Не тайны Третьей планеты
Текст Анатолия Сорокина
Если это и космическая прогулка по Солнечной системе, то не дальше собственного дворика. Не всё же за «Вояджером-2» бегать, так и устать можно.
Земля, третья от Солнца планета Солнечной системы, удаленная от него в среднем на 149,6 миллионов километров, имеет один естественный и очень крупный спутник - Луну. Период обращения вокруг Солнца - 365,256 дней, один солнечный день равен ровно 24 часам по определению. Масса Земли составляет около 5972000000000000000000 тонн, но это лишь 3 миллионных доли от массы Солнца. Средний радиус Земли равен 6371 км. Среди «своих» планет земной группы Земля самая крупная и массивная, а среди всех занимает пятое место по этим показателям, уступая любой из планет-гигантов.
В русском языке слово Земля не является именем мифологического персонажа, однако в других культурах, например древнегреческой и древнеримской, это не так. В первой божеством-персонификацией Земли была Гея, а во второй - Терра (Теллус). Поэтому в ряде современных романоязычных стран (Италия, Португалия и др.) Земля и сейчас называется именем древнеримской богини Терры. Земле средневековые алхимики никакого металла не сопоставили, однако немецкий химик Мартин Клапрот, назвавший металл уран в честь планеты Уран, в 1782 году это «исправил». Теллуром, в честь Земли, согласно алхимической традиции он назвал новый выделенный им химический элемент.
Ось Земли наклонена к плоскости её орбиты на 56,5 градусов (соответственно на 23,5 градуса к перпендикуляру этой плоскости), поэтому солнечные лучи падают на разные участки земной поверхности под разным углом, сообщая ей разное количество энергии (проще говоря, тепла). По ходу обращения Земли вокруг Солнца этот угол и нагрев поверхности меняются, что порождает смену времён года. Неравномерность поступления и распределения тепла по планете вызывают масштабные перемещения воздушных масс и водяного пара (облаков) в плотной атмосфере, которые являются первоисточником всем нам известных погодных явлений. Сама атмосфера состоит из азота (около 78%), кислорода (около 21%), аргона и водяного пара (до 2% в сумме), углекислого газа (менее 0,05%). Разные её слои наряду с вихревой структурой облаков и отсветом Солнца за краем Земли хорошо видны на снимке с борта Международной космической станции.
Но так было далеко не всегда. На ранних этапах существования Земли её атмосфера была из азота, метана, водорода, аммиака и большего количества углекислого газа, чем сейчас. И из космоса наша планета выглядела совершенно по-другому.
Однако в сугубо планетарные дела вмешался важный фактор - появившаяся на Земле жизнь. Вулканизм, повышенная радиоактивность, мощнейшие электрические разряды в атмосфере вместе с наличием углеводородов, аммиака и соединений серы способствовали появлению сложных органических соединений-прекурсоров жизни (белки, нуклеиновые кислоты). Это было повторено экспериментально в наши дни. Но развилась ли из этих прекурсоров «настоящая» жизнь самостоятельно или она была занесена из космоса (возможно кем-то разумным) - мы не знаем, поскольку ни у той, ни у другой гипотезы нет опровержения, а есть лишь доводы в их пользу. Как бы то ни было, простейшие микроорганизмы как цианобактерии преобразовали атмосферу Земли, выделяя в неё кислород и убирая из неё избыток углекислоты. Тем самым они проложили путь к дальнейшему развитию и эволюции жизни на Земле.
В результате где-то два с половиной миллиарда лет назад Земля выглядела уже более «современно» - уже существовал водяной океан, но вулканизм и тектоническая активность были всё ещё очень сильными. Немалую роль в том играло более близкое положение Луны к Земле по сравнению с нынешним, вызывавшей не только огромные приливы, но и упомянутую ранее тектоническую активность. А жизнь уже существовала и продолжала насыщать атмосферу кислородом, готовясь осваивать сушу.
Внутреннее строение Земли типично для планет её группы. Наиболее распространённые химические элементы в её составе - кислород, магний, кремний, железо, алюминий, кальций, никель, доля остальных ничтожна (но их для жизни вообще и нужд человека разумного хватает). Отметим, что быстрое вращение Земли и наличие проводящего электрический ток слоя в её ядре порождают довольно мощное магнитное поле.
Магнитное поле (на рисунке для наглядности чем краснее, тем больше его величина, человек его не видит и не ощущает) взаимодействует с потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем и отклоняет их к полюсам планеты. Там они ионизуют атомы кислорода и азота, вызывая перестройку их электронных оболочек. Последняя часто сопровождается испусканием света, что нам известно как полярное сияние. На подсолнечной стороне магнитосфера поджата набегающим на неё потоком частиц, а сзади образует длинный «хвост». Вместе же атмосфера и магнитное поле сильно ослабляют вредоносное для жизни действие разнообразных космических излучений.
Тем не менее, часть их доходит до земной поверхности и вместе со слабым природным собственным радиационным фоном Земли это постоянно приводит к изменениям генетического кода живых существ, чем и объясняется огромное разнообразие их видов. Без этого не было бы не только Палласова кота (манула), но и котов вообще, да и любых живых существ, отличных от бактериеподобного предка, если фактор изменчивости кто-то Всемогущий взял бы да и отключил с определённого момента после появления на планете первых подлинных живых организмов.
Человек разумный от себя в ближнем космосе добавил десятки, если не сотни тысяч объектов от громадной Международной космической станции до мелких обломков спутников. Поэтому с 1957 года число обращающихся вокруг Земли тел стало уже невозможно определить точно. На рисунке показана плотность расположения искусственных спутников Земли, их обломков и отработанных ступеней ракет-носителей или разгонных блоков (так называемый космический мусор). Часть из них падает на Землю и сгорает в её атмосфере, но на смену им приходят новые объекты. Некоторые спутники после исчерпания своего ресурса будут существовать до конца Земли как таковой.
А конец Земли как планеты предопределён звёздной эволюцией. Где-то спустя 5-7 миллиардов лет Солнце превратится в красного гиганта и последовательно поглотит Меркурий, Венеру и Землю. Впрочем, по современным представлениям, из-за постепенного увеличения светимости Солнца по мере его старения и «выгорания» водорода в его недрах Земля станет непригодной для жизни гораздо раньше, через 1,5-2 миллиарда лет.
Но до этого ещё далеко, наслаждаемся красотой нашей планеты и стараемся её беречь по мере возможностей.