прикажет долго жить.
Сколько Земле осталось? Климатические модели не дают единого ответа. Недавно планетолог Рави Коппарапу из Университета штата Пенсильвания (США) и его коллеги пришли к выводу, что для выпаривания всей воды на Земле достаточно, чтобы количество солнечного света, достигающего планеты, выросло всего на 6%. По нынешнему курсу увеличения яркости Солнца — чуть больше чем на 1% за 100 млн лет — жидкая вода исчезнет с поверхности Земли через 600–700 млн лет. Но жизнь может погибнуть гораздо раньше. Например, исследователи утверждают, что уже через 150 млн лет стратосфера нагреется настолько, что часть водяного пара будет достигать высот, где солнечное излучение расщепит его на молекулы, которые улетят в космос. В этой «сырой теплице» планета станет слишком горячей для сложной поверхностной жизни; останутся лишь самые выносливые морские организмы и микробы.
Эрик Вольф из Колорадского университета (США) не согласен с такими выводами. По его мнению, модель г-на Коппарапу чересчур проста, поскольку в ней анализируется только происходящее в одном измерении — вертикальном. В итоге исключается роль облаков и предполагается, что влажность на всей Земле одинаковая. Г-н Вольф и его наставник Оуэн Брайан Тун воспользовались более реалистичной 3D-моделью Национального центра атмосферных исследований. В ней есть и облака, и масса других деталей, в том числе региональные различия влажности. Кроме того, эксперты исходили из того, что люди доведут концентрацию углекислого газа в атмосфере до 500 частей на миллион (на четверть выше сегодняшнего показателя), которая такой и останется до скончания времён.
Затем Вольф и Тун взялись за Солнце. После того как они сделали нашу звезду на 15,5% более яркой, чем сегодня, Земля нагрелась с нынешних 15 до 40 °C. Да, горячо, но жидкие океаны в таких условиях ещё могут существовать. Стратосфера не раскалилась настолько, чтобы возник эффект «сырой теплицы». Результат: у Земли ещё по крайней мере 1,5 млрд лет в запасе. Если человечество к тому моменту не вымрет, единственными пригодными для нашего обитания областями станут приполярные районы. Как поясняет г-н Вольф, в его модели Земля нагревается медленнее, потому что облака и пустыни (которых не было в 1D-модели) отправляют большое количество тепла обратно в космос.
Аналогичное 3D-моделирование провели Жереми Леконт (ныне работает в Канаде, в Торонтском университете) и его коллеги. У них получился 1 млрд лет. Более ранняя дата объясняется тем, что по-другому симулировались облака.
Разумеется, как указывает планетолог Джеймс Кастинг из Университета штата Пенсильвания, не принимавший участия ни в одном из этих исследований, в действительности жизнь на Земле будет существовать ещё дольше, поскольку уровень углекислого газа снизится по мере нагрева планеты: формирование карбоната кальция в горных породах и другие естественные процессы, изолирующие атмосферный углерод, активизируются в более тёплых условиях и тем самым замедлят дальнейшее потепление. Кроме того, модели не учитывают способность живых существ постоянно адаптироваться к изменению среды обитания.
Самое главное, говорит г-н Кастинг, это то, что данные исследования полезны для оценки пригодности экзопланеты к поддержанию жизни (читай — вероятности того, что там есть жидкая вода) на основании её расстояния от солнцеподобной звезды. Группа г-на Коппарапу (г-н Кастинг входил в неё) заключила, что зона обитаемости начинается на расстоянии 0,97–0,99 а. е. Новые исследования отодвигают эту границу до 0,95 (Леконт) и 0,93 (Вольф и Тун) а. е. Следовательно, в нашей Галактике на 5–6% больше пригодных для жизни планет, чем считалось, полагает г-н Леконт.
Результаты исследований опубликованы в журналах Geophysical Research Letters и Nature.
Подготовлено по материалам ScienceNOW.
Люди нагревают планету, выделяя улавливающие тепло газы (например, углекислый). Одновременно разворачивается более медленный и смертоносный процесс нагревания. Солнце постепенно становится более ярким и более горячим. Испаряется всё больше воды с поверхности Земли, и в атмосфере водяной пар становится одним из парниковых газов. Это будет происходить даже после того, как люди перестанут сжигать ископаемое топливо. В конечном счёте парниковый эффект выйдет из-под контроля, вся вода будет выпарена и земная жизнь (по крайней мере в тех формах, которые нам известны), простите за каламбур, прикажет долго жить.
Рано или поздно... (Иллюстрация nile-can-too.)
Сколько Земле осталось? Климатические модели не дают единого ответа. Недавно планетолог Рави Коппарапу из Университета штата Пенсильвания (США) и его коллеги пришли к выводу, что для выпаривания всей воды на Земле достаточно, чтобы количество солнечного света, достигающего планеты, выросло всего на 6%. По нынешнему курсу увеличения яркости Солнца — чуть больше чем на 1% за 100 млн лет — жидкая вода исчезнет с поверхности Земли через 600–700 млн лет. Но жизнь может погибнуть гораздо раньше. Например, исследователи утверждают, что уже через 150 млн лет стратосфера нагреется настолько, что часть водяного пара будет достигать высот, где солнечное излучение расщепит его на молекулы, которые улетят в космос. В этой «сырой теплице» планета станет слишком горячей для сложной поверхностной жизни; останутся лишь самые выносливые морские организмы и микробы.
