(Теории и гипотезы) А. БАРБАРАШ Новая редакция ОГЛАВЛЕНИЕ
advertisement
А. БАРБАРАШ (Анатолий Никифорович БАРБАРАШ E-mail: barbarash@farlep.net) (Теории и гипотезы) Новая редакция ОГЛАВЛЕНИЕ ЧАСТЬ ЧЕТВЁРТАЯ ЖИЗНЬ И ВСЕЛЕННАЯ ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ 4.1.1. Древний „уход” атмосферы ................................................................................................................ 2 4.1.2. Гипотезы о причинах изменений ...................................................................................................... 4 4.1.3. Происхождение Луны .......................................................................................................................... 8 4.1.4. Факты в пользу переноса Луны ..................................................................................................... 11 4.1.5. „Магнитная катастрофа” Луны .......................................................................................................... 13 4.1.6. „Добрый умысел” инопланетян? ..................................................................................................... 15 4.1.7. Атмосфера монотонно редеет .......................................................................................................... 17 Предыдущий раздел Последующий раздел Общее оглавление ЧАСТЬ ЧЕТВЁРТАЯ ЖИЗНЬ И ВСЕЛЕННАЯ ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ 4.1.1. Древний „уход” атмосферы Свойства окружающего мира во многом удивительны. Некоторые учёные (например, Б. Картер) видят в этом действие так называемого антропного принципа – „Наша Вселенная такая, потому что есть мы – разумные существа.” [Комаров, 2000] Иначе говоря, не будь нас, Вселенная была бы другой. Интересная мысль, и в значительной степени справедливая, если только не трактовать её слишком буквально. Возможности людей перестраивать мир по своему вкусу очень широки. К тому же, каждый организм – плоть от плоти своей планеты. Да и эволюция хорошо подгоняет организмы к условиям окружающей среды, что усиливает видимое соответствие между ними. И всё-таки, Вселенная – не автомобиль, о котором можно говорить, что он таков, потому что внутри – человек. Какими существами, и под какие формы жизни приспособлены условия на Меркурии, Венере, Юпитере и других планетах Солнечной системы? Неужели, чтобы задать характеристики миров, на всех планетах должны жить разумные существа? Тогда Космос буквально кишел бы жизнью. Но действительность такова, что дала И.С. Шкловскому повод говорить о возможной уникальности жизни на Земле! Поэтому соответствие между нашими свойствами и свойствами окружающего мира нельзя понимать примитивно. Оно возникло в результате сложных процессов, о которых даже строить гипотезы нелегко [Барбараш, 2001а]. Темой данной части книги станут как раз пути, приведшие к известному нам соответствию между земными организмами и средой. Да простит Читатель автору единственный анекдот, иллюстрирующий ситуацию! В Израиле наводнение. Все спасаются, кто как может. Только один верующий еврей взобрался на крышу дома, сел на трубу и читает священную Тору. Проплывает катер. Его зовут спастись, но напрасно. Отвечает: „Кто читает Тору, того Бог спасёт!” Катер уплыл. Проплывает лодка. Та же картина. Вот уже все уплыли, а вода прибывает! Плывёт одинокое бревно, за которое уцепился знакомый соотечественник. Зовёт быстрее спасаться. Ответ тот же. Так и утонул верующий еврей. А попав на небо, он стал пенять Богу: „Почему Ты меня не спас? Ведь сказано – кто читает Тору, того Бог спасёт!” „Я пытался тебя спасти – посылал катер, лодку, бревно. Ты чего же ждал, что я буду вытаскивать тебя за волосы?” Так и с антропным принципом. Между нами и Вселенной, действительно, есть соответствие, и оно возникло не без помощи Разума. Но не нужно ожидать мистики, типа вытаскивания Богом за волосы. Как в случае катера, лодки и бревна, соответствие между земными организмами и окружающим миром формировалось сложными, но вполне материальными процессами, не нарушавшими законов мироздания. Рассмотрим, как это происходило на нашей планете. * * * Одной из фундаментальных биологических проблем является проблема начала биологической эволюции. Как увидим далее, в этом явлении есть много загадок. Но немало 4.1.1. Древний „уход” атмосферы 3 загадочного и за пределами сугубо биологической стороны вопроса, а именно – в процессах, что подготовили на Земле условия, приемлемые для возникновения жизни. Формирование Земли как небесного тела относят ко времени 4,550,55 млрд. лет назад [Чечкин, 1990]. Первый период её существования отличался очень высокими температурами земной поверхности и атмосферы, полностью исключавшими возможность появления жизни. Полагают, что тогдашняя атмосфера Земли состояла в основном из водорода с примесью гелия. Таков состав современных мощных атмосфер Юпитера и Сатурна. Анализ минералов, сохранившихся с того времени, показал, что атмосферное давление составляло около 6000 атмосфер, а температура земной поверхности – от 600 до 1000С. Выше критической температуры 374°С вода всегда находится в газообразном состоянии (в состоянии перегретого пара) и потому об океанах в этот период не могло быть и речи. Высокая температура и отсутствие жидкой воды исключали возможность жизни [Резанов И.А., 1985; Резанов А.И., 1990]. Затем что-то произошло. На отметке 3,8 млрд. лет назад образцы горных пород испытывали уже иное атмосферное давление. Оно вдруг снизилось в тысячи раз. Уменьшился парниковый эффект. Температура упала настолько, что атмосферная вода сконденсировалась, пролилась дождями и создала первобытный Океан. Атмосфера и условия на поверхности планеты стали пригодными для жизни. С этой отметки могла начаться предбиологическая (а затем биологическая) эволюция. На рис. 4.1 показан ориентировочный ход изменения температуры на поверхности Земли и на глубине 15 км за период её существования [Резанов И.А., 1985]. Пик температур земной поверхности отмечается примерно 3,9 млрд. лет назад. Затем геологические образцы показывают резкое уменьшение плотности земной атмосферы и соответствующее снижение температуры. Рис. 4.1. Ориентировочные графики средних температур земной поверхности от древности до наших дней [Резанов И.А., 1985]. Ни в каком другом случае, в геологической истории Земли такое резкое изменение глобальных параметров атмосферы не отмечалось. Чем же оно вызвано? Что произошло? Первым возникло предположение об ослаблении атмосферы из-за естественного улетучивания быстрых молекул в космос. Но такой процесс не мог развиться внезапно. Он должен был нарастать по мере повышения плотности атмосферы и усиления парникового эффекта, что должно было сгладить, скруглить пик температуры земной поверхности на рис. 4.1. Но этого не произошло. Фактическая скорость уменьшения температуры после ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ 4 3,8 млрд. лет назад, вероятно, была даже выше, чем показано на рис. 4.1, так как, если верить этому графику, ещё 3,4 млрд. лет назад температура превышала 100°С, между тем как на этой временнóй отметке уже известны многочисленные следы жизни. Попыткам объяснить ослабление земной атмосферы естественным улетучиванием газов в космос противоречит также атмосфера Венеры. Масса Земли на 18% больше массы Венеры, да и Солнце нагревает Землю в 1,92 раза слабее. Оба этих фактора уменьшают рассеивание земной атмосферы по сравнению с венерианской. Результат же прямо противоположен – если на Земле давление 1 атм и средняя температура 20°С, то на Венере и давление, и температура не меньше, а гораздо выше – 94 атм и до 567°С [Донахью, 1990] (или 470°С в средних широтах [Маров, Колесниченко, 1987]). Английский физик Д. Джинс предложил формулу, определяющую условия диссипации (рассеяния в космос) атмосферы планет. По ней диссипация возможна, если среднеквадратичная скорость молекул превышает 20% от второй космической скорости. В тот период атмосфера Земли состояла из водорода с примесью гелия и до 3,9 млрд. лет назад среднеквадратичная скорость молекул водорода почти вдвое превышала порог Джинса. Диссипация атмосферы была возможна и, должно быть, действительно, происходила. Но огромный перепад атмосферного давления – примерно в 6000 раз – и резкость, внезапность произошедших изменений заставляют думать, что в этом процессе роль диссипации не была решающей. Молекулы верхнего слоя атмосферы, со скоростями, превышающими вторую космическую, действительно, должны были улетать в окружающее пространство. Однако, потеря наиболее энергичных молекул должна была снижать температуру газа и быстро уменьшать отток. Поэтому, как подтверждает и опыт Венеры, процесс Джинса должен был установить плотность земной атмосферы далеко не на том низком уровне, какой реально наблюдается. Простые, естественные объяснения здесь бессильны. Причина быстрого падения плотности земной атмосферы 3,9–3,8 млрд. лет назад не лежит на поверхности явлений. Она предстала перед учёными загадкой, которую нужно было раскрывать. 4.1.2. Гипотезы о причинах изменений Была попытка объяснить эту загадку космической катастрофой – взрывом планеты Фаэтон, якобы находившейся на орбите теперешнего пояса астероидов1. По предположению автора гипотезы [Резанов А.И., 1990], осколки взорвавшейся планеты бомбардировали земную атмосферу, внесли в неё дополнительную энергию и подняли температуру примерно на 100°С, что и привело к улетучиванию основной массы газов. Подсчёты автора показали, что при наибольшем сближении Земли и Фаэтона во время взрыва, указанное повышение температуры произошло бы только при взрыве массы, составляющей не менее 10% массы Солнца. Это видно из следующих выкладок. При среднем радиусе Земли 6370 км её поверхность составляет 5,1·108 кв. км. При атмосферном давлении 6000 атм над каждым квадратным сантиметром земной поверхности находилось, грубо говоря, 6000 кг газов атмосферы, откуда полный вес атмосферы был равен 3,06·1022 кг. Поскольку основой атмосферы являлся водород, теплоёмкость которого при постоянном давлении равна Сð = 1,3 кДж/кг·К, то общая теплоёмкость атмосферы составляла 3,98·1023 кДж/К и для нагрева на 100°С требовалась энергия 3,98·1025 кДж. Известно, что масса всех тел пояса астероидов, предположительно образовавшихся при взрыве Фаэтона, составляет около 1/700 массы Земли. Это позволяет думать, что большинство обломков при взрыве превысило третью космическую скорость и они покинули пределы Солнечной системы. Вблизи Земли третья космическая скорость составляет 1 По мнению О.Ю. Шмидта и других авторов, в зоне пояса астероидов планета никогда не существовала, так как её формирование было прервано возмущающим влиянием возникшего ранее, близкого и массивного Юпитера [Витязев и др., 1990]. 4.1.2. Гипотезы о причинах изменений 5 16,67 км/с, а средняя скорость падающих на Землю астероидов – около 25 км/с [Грив, 1990]. Чтобы уменьшить требования к массе взорвавшегося Фаэтона, примем для расчёта ещё более высокую скорость его обломков, бомбардировавших Землю, порядка 50 км/с. Тогда кинетическая энергия достигнет 1,25·106 кДж на килограмм массы падающего вещества. Даже при таких завышенных условиях полная масса обломков, нагревших своим падением атмосферу на 100°С, должна была бы составить не менее 3,18·1016 т (при плотности 3,18 т/м3 это было бы 10 млн. км3 вещества!). Известна эмпирическая закономерность Тициуса – Боде, описывающая расстояния большинства планет Солнечной системы от светила. Согласно этому правилу, расстояние гипотетического Фаэтона от Солнца составляло 420 млн. км1. Тогда расстояния от Фаэтона до Земли и от Фаэтона до Венеры изменялись бы (в зависимости от их положений на орбитах) от 270 до 570 и от 312 до 528 млн. км, соответственно. Если предположить, что взрыв Фаэтона произошёл при наименьшем расстоянии от Земли, то это расстояние составило бы 270 млн. км. Примем, что осколки Фаэтона разлетались во все стороны с равной вероятностью. При радиусе Земли 7000 км (высоту тогдашней мощной атмосферы посчитаем 630 км) и указанном расстоянии в атмосферу Земли должна было попасть 1,68·10–10 часть вещества взорвавшейся планеты. Это значит, что масса Фаэтона должна была быть в 6 млрд. раз больше доли вещества, упавшего на Землю, т.е. должна была составлять 1,9·1026 т. Такая величина в 100 раз больше массы Юпитера – крупнейшей планеты Солнечной системы – и только в 10 раз меньше массы самого Солнца. Если бы Фаэтон, действительно, обладал такой массой, Солнечная система имела бы вид двойной звезды, где Солнце и Фаэтон совместно вращались бы вокруг общего центра масс, расположенного на расстоянии 36,4 млн. км от центра Солнца (напомним, что радиус Солнца составляет 696 тыс. км). Трудно сказать, какие орбиты должны были бы иметь в такой ситуации другие планеты Солнечной системы, например, Земля. Однако ясно, что взрыв Фаэтона и мгновенное исчезновение одной из двух совместно вращающихся масс, настолько нарушили бы равновесие системы, что это, как минимум, вызвало бы сильное отклонение орбит планет от круговых, т.е. привело бы к очень значительному эксцентриситету орбит. В действительности этого не наблюдается, за исключением орбиты Плутона – наиболее удалённой и потому как раз наименее уязвимой планеты. Но почему, собственно, следует приурочивать взрыв Фаэтона к наименьшему расстоянию от Земли? Ведь сближение с Землёй явно не могло стать „спусковым крючком” взрыва, потому что гораздо сильнее на Фаэтон должен был воздействовать в 318 раз более массивный Юпитер. Расчёты показывают, что хотя Земля подходила к гипотетическому Фаэтону в 1,33 раза ближе, чем Юпитер, но из-за большой массы Юпитера, при наибольшем сближении его с Фаэтоном должно было происходить в 179 раз более сильное искажение орбиты Фаэтона, чем при сближении с Землёй. Поэтому совпадение взрыва Фаэтона с моментом его максимального приближения к Земле – это, в рассматриваемой гипотезе, удивительная счастливая (для жизни на Земле) случайность. Если же отбросить тезис о сближении с Землёй в момент взрыва, если посчитать, что взрыв произошёл при неблагоприятном расстоянии между Землёй и Фаэтоном, тогда для нагрева земной атмосферы на 100С расчётный диаметр Фаэтона должен был бы возрасти до величины, лишь на 30% меньшей, чем диаметр Солнца! Больше того, в этом случае неизбежен вывод, что взрыв Фаэтона никак не мог быть причиной уменьшения плотности земной атмосферы в 6000 раз, поскольку в момент взрыва Венера обязательно оказывалась бы ближе к Фаэтону, чем Земля, а ведь на атмосферу Венеры предполагаемый взрыв, как мы знаем, не повлиял! Вообще, гипотеза о взрыве Фаэтона внутренне противоречива. Прежде всего, не объясняется источник энергии взрыва, сообщившего обломкам такие высокие скорости. Кроме того, чтобы образовались твёрдые обломки, бомбардировавшие атмосферу Земли, и образовавшие, по мнению автора гипотезы, метеоритные кратеры на Луне, Фаэтон должен был принадлежать к каменистым планетам земного типа, что и подразумевают другие авторы. Например, в курсе астрофизики о телах пояса астероидов говорится следующее. 1 Что близко к среднему радиусу орбит небесных тел, составляющих пояс астероидов. Величина этого радиуса оценивается в 2,9 а.е., т.е. около 435 млн. км. 6 ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ „Заслуживает внимания гипотеза о том, что они и представляют собой обломки некогда существовавшей... сравнительно небольшой планеты земного типа.” [Мартынов, 1988]. Расчёт же влияния взрыва Фаэтона на атмосферу Земли вырисовывает облик планетыгиганта, в сто раз более тяжёлой, чем Юпитер, и приближающейся по размерам к Солнцу. В таком случае масса Фаэтона должна состоять, как у Юпитера и у Солнца, главным образом, из водорода и гелия, а это противоречит предположению, что при взрыве основная масса планеты превратилась в твёрдые обломки. Солнце и планеты-гиганты имеют одинаковый состав – 93,5% водорода и 6,4% гелия. Это, в частности, означает, что планета-гигант при дальнейшем увеличении массы автоматически становится звездой. Если бы Фаэтон имел диаметр лишь на 30% меньший, чем диаметр Солнца, в нём создались бы условия для протекания термоядерных реакций синтеза гелия, и Солнечная система оказалась бы системой двойной звезды. Наконец, повышение температуры от 600° до 700°С увеличивает, по закону ГейЛюссака, объём атмосферы всего на 11% (а от 1000° до 1100°С – на 8%). Если (грубо, не вспоминая о более сложной формуле Джинса) предположить, что в космическом пространстве рассеялся именно такой прирост объёма, то отсюда слишком далеко до объяснения падения давления с 6000 атм. до сегодняшнего уровня в 1 атм. Вероятно, могут быть высказаны и другие гипотезы о причинах „ухода” земной атмосферы, основанные на каких-либо одноразовых событиях или катастрофах. Например, кто-то может предположить, что в данном случае Земля просто столкнулась с крупной запоздавшей планетезималью, как это много раз происходило в предшествующий период её истории. Однако один факт начисто опровергает сразу все подобные предположения. Это – характер графика изменений температуры земной поверхности. За последние десятилетия хорошо изучена кинетика систем, находящихся в состоянии динамического равновесия. Такие системы очень распространены. Даже в бытовой ситуации, когда хозяйка солит суп, она создаёт химический раствор, в котором NaCl непрерывно диссоциирует на ионы натрия и хлора, а ионы Na + и Cl–, сталкиваясь друг с другом, снова образуют молекулы поваренной соли NaCl. Наука и практика „подбрасывают” людям и гораздо более сложные среды, состояние которых тоже определяется динамическим равновесием противоположно направленных процессов. Появление импульсных лазеров дало в руки учёных очень удобный инструмент для исследования подобных состояний. Облучение равновесной химической среды мощным сверхкоротким импульсом на мгновенье выводит её из состояния динамического равновесия, после чего протекает наиболее интересный для исследователей период релаксации, возвращения к исходному состоянию. Если изучить запись полученной осциллограммы, то направление отклонения параметра, и скорость релаксации на каждом этапе, дают ценные сведения о невидимых процессах и веществах (например, о параметрах ионов раствора). Общим для реакций равновесных динамических систем на кратковременные воздействия является характер изменений любого параметра – резкое, столь же кратковременное отклонение от исходного значения, а затем, как правило, более медленное, возвращение к прежнему состоянию равновесия. Иначе говоря, наблюдается изменение параметров в двух противоположных направлениях – сперва выброс в одну сторону, а затем постепенный дрейф в обратном направлении, к прежним значениям. Атмосфера Земли тоже находится в состоянии динамического равновесия. С одной стороны, происходит медленный, но непрерывный приток газов из земных недр, с другой – потеря наиболее быстрых молекул из внешних слоёв атмосферы в космическое пространство. С одной стороны – нагрев солнечными лучами и внутренним теплом планеты, с другой – охлаждение за счёт излучения в черноту холодного космоса и т.