Эрик Вольф из Колорадского университета (США) не согласен с такими выводами. По его мнению, модель г-на Коппарапу чересчур проста, поскольку в ней анализируется только происходящее в одном измерении — вертикальном. В итоге исключается роль облаков и предполагается, что влажность на всей Земле одинаковая. Г-н Вольф и его наставник Оуэн Брайан Тун воспользовались более реалистичной 3D-моделью Национального центра атмосферных исследований. В ней есть и облака, и масса других деталей, в том числе региональные различия влажности. Кроме того, эксперты исходили из того, что люди доведут концентрацию углекислого газа в атмосфере до 500 частей на миллион (на четверть выше сегодняшнего показателя), которая такой и останется до скончания времён.
Затем Вольф и Тун взялись за Солнце. После того как они сделали нашу звезду на 15,5% более яркой, чем сегодня, Земля нагрелась с нынешних 15 до 40 °C. Да, горячо, но жидкие океаны в таких условиях ещё могут существовать. Стратосфера не раскалилась настолько, чтобы возник эффект «сырой теплицы». Результат: у Земли ещё по крайней мере 1,5 млрд лет в запасе. Если человечество к тому моменту не вымрет, единственными пригодными для нашего обитания областями станут приполярные районы. Как поясняет г-н Вольф, в его модели Земля нагревается медленнее, потому что облака и пустыни (которых не было в 1D-модели) отправляют большое количество тепла обратно в космос.
Аналогичное 3D-моделирование провели Жереми Леконт (ныне работает в Канаде, в Торонтском университете) и его коллеги. У них получился 1 млрд лет. Более ранняя дата объясняется тем, что по-другому симулировались облака.
Разумеется, как указывает планетолог Джеймс Кастинг из Университета штата Пенсильвания, не принимавший участия ни в одном из этих исследований, в действительности жизнь на Земле будет существовать ещё дольше, поскольку уровень углекислого газа снизится по мере нагрева планеты: формирование карбоната кальция в горных породах и другие естественные процессы, изолирующие атмосферный углерод, активизируются в более тёплых условиях и тем самым замедлят дальнейшее потепление. Кроме того, модели не учитывают способность живых существ постоянно адаптироваться к изменению среды обитания.
Самое главное, говорит г-н Кастинг, это то, что данные исследования полезны для оценки пригодности экзопланеты к поддержанию жизни (читай — вероятности того, что там есть жидкая вода) на основании её расстояния от солнцеподобной звезды. Группа г-на Коппарапу (г-н Кастинг входил в неё) заключила, что зона обитаемости начинается на расстоянии 0,97–0,99 а. е. Новые исследования отодвигают эту границу до 0,95 (Леконт) и 0,93 (Вольф и Тун) а. е. Следовательно, в нашей Галактике на 5–6% больше пригодных для жизни планет, чем считалось, полагает г-н Леконт.
Результаты исследований опубликованы в журналах Geophysical Research Letters и Nature.
Подготовлено по материалам ScienceNOW.
Источник: compulenta.computerra.ru.
Решена ли ещё одна из Проблем тысячелетия?
Математика — это, конечно, универсальный язык. Тем не менее заявление казахского учёного о том, что он решил задачу на миллион долларов, трудно проверить, ведь его статья написана не на английском.
Мухтарбай Отелбаев из Евразийского национального университета Астаны (ЕНУ) претендует на доказательство существования и гладкости решений уравнений Навье — Стокса, которые приложимы к моделированию жидкостей — от потока воздуха по крылу самолета до цунами. Уравнения работают, но нет доказательств, что решения существуют для всех возможных ситуаций и что уравнения никогда не дадут нереалистичных ответов.
В 2000 году Математический институт Клэя (США) назвал эту задачу в числе семи Проблем тысячелетия, за решение каждой из которых пообещал $1 млн.
Г-н Отелбаев предлагает желающим познакомиться со статьёй, опубликованной им в «Математическом журнале», который тоже выходит в Казахстане. «Я работал над задачей 30 лет», — сказал учёный в интервью британскому журналу New Scientist на чистейшем русском языке. На английском он не говорит (хотя сайт на этом языке у него есть).
Зато на русском не говорит мировое математическое сообщество. Хотя математика пользуется универсальными символами, объяснительный текст, мягко говоря, тоже важен. «В последнее время появилось несколько решений уравнений Навье — Стокса, и все они оказались неправильными, — сообщает Чарльз Фефферман из Принстонского университета (США), автор официальной формулировки этой Проблемы тысячелетия. — Поскольку я не знаю русского, а статья ещё не переведена, ничего по этому поводу сказать не могу».
В Интернете регулярно размещаются решения той или иной Проблемы тысячелетия, и математики не обращают на них никакого внимания. Но г-н Отелбаев не какой-то там любитель, а доктор наук и даже директор Евразийского математического института при ЕНУ, поэтому стоит надеяться, что его работа не пропадёт втуне.