д. Поэтому, если бы 3,9 млрд. лет назад произошло любое сильное кратковременное воздействие на атмосферу Земли, то изменения параметров (в частности, температуры) должны были бы иметь совсем другой характер, приблизительно такой, как это показано на рис. 4.1 пунктиром. Но такого не произошло, фактическая картина изменений температуры и 4.1.2. Гипотезы о причинах изменений 7 давления иная. От момента начала неожиданных изменений стал происходить быстрый, но монотонный спад параметров, скорость которого постепенно уменьшалась. Возникло два противоречия. Во-первых, температура и давление земной атмосферы приближались к сегодняшним значениям со стороны более высоких параметров, тогда как после „взрыва Фаэтона” должны были прийти „снизу”. Во-вторых, за прошедшие миллиарды лет состояние атмосферы должно было в какой-то мере вернуться к нарушенному равновесию. Последствия „взрыва Фаэтона” должны были в значительной степени сгладиться. Тогда о современном давлении в 1 атм. и о средней температуре около 20°С не могло бы быть и речи. Температура и давление нашей атмосферы должны были бы превысить соответствующие параметры Венеры. Другими словами, реальный характер изменений атмосферного давления и температуры категорически противоречит мысли о том, будто причиной наблюдаемых глобальных изменений мог быть взрыв Фаэтона или любое другое мощное одноразовое воздействие. Что же, в таком случае, произошло? На это легко ответит каждый специалист, знакомый с кинетикой равновесных систем. Монотонное, сначала быстрое, а затем всё более медленное снижение атмосферного давления и температуры, продолжающееся, вероятно, и ныне (но уже близкое к состоянию равновесия), можно объяснить только одним. Между 3,9 и 3,8 млрд. лет назад произошло какое-то событие, резко изменившее условия динамического равновесия атмосферы, причём это изменение не было кратковременным, оно сохраняется поныне! Равновесное состояние атмосферы сместилось к меньшей плотности. Следовательно, уменьшился приток или усилился отток газов из атмосферы. Трудно вообразить явление, которое на миллиарды лет уменьшило бы, грубо говоря, в 6000 раз, приток газов в атмосферу из недр Земли. Но можно представить себе событие, стабильно усилившее отток газов. Мысль об этом возникает при сравнении Земли с Венерой. Какая особенность Земли, отличающая её от Венеры, потенциально способна влиять на плотность земной атмосферы? При такой постановке вопроса привлекает внимание аномально большой спутник Земли – Луна. У Венеры спутников нет. Таких крупных, по сравнению с планетой (по диаметру только в 3,67 раза меньше планеты), спутников, как Луна, в Солнечной системе больше нет (если не считать „незаконную” планету Плутон с её ещё более „незаконным” спутником Хароном). Напомним, что масса Земли на 18% больше массы Венеры, а Солнце нагревает Землю в 1,92 раза слабее, чем Венеру. Оба этих фактора должны увеличивать плотность земной атмосферы по сравнению с Венерой. Со всех точек зрения, атмосфера Земли должна была бы оказаться мощнее венерианской атмосферы. И только одно, только существование массивного спутника, отсутствующего у Венеры, оказывается фактором, в принципе, способным уменьшить плотность земной атмосферы! Не в этом ли заключается разгадка? Предположим, что до 3,9 млрд. лет назад Земля и Венера находились примерно в одинаковых условиях, имели приблизительно одинаковые атмосферы, а потом у Земли появился массивный спутник, и пути эволюции планет резко разошлись. Присутствие Луны должно было нарушить симметрию земной атмосферы, оттянуть от неё к спутнику тонкий „хвост”, из которого молекулы газов легко (при малой среднеквадратичной скорости) убегают в космическое пространство. Изменилось соотношение притока (из недр Земли) и оттока газов. Состояние динамического равновесия атмосферы сместилось в сторону меньших плотностей, и возникла как раз та картина, которую описывают геологи. Мощное влияние Луны, нарушающей сферическую симметрию земной атмосферы и „раскачивающей” её, подтверждают исследования, проводившиеся с помощью ракет и искусственных спутников. В верхних слоях атмосферы, называемых термосферой и экзосферой, зарегистрированы своеобразные лунные „приливы” в виде кратных лунным 8 ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ суткам колебаний давления с амплитудой до 25% [Чепмен, Линдзен, 1972; Маров, Колесниченко, 1987]. Вероятно, дальнейшие исследования обнаружат предполагаемый (теперь уже слабый) „хвост” земной атмосферы, направленный в сторону Луны. Обнаружение его стало бы мощным подтверждением гипотезы автора. Ведь правило Джинса ограничивает „убегание” молекул газа от Земли только в направлении, противоположном её центру тяжести. Из „хвоста” же молекулы могут уходить в космос перпендикулярно направлению на центр Земли. 4.1.3. Происхождение Луны „Наша Луна – уникальный объект, и от этого не уйти... Возникает ощущение, что Луна просто не должна существовать.” [Фишер, 1990] Неожиданный вывод предыдущей главы, вытекающий из геологических данных об атмосфере Земли, хорошо соответствует общему удивлению и недоумению, окружающим наш, казалось бы, детально изученный спутник. Выяснилось, что происхождение Луны не удаётся объяснить в рамках теории формирования Солнечной системы и вообще не удаётся удовлетворительно объяснить никакими естественными причинами (хотя можно перечислить немало попыток такого рода). Среди десятков известных спутников планет только семь сравнимы по размерам с такой планетой, как Меркурий (остальные во много раз меньше), при чём все эти крупные тела обращаются вокруг планет-гигантов: Юпитера, Сатурна и Нептуна – все, за одним исключением, которым является наша Луна. Гипотезу о том, что Луна „родилась” где-то в других краях Солнечной системы, а потом стала спутником Земли, разрабатывали выдающиеся учёные К. Вейцзеккер, Х. Альвен и Г. Юри. Мысль об искусственном происхождении Луны высказывал наш соотечественник, астроном Владимир Коваль [Коваль, 1981], о чём подробнее будет сказано в конце главы, и многие другие. На международной научной конференции по проблеме происхождения Луны (1984 г.) подробно рассматривались три предположения: - гипотеза Джорджа Дарвина (внука Чарльза Дарвина), будто Луна оторвалась от Земли под влиянием центробежной силы при быстром вращении, и Тихий океан является местом отрыва; - гипотеза о возникновении Луны на её современной орбите из того же вещества, что и Земля; - гипотеза о том, что Луна образовалась где-то в Солнечной системе, затем подверглась возмущению, покинула первоначальную орбиту и была захвачена Землёй. В результате тщательного обсуждения все три гипотезы были отвергнуты [Фишер, 1990]. Гипотеза Джорджа Дарвина не могла объяснить, почему раньше угловая скорость вращения Земли, как требует гипотеза, намного превышала даже скорость быстро вращающихся планет-гигантов и почему она затем многократно уменьшилась. Куда делась очень большая энергия вращения? Кроме того, отрыв Луны от Земли под действием центробежной силы не мог привести к реальному наклону плоскости лунной орбиты на 23° к земному экватору. Рождению Луны путём отрыва от Земли или на орбите спутника Земли противоречили также различие химического состава земных и лунных пород, расхождение в 1,65 раза средней плотности Земли и Луны. С рождением Луны на орбите спутника Земли не согласовывались и соображения динамики – маловероятно, чтобы в поле тяготения Земли, имеющей почти на два порядка большую массу, вещество Луны смогло успешно объединиться в целостное небесное тело. Наиболее удачной выглядела третья гипотеза, предполагавшая захват Луны Землёй. Она объясняла буквально все собранные факты, все реальные параметры нашего спутника. Единственный недостаток заключался в исключительно низкой вероятности такого 4.1.3. Происхождение Луны 9 события. Захват спутника пытались смоделировать множество раз. Всегда получалось, что небесное тело способно либо пройти мимо Земли, либо врезаться в неё. Вероятность того, что тело окажется точно на нужном расстоянии от Земли, и в этот момент будет иметь строго необходимый по величине и направлению вектор скорости, эта вероятность была столь малой, что просто пугала воображение [Фишер, 1990]. На конференции сложилась тупиковая ситуация, заставившая вспомнить и гипотезу десятилетней давности (У. Хартман, Д. Дэвис), по которой некая малая планета задела Землю и образовала облако вещества, позже сформировавшегося в Луну. Здесь проглядывал модифицированный вариант гипотезы захвата Луны с такими же плюсами и минусами. И в данном случае, удавалось объяснить практически все наблюдаемые факты, но вероятность события снова оказывалась исчезающе малой. К тому же, если планета, задевшая Землю, принадлежит Солнечной системе (не прилетела же она от другой звезды!), то рано или поздно, подобно кометам, она должна снова приблизиться к Солнцу, тем более, что столкновение должно было перевести её на более „низкую” орбиту. Будучи крупнее Луны, она не могла остаться незамеченной. Почему же эта планета не зарегистрирована в тысячелетней истории наблюдений неба? Возможен вариант гипотезы, когда планета, задевшая Землю, не смогла после этого уйти и слилась с выбитым из Земли веществом, совместно образовав Луну. Но тогда мы приходим к тем же трудностям исключительно низких вероятностей события, что и в гипотезе „захвата”. Луна описывает вокруг Земли почти точно круговую орбиту (эксцентриситет составляет всего 5,5%). Процесс выхода на такую орбиту является одной из специфических загадок, присущих едва ли не каждой из упомянутых гипотез. И теоретический анализ, и практика полётов показывают, что после подлёта к какомулибо небесному телу, для выхода на круговую орбиту вокруг него, нужно изменить вектор скорости, например, замедлить движение, точно в расчётный момент включить тормозной двигатель. И наоборот, чтобы сойти с круговой орбиты, покинуть данное небесное тело и уйти в Космос, нужно увеличить скорость движения, включить маршевый двигатель. В варианте случайного захвата Землёй пролетающей мимо Луны нужно, кроме всего прочего, объяснить, что же затормозило движение Луны и перевело её на круговую орбиту? Но особенно острой становится эта загадка в гипотезе Джорджа Дарвина об отрыве Луны от Земли, и в разных вариантах гипотез соударения, когда масса вещества будущей Луны должна двигаться по траектории, проходящей вблизи центра Земли. В таких случаях вещество Луны должно не только удалиться от Земли на 384 тыс. км, но и получить мощный импульс, перпендикулярный направлению на Землю! Объяснение природы такого импульса является не менее трудной задачей, чем объяснение происхождения вещества Луны. Таким образом, на орбите спутника Земли Луна предстаёт для учёных загадкой. А в какой ситуации она выглядела бы более уместной? Для астрофизиков ответ на такой вопрос ясен. Луна схожа с малыми планетами (Церерой, Палладой, Вестой и др.) пояса астероидов, расположенного между орбитами Марса и Юпитера. Того самого пояса астероидов, который якобы возник в результате взрыва Фаэтона. Если бы Луна находилась между астероидами, никому не пришло бы на ум выдвигать гипотезы о каком-то её особом происхождении. Она просто была бы наибольшей планетой этого пояса. Мы увидели много загадок. Много противоречий. Но все они сразу разрешаются, если представить себе определённую цепочку причинно-следственных связей. Предположим, что какая-то мудрая цивилизация увидела возможность создать на Земле новый очаг жизни, и около 3,9 млрд. лет назад направила для этого в Солнечную систему свою экспедицию. Прежде, чем сеять Жизнь, нужно было уменьшить плотность земной атмосферы, снизить парниковый эффект, понизить температуру и добиться перевода атмосферных паров воды в жидкое состояние. Направленные сюда „Инженеры Космоса” нашли способ добиться этого, переведя самое крупное небесное тело пояса астероидов на орбиту спутника Земли. Так у нас появилась Луна. Дальнейшее понятно. * * * 10 ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ Нельзя не отметить другие неожиданные, но не лишённые оснований идеи по поводу происхождения Луны. "Луна – искусственный спутник!" – заявили М. Хвастунов (М. Васильев) и Р. Щербаков в статье, появившейся 10 января 1968 года в газете "Комсомольская правда", а затем в журнале "Советский Союз". Более детально и обстоятельно эта идея была рассмотрена в книге М.В. Васильева "Векторы будущего" (М., 1971). Главная мысль авторов в том, что Луна является межзвёздным космическим кораблём, доставившим представителей иной цивилизации к Земле. Соответственно, авторами предполагалось сложное внутреннее устройство нашего спутника, включающее прочный корпус, механизмы движения и жизнеобеспечения, просторное жилое пространство и т.п. Есть много причин думать, что авторы ошибаются в своих выводах. Но нельзя отрицать того, что: а) есть ряд причин, по которым экспедиция с планеты далёкой звезды в Солнечную систему не стала бы возвращаться на родину; тогда и корабль остался бы в Солнечной системе; б) хотя шарообразная форма корабля, на первый взгляд, кажется нерациональной, у неё есть достоинства – минимальная поверхность корпуса при максимальном объёме внутренних помещений, возможность неизменной ориентации оси вращения обитаемой зоны (для создания искусственной силы тяжести), что избавляет от трудностей преодоления гироскопического эффекта при маневрировании и т.п. в) каменная оболочка корабля и рыхлый слой пыли на её поверхности являются дешёвой и надёжной защитой от метеоритов, мощных излучений и криогенных температур Космоса; огромные размеры корабля могут оправдываться сложностью и надёжностью самодостаточной системы жизнеобеспечения и комфорта для многих поколений многочисленного экипажа звёздоплавателей. Интересна мотивировка, которая привела Владимира Коваля [Коваль, 1981] к гипотезе об искусственном переносе Луны на орбиту спутника Земли. Он попытался вообразить, какую память могла бы оставить о себе иная цивилизация, если бы её представители посетили Землю на заре развития человечества? Станут ли те, кто преодолел сотни световых лет пространства, выдалбливать каменных идолов или мостить площади тяжёлыми каменными блоками? Неужели, найдя планету с развивающейся жизнью, они пожелают оставить на память будущим аборигенам такие, в общем-то, бесполезные подарки? Так где же и какой им следовало воздвигнуть памятник, чтобы развивающаяся земная цивилизация через определённое время сумела осмыслить его суть? Прежде всего, памятник должен быть долговечным, чтобы дождаться момента, когда заложенные в нём идеи и знания смогут быть восприняты. Во-вторых, он должен привлекать внимание как можно большего числа людей своими масштабами, яркостью и необычностью. В-третьих, это должен быть памятник, несущий в себе разнообразную полезную информацию, эмоционально выразительную, пробуждающую интерес к космосу, к звёздам. При всём том, памятник не должен подавлять психику человека своим величием, а его искусственность не должна сразу бросаться в глаза, чтобы не ошеломлять людей. Он должен учить наблюдать и сравнивать, учить осмысливать информацию – ненавязчиво, доступно, постепенно. Для этого памятник должен открываться в новых качествах по мере развития интеллекта аборигенов и быть многофункциональным. Его искусственность должна обнаруживаться постепенно. Так вот, утверждает В. Коваль, чтобы не возводить неизвестно где и неизвестно для кого гигантский обелиск или монумент, чтобы уберечь памятник от пагубных воздействий приповерхностной земной активности – ливней, ветров, перепадов температур, наводнений, "всемирных потопов", извержений вулканов и разрушительных землетрясений, а заодно сделать видимым для всех людей Земли – пришельцы неизбежно должны были поместить его в космосе. Всем этим требованиям отвечает именно Луна! Не обелиск на её обратной стороне, не "клад мудрости" таинственных пришельцев в лунном кратере, а именно само небесное тело 4.1.3. Происхождение Луны 11 Луна. Самый заметный, крупный и привлекательный объект в околоземном пространстве, который отвечает критериям "инопланетного памятника" на все 100%! Если говорить о привлечении всеобщего внимания, то в отношении Луны этот факт не вызывает сомнений. Мало того, что она крупнее и ярче всех небесных тел на ночном небосводе, она никогда не остаётся постоянной – периодически меняет свою фазу от узкого растущего серпа после новолуния до полного диска, а затем постепенно снова превращается в "старый" месяц. Отчасти, именно благодаря Луне человек осознал сложность небесных явлений, их связь с окружающей природой. Особенно укрепляют подозрение в том, что Луна является специальным памятником, очень благоприятные, нигде больше в Солнечной системе не встречающиеся условия наблюдения затмений. Ведь для полного солнечного затмения требуется несколько предпосылок. Главнейшая из них – практическое равенство угловых размеров Луны и Солнца. Будь угловой размер Луны на небе немного меньше – люди никогда не увидели бы поражающих воображение полных затмений Солнца. Будь он немного больше – не удавалось бы „показать” во время затмения одновременно всю солнечную корону. Действительно, диаметр Луны в 400 раз меньше солнечного, но она, практически, во столько же раз ближе к Земле, чем Солнце. Вот мы и видим их под одним и тем же углом в полградуса! Напомним, что соотношение размеров Земли и Луны уникально в Солнечной системе. Если не считать Плутона с его