Среди энтузиастов, которые горят желанием познакомить просвещённый мир с творением казахского учёного, замечен, к примеру, владеющий русским языком программист и химик Миша Вольфсон из Массачусетского технологического института (США). Он намерен сколотить в Интернете группу для перевода этого недоступного простому смертному текста. «Я неплохо разбираюсь в математике, чтобы заняться переводом, но недостаточно квалифицирован для оценки предложенного решения», — поясняет г-н Вольфсон.
Тем временем Стивен Монтгомери-Смит из Миссурийского университета (США) попытался разобраться в статье с помощью российских коллег и теперь полон надежд: «То, что я смог понять, показалось мне обоснованным, но, чувствую, я всё-таки не добрался до сути доказательства».
Как замечает сам г-н Отелбаев, три математика из Казахстана и один из России уже согласились с тем, что его решение верно.
Понятно, что миллион долларов просто так не дадут: доказательству предстоит суровая проверка. Кроме того, Математический институт Клэя требует издать работу в журнале с «международной репутацией». Жюри приступит к рассмотрению заявки только через два года, если она за это время не будет опровергнута математическим сообществом. Поэтому вполне понятно, что президент института Ник Вудхаус отказывается от комментариев.
Г-н Отелбаев говорит, что статья переводится его студентами и вскоре будет издана в другом казахском журнале, а затем, если получится, и за рубежом.
Пока только одна Проблема тысячелетия официально считается решённой. В 2002 году Григорий Перельман доказал гипотезу Пуанкаре, но впоследствии покинул математическое сообщество и отказался от миллиона.
В 2010 году математики разволновались, увидев солидную попытку разобраться с равенством классов P и NP, но она, увы, так и осталась попыткой.
Какой вариант судьба приготовила г-ну Отелбаеву?
Подготовлено по материалам NewScientist.
В 2000 году Математический институт Клэя (США) назвал эту задачу в числе семи Проблем тысячелетия, за решение каждой из которых пообещал $1 млн.
Мухтарбай Отелбаев (фото ИТАР-ТАСС).
Г-н Отелбаев предлагает желающим познакомиться со статьёй, опубликованной им в «Математическом журнале», который тоже выходит в Казахстане. «Я работал над задачей 30 лет», — сказал учёный в интервью британскому журналу New Scientist на чистейшем русском языке. На английском он не говорит (хотя сайт на этом языке у него есть).
Зато на русском не говорит мировое математическое сообщество. Хотя математика пользуется универсальными символами, объяснительный текст, мягко говоря, тоже важен. «В последнее время появилось несколько решений уравнений Навье — Стокса, и все они оказались неправильными, — сообщает Чарльз Фефферман из Принстонского университета (США), автор официальной формулировки этой Проблемы тысячелетия. — Поскольку я не знаю русского, а статья ещё не переведена, ничего по этому поводу сказать не могу».
В Интернете регулярно размещаются решения той или иной Проблемы тысячелетия, и математики не обращают на них никакого внимания. Но г-н Отелбаев не какой-то там любитель, а доктор наук и даже директор Евразийского математического института при ЕНУ, поэтому стоит надеяться, что его работа не пропадёт втуне.
Среди энтузиастов, которые горят желанием познакомить просвещённый мир с творением казахского учёного, замечен, к примеру, владеющий русским языком программист и химик Миша Вольфсон из Массачусетского технологического института (США). Он намерен сколотить в Интернете группу для перевода этого недоступного простому смертному текста. «Я неплохо разбираюсь в математике, чтобы заняться переводом, но недостаточно квалифицирован для оценки предложенного решения», — поясняет г-н Вольфсон.
Тем временем Стивен Монтгомери-Смит из Миссурийского университета (США) попытался разобраться в статье с помощью российских коллег и теперь полон надежд: «То, что я смог понять, показалось мне обоснованным, но, чувствую, я всё-таки не добрался до сути доказательства».
Как замечает сам г-н Отелбаев, три математика из Казахстана и один из России уже согласились с тем, что его решение верно.
Понятно, что миллион долларов просто так не дадут: доказательству предстоит суровая проверка. Кроме того, Математический институт Клэя требует издать работу в журнале с «международной репутацией». Жюри приступит к рассмотрению заявки только через два года, если она за это время не будет опровергнута математическим сообществом. Поэтому вполне понятно, что президент института Ник Вудхаус отказывается от комментариев.
Г-н Отелбаев говорит, что статья переводится его студентами и вскоре будет издана в другом казахском журнале, а затем, если получится, и за рубежом.
Пока только одна Проблема тысячелетия официально считается решённой. В 2002 году Григорий Перельман доказал гипотезу Пуанкаре, но впоследствии покинул математическое сообщество и отказался от миллиона.
В 2010 году математики разволновались, увидев солидную попытку разобраться с равенством классов P и NP, но она, увы, так и осталась попыткой.
Какой вариант судьба приготовила г-ну Отелбаеву?
Подготовлено по материалам NewScientist.
Источник: compulenta.computerra.ru.
Свежие комментарии