незакономерным спутником Хароном, то все остальные спутники, по отношению к своим планетам, во много раз меньше Луны. Ещё один важный параметр – угол между плоскостями орбит Луны и Земли. Он составляет 5,15°. При большем угле затмения оказались бы слишком редким событием. А при уменьшении угла между плоскостями орбит, скажем, до 0,95°, затмения стали бы немного продолжительнее, но главное – возникали бы гораздо чаще, так что общее время затмений увеличилось бы в 8,45 раза. Они стали бы довольно привычным, обыденным явлением, и уже не производили бы на людей такое сильное впечатление. Артисты хорошо знают, как важно, для воздействия на зрительный зал, правильно „держать паузу”. Дальнейшее уменьшение угла между плоскостями орбит, вплоть до совпадения плоскостей, привело бы к тому, что полные солнечные затмения наблюдались бы не всеми обитателями Земли, а лишь жителями тропического пояса. Другими словами, параметры лунной орбиты оказались как раз такими, что обеспечивают не слишком частое, но и не такое уж редкое, зрелищно наиболее эффектное возникновение лунных и солнечных затмений на всей поверхности Земли! Разве сам по себе этот факт не удивителен? Реальный диаметр лунной орбиты и её наклон к плоскости эклиптики оказались близкими к оптимуму, превращавшему Луну в своеобразную „развивающую игрушку” или, точнее, „развивающее зрелище” для человечества. Лунные и, особенно, полные солнечные затмения оказывали на первобытных людей сильнейшее психологическое воздействие, близкое к шоку. Такие события прочно врезались в память поколений и не могли не привлечь внимание первых мыслителей. Появление земледелия, конечно, явилось стимулом для создания календаря, но оно требовало, главным образом, учёта времени в пределах года. Предсказание же удивительных затмений заставляло анализировать более длительные отрезки времени. Возникала также необходимость подробных записей событий, отметок в календаре – стимулировалось возникновение письменности, математики, астрономии. Но ведь и это не всё! Разве на протяжении тысячелетий Луна не оказывала сильнейшее влияние на романтиков, поэтов и влюблённых?! Разве ей не посвящён целый пласт литературы – от стихов до научной фантастики?! Наконец, разве не Луна стала первым (после Земли) небесным телом, на которое ступила нога человека?! Можно ли после этого недооценивать значение предполагаемого подарка инозвёздной цивилизации для развития человеческого интеллекта, земной науки и культуры?! 4.1.4. Факты в пользу переноса Луны Итак, мы приходим к мысли о переносе Луны из пояса астероидов к Земле. Но такое далеко идущее предположение требует серьёзных подтверждений. Есть ли факты в пользу этой необычной гипотезы? Можно ли её как-то проверить? 12 ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ Оказывается, известны данные, очень веско подкрепляющие изложенные представления. С поясом астероидов Луну роднят многие характеристики, но более всего – средняя плотность вещества и особенности метеоритной бомбардировки её поверхности. Кроме того, следы перемещения Луны в период 4,0–3,85 млрд. лет назад можно увидеть в данных об изменениях её магнитного поля, зафиксированных лунными минералами. Представления о возникновении Солнечной системы прошли сложный путь формирования и вобрали элементы многих гипотез, из которых наиболее заметны положения, введенные О.Ю. Шмидтом, Х. Альвеном и В.Г. Фесенковым. Согласно принятому большинством астрофизиков варианту гипотезы, в протопланетном газопылевом облаке, окружавшем молодое Солнце, ближе к центру преобладали более тяжёлые элементы, а лёгкие – водород, гелий и др. – оказались, преимущественно, на периферии. Образовавшиеся из облака небесные тела имели, соответственно, более высокую среднюю плотность, если формировались ближе к Солнцу, и пониженную плотность – если рождались вдали от него. В результате, при существовании некоторого разброса, средняя плотность небесного тела как бы документирует его место рождения (расстояние от Солнца). С этой точки зрения, средняя плотность Луны не соответствует её современному расстоянию от Солнца, не соответствует орбите Земли. Она говорит о другом месте рождения Луны – в поясе астероидов, вблизи планет Веста, Паллада и др., что видно из таблицы E. Таблица E. Название небесного тела Земля Средняя плотность (г/см3) 5,52 Относительное расстояние от Солнца (а.е.) 1,0 Марс 3,97 1,53 Луна 3,34 ? Веста 3,1 2,9 Паллада 2,3 2,9 Юпитер 1,3 5,2 Сатурн 0,69 9,6 * * * Рассмотрим теперь ситуацию с метеоритной бомбардировкой Луны. „Лунные моря, названные так в прошлом, ... на самом деле образованы лавовыми потоками, которые покрыли обширные пространства тёмными базальтами. Произошло это давно, когда крупные астероидоподобные тела бомбардировали Луну и пробивали её кору, в результате чего лава ... разливалась по поверхности. Период такой интенсивной бомбардировки, покрывшей всю лунную поверхность кратерами, закончился примерно четыре миллиарда лет тому назад.” [Фишер, 1990] „Луна ... подверглась жесточайшей бомбардировке со стороны метеоритных тел, преимущественно крупных. Это случилось около 4 млрд. лет назад и продолжалось несколько сотен миллионов лет. Одно из самых крупных тел, столкнувшихся с Луной в ту пору, была планетезималь диаметром 200 км, ... давшая начало образованию Моря Дождей (Mare Imbrium). Это так называемая Имбрийская катастрофа. Здесь обнаружены образцы, имеющие возраст 3,8 млрд. лет. Быть может, описанная бомбардировка частично расплавила поверхность Луны... Это дало начало обширным излияниям лавы, тёмной из-за повышенного содержания в ней железа и магния. Мы называем их теперь морями. Образование морей ... особенно хорошо заметно в облике „несостоявшегося” моря – Моря Восточного, которое следует считать гигантским цирком, 4.1.4. Факты в пользу переноса Луны 13 родившимся около 4 млрд. лет назад, и с той поры трижды дававшим выход лавам, нагромождавшим кольцевые валы. Можно предполагать, что тело, породившее своим падением Море Восточное, имело поперечник около 25 км или ещё больше...” [Мартынов, 1988] „...Данные по древнейшим участкам поверхности Луны показывают, что 4 млрд. лет назад и ранее скорость образования ударных кратеров была, вероятно, в 100 раз выше, чем в более позднее геологическое время.” [Грив, 1990] Все исследователи подчёркивают, с одной стороны, невиданную интенсивность столкновений Луны с астероидами, и с другой – резкость, внезапность прекращения столкновений. Казалось бы, вместе с данными о средней плотности тел, это давно должно было навести на мысль о перемещении Луны к Земле из пояса астероидов. Но, поскольку наши учёные приравнивают действия инопланетных цивилизаций к абсолютно невозможным потусторонним силам, то предлагались другие объяснения. До сих пор в литературе преобладает тезис о том, что сотни миллионов лет Луна подвергалась невиданной по силе метеоритной бомбардировке вместе с Землёй, на орбите её спутника. Полагают, что на Земле следы таких же исполинских ударов стёрты водной и ветровой эрозией. Однако поверить в это трудно. От проведенных подробных геофизических исследований земной коры не могли бы укрыться следы таких гигантских ударов. Подразумевалось, что после завершения формирования планет, вплоть до 3,9–3,7 млрд. лет назад, вся солнечная система была насыщена астероидами и крупными метеоритами, а потом они „исчерпались”. Предположению об „общей насыщенности” особенно противоречит более близкий к поясу астероидов и почти лишённый атмосферы Марс, который, тем ни менее, обстрелян астероидами намного слабее, чем Луна. Крупные кратеры на Марсе более редки (значительную часть из них составляют кратеры вулканов) и их размеры меньше лунных. Таким образом, из сравнения с Землёй и Марсом видно, что для получения таких многочисленных и сильных ударов, каким подверглась Луна, недостаточно располагаться на орбитах Марса или Земли. В Солнечной системе существует только одна зона, где 4 млрд. лет назад небесное тело могло подвергаться столь сильной бомбардировке – это пояс астероидов! 4.1.5. „Магнитная катастрофа” Луны В момент охлаждения ниже определённой температуры, минералы, содержащие железо, „запоминают” характер существующего магнитного поля. Температуру, при прохождении которой фиксируется намагниченность, называют точкой Кюри. Она различна у разных материалов: например, у магнетита составляет 580С, у железа 780С. При прохождении через такую температуру в ходе остывания, силовые линии магнитного поля как бы „вмораживаются” в вещество, создавая то, что можно назвать „ископаемой” намагниченностью. Как биологические ископаемые остатки несут сведения о жизни, существовавшей во время формирования породы, так ископаемая намагниченность говорит о магнитном поле во время охлаждения минерала. Изучение намагниченности образцов горных пород Луны и составление карты магнитного поля лунной поверхности привели исследователей к выводу о существовании в древней истории нашего спутника трёх периодов, соответствующих трём положениям магнитных полюсов. Исходное положение полюсов зарегистрировано в породах старше 4,0 млрд. лет, второй вариант расположения – между 4,0 и 3,85 млрд. лет назад и третий – в породах моложе 3,85 млрд. лет [Ранкорн, 1988]. После этой даты сила магнитного поля Луны постепенно ослабевала, но расположение полюсов уже не менялось. Высказано предположение [Ранкорн, 1988], что три варианта расположения магнитных полюсов возникли при сдвигах лунной коры относительно оси вращения магмы под действием тангенциальных ударов спутников, якобы существовавших в прошлом у Луны и 14 ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ упавших на её поверхность. Но ссылки на рельеф лунной поверхности не убеждают в правильности такого предположения. Следов сильных ударов, направленных почти по касательной к поверхности, не видно. Интересный материал даёт график изменения уровня напряжённости магнитного поля Луны между 4,0 и 3,0 млрд. лет назад. Результаты исследований напряжённости приведены на рис. 4.2. Здесь видно, что между 4,0 и 3,85 млрд. лет назад произошло резкое увеличение напряжённости магнитного поля, после чего начался медленный экспоненциальный спад. Для сравнения, на рисунок нанесен график экспоненты, который из-за логарифмического вертикального масштаба принял вид прямой линии. Изменения уровня напряжённости магнитного поля чётко делятся на два периода – до 3,95–3,85 млрд. лет назад и после этого срока. Обособление двух периодов с принципиально разным характером изменений (в первый период – резкий всплеск интенсивности магнитного поля, во втором – экспоненциальный спад) нельзя объяснить чисто внутренними, лунными процессами. Перелом в изменении степени намагниченности явно оказывается следствием кардинального изменения внешней обстановки. Автор исследований признаёт, что „резкое возрастание напряжённости перед датой 3,95 млрд. лет назад, основанное на не вполне надёжных данных, остаётся необъяснённым” [Ранкорн, 1988]. Рис. 4.2. Изменения напряжённости древнего магнитного поля Луны [Ранкорн, 1988]. (Чёрными кружками обозначены надёжные, а светлыми – ненадёжные данные) А даты этих изменений? Не правда ли, интересная перекличка с называвшимися ранее датами возможных действий „Инженеров космоса”? Существование магнитного поля небесного тела обычно связывают с расплавленным состоянием внутренних слоёв и, следовательно, с высокой температурой внутренних областей тела. Как правило, главным источником нагрева внутренних областей является радиоактивный распад. Но при сильнейшей метеоритной бомбардировке Луны основной нагрев должны были вызывать именно такие удары. И только они способны объяснить непонятный левый, круто восходящий участок графика интенсивности магнитного поля. Увеличение намагниченности говорит о переходе вещества в расплавленное состояние, т.е. подтверждает интенсивную бомбардировку! Даже с учётом общего процесса формирования планет Солнечной системы и постепенного поглощения астероидов планетами, не видно причин для столь резкого и внезапного перелома в интенсивности бомбардировки Луны. Есть лишь факт неожиданного, резкого ослабления бомбардировки Луны, но ничто не подтверждает столь же резкого перелома в общей интенсивности метеоритных бомбардировок внутри Солнечной системы. 4.1.5. „Магнитная катастрофа” Луны 15 Но то, что необъяснимо общими, естественными процессами, детально совпадает с предположением об искусственном переносе Луны из пояса астероидов. Тогда становятся понятными и прошлая невиданно высокая интенсивность соударений с крупными астероидами, определившая период разогрева Луны, и внезапность их прекращения, обусловившая резкий перелом к остыванию этого небесного тела, повышению вязкости магмы, замедлению её вращения и ослаблению намагниченности. А ещё объясняются: удивительно большая величина спутника по отношению к планете, отличие его от планеты по плотности и химическому составу, совпадение времени событий с изменением земной атмосферы и проч., и проч. График изменений напряжённости магнитного поля Луны не подтверждает мысли С.К. Ранкорна о воздействии трёх упавших в разное время спутников Луны. Однако, если общий характер изменений магнитного поля понят С.К. Ранкорном правильно и правильно отражён им на рис. 4.2, то он, действительно, чётко свидетельствует в пользу резкого изменения каких-то внешних для Луны условий, а не в пользу естественных внутренних перемен. При этом возможны два варианта: 1. Если изменение напряжённости магнитного поля Луны полностью объясняется уменьшением интенсивности метеоритной бомбардировки, охлаждением и уменьшением подвижности магмы, то это не даёт дополнительной информации. 2. Если же охлаждения недостаточно для такого объяснения, то в качестве дополнительного фактора можно предположить изменение скорости вращения расплавленных слоёв Луны относительно коры, а это могло бы говорить не о случайном, а об искусственном переносе небесного тела из пояса астероидов к Земле. Дело в том, что малая скорость вращения Луны вокруг оси плохо стыкуется со скоростями вращения других тел Солнечной системы (например, Земли), и может являться следствием какой-то помехи вращению небесного тела во время переноса Луны к Земле. В это время могло сохраняться только ослабевающее вращение расплавленной магмы под действием сил инерции. Лишь после окончания транспортировки, остаток кинетической энергии магмы мог снова увлечь кору во вращение, и тогда малая скорость современного вращения Луны была бы понятна. Заметим, что перенос Луны из пояса астероидов к Земле не обязательно должен выглядеть как тупое перетаскивание небесного тела с одной орбиты на другую. Реальная транспортная операция могла оказаться проще и изящнее. Резонансное воздействие массивного Юпитера на пояс астероидов расслоило его на рукава с существенно отличающимися орбитами. Среди них есть так называемая группа Аполлона, пересекающая орбиту Земли. Если Луна ранее была в этой группе, двигалась по её траектории, то для перевода на орбиту спутника Земли требовались лишь сравнительно небольшие корректировки её орбиты. 4.1.6. „Добрый умысел” инопланетян? Но ни один из названных фактов в пользу переноса Луны к Земле ещё не позволяет выяснить, было ли это перемещение случайным, естественным или оно стало результатом чьих-то преднамеренных действий, чьего-то „доброго умысла”. Гипотеза о переносе Луны из глубин космоса к Земле наилучшим образом объясняет все факты, связанные с изменением земной атмосферы, отмеченным после 3,9 млрд. лет назад. В свою очередь, наиболее веским доводом в подтверждение переноса Луны оказывается график изменений параметров земной атмосферы. Оппоненты могут увидеть в этом „доказательство через доказуемое”. Поэтому важно перепроверить с помощью иных данных характер температурной кривой, полученной геологами и показанной на рис. 4.1. Важно узнать, действительно ли атмосферное давление приближалось к современному уровню со стороны прошлых высоких значений. Только такой ход кривой возможен при сдвиге динамического равновесия под действием Луны. Если же в прошлые геологические эпохи давление было более низким, и к сегодняшнему значению оно приблизилось „снизу”, 16 ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ то версия о переносе Луны отпадёт, и причину изменения атмосферы нужно будет искать в событии совершенно другого характера – в каком-то мощном кратковременном воздействии, для которого был бы характерен другой график изменения параметров. Оказывается, веское подтверждение „лунной” версии атмосферных изменений даёт палеонтология, показывая, что ископаемые животные и растения были приспособлены к более высоким и (что важно) более стабильным температурам, чем нынешние. Поскольку раньше Солнце светило слабее, повышенную температуру земной поверхности в прошлые эпохи удаётся объяснить только сильнее выраженным парниковым эффектом, вызванным более высокой плотностью атмосферы. Большая масса атмосферы хорошо объясняет и температурную стабильность. Солнце лишь около 3 млрд. лет назад вступило, как говорят астрофизики, на главную последовательность, т.е. вышло на стандартный путь развития звёзд такого типа. Поэтому в прошлом оно светило слабее, чем сейчас. Например, 2 млрд. лет назад Солнце, по расчётам, светило на 20% слабее сегодняшнего и средняя годовая температура Земли должна была составлять, по тем же расчётам, только 0°С [Мартынов, 1988]. Правда, распад радиоактивных элементов в недрах Земли раньше протекал интенсивнее (4 млрд. лет назад – примерно в 3 раза). Но это не компенсировало нехватку солнечного излучения, так как „ ... поверхностный слой Земли от Солнца получает тепла примерно в 6000 раз больше, чем из земных недр.” [Чечкин, 1990] Переход, по мере течения эволюции, от голого тела животного к шерстяному покрову или к покрову перьями приспосабливает его к жизни при более низких температурах. Таким приспособлением является и переход от холоднокровных к теплокровным организмам. Наконец, переход от откладывания яиц к живорождению – ещё одна адаптация к понижению средних температур. Следовательно, переход от динозавров к млекопитающим и птицам стал, прежде всего, приспособлением организмов к более низким и сильнее колеблющимся температурам среды, что указывает на общую, глобальную тенденцию к уменьшению парникового эффекта и снижению теплоёмкости атмосферы из-за понижения её плотности. Поскольку такие изменения протекали на протяжении нескольких геологических эпох, их не могут объяснить какие-то кратковременные воздействия, например, снижение прозрачности атмосферы из-за облаков пыли, поднятых падением крупного астероида. Здесь налицо долговременная тенденция к понижению плотности атмосферы, устойчивое изменение параметров её динамического равновесия, что трудно объяснить, иначе как внезапным появлением Луны на орбите земного спутника. С другой стороны, при сравнении пропорций тел динозавров и млекопитающих (например, тигра, лошади, человека) привлекает внимание узкая грудь динозавра по сравнению с грудью млекопитающего. Это указывает на относительно меньший объём лёгких динозавров и, значит, на их более высокую удельную эффективность. Но, поскольку трудно предположить снижение эффективности биохимических процессов по ходу эволюции, повышенную удельную интенсивность дыхания динозавров следует отнести за счёт повышенного парциального давления кислорода в их времена. И, поскольку процентное содержание кислорода в „динозавровой” атмосфере, по геологическим данным, было даже несколько ниже теперешнего, то единственным возможным объяснением становится более высокое атмосферное давление в период расцвета динозавров. Вот почему к многочисленным гипотезам, пытающимся объяснить конец „эры динозавров”, можно добавить ещё одну – гибель их от нехватки воздуха. Если плотность атмосферы снижалась быстрее, чем изменялись скелеты и внутренние органы динозавров в ходе мутаций генов, то естественно ожидать проигрыша рептилий в соревновании с молодым и потому быстро эволюционирующим таксоном млекопитающих. Не следует понимать события так, будто снижение атмосферного давления стало непосредственной причиной гибели динозавров. Вероятнее, они погибли, как это предполагают Луис и Уолтер Альваресы [Фишер, 1990], из-за падения гигантского метеорита, надолго снизившего прозрачность атмосферы, временно подавившего растительность, и оставившего иридиевый след на границе отложений мелового и третичного 4.1.6. „Добрый умысел” инопланетян? 17 периодов. Но общий переход от владычества динозавров к расцвету млекопитающих и птиц, несомненно, стал следствием уменьшения атмосферного давления. Интересно, что понижение плотности атмосферы губительно подействовало на древних динозавров, но не помешало восхождению на эволюционный Олимп быстро развивающихся млекопитающих. Свидетельством монотонного уменьшения плотности атмосферы является и существование в прошлом летающих ящеров, которые не смогли бы взлететь в современном разрежённом воздухе. Вероятно, в их времена атмосферное давление составляло не менее двух атмосфер. Нужна была также повышенная температура воздуха, поскольку при низкой температуре мышцы ящеров теряют силу. Вспомним их близких родственников, малоподвижных – пока ни согреются на солнце – „драконов” Коморских островов. Самый известный из крупных птерозавров – птеранодон (Pteranodon). Размах его крыльев достигал 6 метров. Останки птеранодона найдены в позднемеловых отложениях. В 1975 году были найдены останки гигантского вида кецалькоатлюс (Quetzalcoatlus). Размах его крыльев оценивается в 11–15 метров. Возможно, это было самое крупное существо, когда-либо взлетавшее над нашей планетой. Он был, как минимум, втрое крупнее любой летающей птицы, и более других животных напоминал аэроплан. Не известны рыбы, которые изменили бы водной среде и вовсе перестали бы плавать. Зато есть немало нелетающих, отошедших от родной стихии птиц. Это не только страусы, киви, но и куры, перепёлки, многие другие. Не считая пингвинов, крылья которых уменьшились ради подводного плавания, остальные случаи отказа птиц от воздушной среды лучше всего объясняются предположением о неком глобальном изменении, затруднившем полёты. Наиболее вероятным изменением такого рода могло стать значительное снижение плотности атмосферы. Сюда же примыкают сведения о существовавших ранее, но вымерших, очень крупных птицах, которые сегодня не смогли бы подняться в воздух. Это не только сказочная птица Рух из „Тысячи и одной ночи”, но и вполне реальная „слоновая птица” эпиорнис, до 18-го века обитавшая в Северной Африке, Передней Азии и на Мадагаскаре (высота до 3 м, вес до 450 кг, объём яйца до 9 л). Их превращение в страусоподобных пешеходов, а затем исчезновение, вероятно, тоже объясняется снижением плотности атмосферы. Объяснение таких фактов общим уменьшением размеров животных в истории Земли не выдерживает критики хотя бы потому, что возникли киты – отнюдь не карлики. Характерно, что сегодня наиболее крупные летающие птицы – это орлы, обитающие в горах. Их условия жизни мало изменились в ходе эволюции, потому что для них плотность атмосферы не изменилась. Их экологическая ниша всегда была связана с полётами выше других обитателей гор, на которых они охотились, так что при уменьшении атмосферного давления лишь соответственно снизилась высота обитания тех и других. Постепенное уменьшение атмосферного давления способно объяснить и уменьшение в ходе эволюции размеров насекомых и пауков, у которых дыхание осуществляется с помощью невентилируемых трахей (используется только диффузия газов) и потому возможность снабжения организма кислородом зависит от площади поверхности тела. Известно, что площадь поверхности тела пропорциональна квадрату линейных размеров, а его объём – пропорционален кубу. Поэтому чем крупнее организм насекомого или паука, тем хуже он обеспечен кислородом. И наоборот. При понижении парциального давления кислорода естественный процесс приспособления к условиям среды должен закономерно вести к уменьшению размеров насекомых и пауков. 4.1.7. Атмосфера монотонно редеет О прежнем более высоком атмосферном давлении говорит и ископаемая растительность. Растения каменноугольного периода были приспособлены к более высоким и стабильным температурам, чем нынешние, но хуже переносили яркий солнечный свет. Следовательно, в те времена солнечные лучи были менее обжигающими. В книге „Победители в борьбе за существование” ботаник М. Голенкин ещё в 1920-е годы справедливо указывал, что победу покрытосеменных растений обусловила их „способность выдерживать в наибольшей степени 18 ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ яркий солнечный свет”. Повышенная, мало изменяющаяся температура предшествующего периода при более слабом, чем сейчас, освещении может быть объяснена только плотной атмосферой и усиленным парниковым эффектом С другой стороны, для ископаемых растений (хвощей, плаунов, древовидных папоротников и др.) характерны плотные, прочные листья. Слишком просто было бы видеть в этом только следы эволюционного примитивизма. Разве прочность растения – это примитивизм? Нужно искать другую причину. Действительно, трепетные листья современной липы, ольхи или акации не выдержали бы и слабого порыва древнего, плотного „как стена” ветра. Проявлялась корреляция: „плотная атмосфера – плотные листья”. Во всех палеонтологических данных видна устойчивая тенденция к похолоданию климата Земли и, главное, к общему увеличению суточных и сезонных перепадов температур, к увеличению разности температур между тропиками и полярными зонами. Господство вечнозелёных растений потеснили более приспособленные к температурным перепадам растения, сбрасывающие на зиму листву. Эти факты остаются заметными даже на фоне отдельных аномалий (после падения крупного метеорита), на фоне долгопериодических колебаний средней температуры или возникшего в последние геологические эпохи чередования периодов оледенения и отступления ледников. (Характерно, что в прошлом не было оледенений, а это также говорит в пользу более выраженного парникового эффекта!) Таким образом, палеонтологические данные однозначно указывают на постепенное общее уменьшение плотности атмосферы и ослабление парникового эффекта. Например, говоря об ангарской флоре раннего карбона, представлявшей в те времена приполярную область, палеоботаник С.В. Мейен пишет. „Толстые многолетние маноксилические стволы лепидофитов (до 30 см в диаметре) свидетельствуют о безморозном климате, что подтверждается и литологическими признаками. Стволы диаметром до 10 см известны даже на Северо-Востоке СССР, вблизи Северного полюса тех времён.” Палеонтологические данные дружно говорят о малых перепадах температур в прошлые геологические эпохи – между днём и ночью, летом и зимой, экватором и полюсами. Если вспомнить, что дневная сторона не защищённой атмосферой лунной поверхности имеет температуру +100 °С, а ночная сторона – минус 160 °С, то ясно, что малые перепады температур на поверхности Земли связаны именно с большой тепловой инерцией мощной земной атмосферы. И, соответственно, постепенное увеличение температурных перепадов прямо свидетельствует о постепенном снижении плотности атмосферы. Отмечая широкую миграцию растений во время триаса, С.В. Мейен объясняет её, в частности, сравнительно одинаковой, в глобальном масштабе, климатической обстановкой. Далее он пишет: „Нечётко выраженная географическая дифференциация экваториальной, сибирской и гондванской флор среднего – позднего триаса, широкое распространение некоторых родов свидетельствуют о нерезкости климатических зон. Видимо, по всей Земле был безморозный климат.” [Мейен, 1987] Такая же картина наблюдается и в австралийском растительном царстве. „Одна из характернейших черт палеоценовой и эоценовой флоры Австралии – сочетание в её составе растений, обитающих обычно в разных климатических обстановках ... Подобное смешение растений могло происходить лишь в условиях тёплого влажного климата, без больших перепадов сезонных и суточных температур”. [там же] Но по мере приближения к нашему времени обстановка меняется, увеличивается размах температурных колебаний, становится всё холоднее. Например, по отношению к новозеландской растительной области указано, что „формирование открытых пространств на юге этого острова в конце неогена и в плейстоцене связано с заметным похолоданием и возрастанием роли травянистых и кустарниковых форм”. 4.1.7. Атмосфера монотонно редеет 19 Пышный расцвет трав, характерный для нынешнего этапа биологической эволюции, является продолжением той же тенденции. Именно травянистые формы растений наилучшим образом переносят морозы, спрятавшись под слоем снега. В прошлые эпохи такой способ адаптации к среде не был актуален. Отмечая постепенное уменьшение плотности атмосферы на протяжении геологической истории, с соответствующим ослаблением парникового эффекта и увеличением температурных перепадов, палеонтология чётко подтверждает данные геологов о монотонном снижении атмосферного давления. Палеонтология дорисовывает картину принципиального изменения параметров динамического равновесия земной атмосферы, свидетельствует в пользу воздействий на нашу атмосферу именно путём переноса Луны из глубин космоса к Земле, а не как-то иначе. Процесс ослабления земной атмосферы продолжается и сегодня. Наряду с вырубкой лесов и расширением пустынь, он уменьшает количество кислорода в атмосфере. Утечка атмосферы всё более увеличивает температурные перепады между полюсами и тропиками, между летом и зимой, между днём и ночью. Когда земляне придут к мысли, что дальнейшее снижение атмосферного давления и увеличение температурных перепадов недопустимо, им придётся решать проблему отдаления Луны от Земли, перевода Луны на более высокую орбиту. К сожалению, пока об этом можно лишь мечтать. Но такой шаг неминуемо будет сделан нашими потомками. * * * Итак, на основе материалов многочисленных исследований в различных областях науки, бесспорно известно следующее: – 3,9 млрд. лет назад давление земной атмосферы приближалась к 6000 атм, а температура земной поверхности доходила до 600–1000С; – в период между 3,9 и 3,8 млрд. лет назад началось очень быстрое, а затем всё замедляющееся падение плотности и температуры атмосферы, снижение парникового эффекта; – из сравнения Земли с Венерой (и других соображений) видно, что такое изменение параметров атмосферы не могло быть следствием естественных планетарных процессов; оно стало результатом какого-то мощного внешнего воздействия на Землю; – судя по характеру изменения параметров, эти изменения не могли быть также следствием какого-то одноразового внешнего воздействия; – специфика хода кривых однозначно говорит о произошедшем в указанный период изменении условий динамического равновесия земной атмосферы и о сохранении этого изменения до наших дней. Возможно, оппоненты выдвинут свои, другие предположения о событии, произошедшем около 3,9 млрд. лет назад. Автор же остаётся при мнении, что в то время Луна была искусственно перенесена из глубин Солнечной системы к Земле. Это нарушило симметрию земной атмосферы и изменило условия её динамического равновесия. Резко усилился отток газов в Космос, стал быстро ослабевать парниковый эффект, начала падать температура земной поверхности. Постепенно отток газов замедлялся. На каком-то этапе произошла конденсация атмосферной влаги, она пролилась дождями и образовала Океан. Так на Земле были созданы условия, пригодные для жизни. Тот, кто сомневается в подобной трактовке, имеет возможность самостоятельно отыскать другое событие, способное внезапно, раз и навсегда, увеличить отток газов в Космос или уменьшить приток газов из недр планеты. Автору было бы интересно побеседовать с тем, кто найдёт иной вариант. * * * Как отмечалось выше, пояс астероидов, по современным данным, расслоён резонансным влиянием Юпитера на несколько рукавов. Три из них, приближаясь в перигелии к Солнцу, пересекают орбиту Земли. Если Луна находилась в одном из этих рукавов, она могла, без 20 ЗАГАДКА БЛАГОПРИЯТНОЙ АТМОСФЕРЫ всякого вмешательства Разума, на пути к перигелию сблизиться с Землёй, попасть в её поле тяготения и случайно выйти на орбиту спутника (непонятна лишь природа тормозного импульса, обеспечившего переход на довольно правильную круговую орбиту). В поясе астероидов существует так называемая группа Аполлона, тела которой при своём сближении с Солнцем заходят внутрь орбиты Марса, Земли и даже Меркурия. В неё входят, в частности, астероиды Эрот, Аполлон, Гермес, Амур, Икар, Географ и Фаэтон (диаметр 5 км). В 1968 г. астероид Икар сблизился с Землёй до 7 млн. км, а в 1976 г. были открыты сразу два астероида, пересекавшие орбиту Земли - Атон и Хатор, при чём Хатор прошёл на расстоянии от Земли всего 1,15 млн. км. Эти рекорды в 1991 году побил астероид, получивший индекс 1991 BA, который неожиданно прошел в непосредственной близости от Земли, на расстоянии вдвое меньшем, чем расстояние до Луны (он был обнаружен всего за час до наибольшего сближения), после чего ООН обратилась к учёным с просьбой усилить наблюдения за астероидами. Как же выяснить, было ли перемещение Луны случайным событием или результатом выполнения инженерного проекта? Против случайного перемещения Луны к Земле есть, по крайней мере, два довода. Во-первых, случайный переход Луны из одного устойчивого состояния в другое – от пояса астероидов к орбите спутника Земли – имеет исключительно низкую вероятность. Пожалуй, только вмешательство живой материи, способной изменять вероятности событий в нужном направлении, а точнее – вмешательство разумных существ, в высокой степени обладающих этой способностью, могло сделать такое невероятное явление реальным. Во-вторых, если случайный захват Луны Землёй имеет исключительно низкую вероятность, то уж вовсе невероятно, чтобы после такого захвата имели место столь малые эксцентриситеты земной и лунной орбит, какие регистрируются – 1,7% и 5,5%, соответственно. Из-за взаимодействия с другими планетами, эксцентриситет орбит небесных тел испытывает так называемые вековые колебания. Например, среднеарифметический эксцентриситет орбиты Земли по интервалу вековых колебаний составляет 3,4% [Витязев и др., 1990]. Указанный эксцентриситет земной орбиты 1,7% относится лишь к настоящему времени. Если предположить движение Луны в одном из потоков астероидов, пересекающих орбиту Земли, и случайный захват её земным полем тяготения, то пара Земля–Луна должна сохранять сумму количеств движения исходных тел. Масса Луны составляет 1/81 массы Земли, а скорость движения, например, потока Аполлон поперёк земной орбиты – более десяти километров в секунду. Поэтому после случайного захвата Луны орбита Земли должна была приобрести значительный эксцентриситет. В то же время, реальный эксцентриситет земной орбиты в 5 раз меньше среднего эксцентриситета прочих планет солнечной системы. Правда, нельзя утверждать и того, будто захват Луны Землёй, с последующим выходом Луны на спутниковую орбиту с малым эксцентриситетом, абсолютно невозможен. Он возможен, но лишь при строго определённых параметрах движения Луны в потоке астероидов. Возникновение такого редкостного сочетания параметров не более вероятно, чем, скажем, попадание в заранее выбранного жителя Земли лучом лазера, произвольно посланным в небо с другой планеты. Малый эксцентриситет планетной орбиты важен для комфорта живых существ. „Наличие даже небольшой эллиптичности орбиты вызывает заметные сезонные изменения за счёт большего притока энергии Солнца в перигелии. Для Марса превышение составляет 45%, а для Меркурия достигает 200%.” [Маров, Колесниченко, 1987]. По мере роста эксцентриситета повышаются максимальные температуры в тропиках, усиливаются морозы в полярных зонах. Поэтому, если Луна перешла к нам из пояса астероидов, то малый эксцентриситет земной орбиты может указывать на чью-то особую заботу о комфорте земной жизни, указывать на корректировку орбиты Луны после её переноса к Земле, на искусственное согласование орбит двух небесных тел. Таким образом, множество фактов говорит скорее в пользу преднамеренного переноса Луны из космических глубин к Земле, чем против такого удивительного события. Однако 4.1.7. Атмосфера монотонно редеет 21 нельзя исключить, хотя и очень низкую, но не нулевую вероятность случайного совершения такого события, без всякого вмешательства Разума. Учитывая принципиальную важность выяснения этой загадки, нужно продолжить поиск данных, в надежде чётко склонить чашу весов в одну или другую сторону. Последующий раздел
