Ученые выяснили, как погибнет Земля

Команда американских астрофизиков во главе с Брюсом Фегли построила компьютерную модель, которая наглядно демонстрирует процесс полного испарения планеты земного типа. Впрочем, исследователи вовсе не собирались уничтожать Землю - ими двигал исключительно научный интерес: определить некоторые характеристики так называемых суперземель.

Речь идет о планетах, которые весят больше, чем Земля, но значительно меньше, чем газовые гиганты (их масса составляет одну-десять земных). Как правило, к ним относятся планеты земного типа, состоящие из каменных пород. В нашей Солнечной системе планет такой категории нет. Поскольку масса суперземель сравнительно невелика, их сложно обнаружить при помощи традиционной доплеровской спектроскопии. Поэтому первые подобные объекты обнаружили лишь относительно недавно в других звездных системах путем гравитационного микролинзирования.

Так как подавляющее большинство известных на сегодняшний день суперземель расположены очень близко к своим светилам, то их поверхность из-за температуры должна быть либо подплавлена, либо полностью расплавлена, утверждают ученые. Например, поверхность экзопланеты CoRoT-7b, расположенной рядом со своим светилом, представляет собой океан жидкой лавы.

А если подобные условия возникнут на нашей планете? Построив модель "испарения" Земли, по ее спектральным линиям можно будет определить и предполагаемый состав суперземель, заявляют специалисты.

Моделирование, проведенное группой Брюса Фегли, показало, что в случае расплавления земная атмосфера будет состоять из водного пара и углекислого газа с небольшой примесью других газов. Именно по этим примесям можно отличать химический и минеральный состав одной планеты от другой. Обольщаться не стоит: ведь по своему составу суперземли могут быть совершенно не похожи ни на нашу Землю, ни друг на друга.

Ученым удалось детально смоделировать атмосферы двух гипотетических "псевдоземель": состав одной был схож с континентальной корой современной Земли, другой - с силикатной первичной мантией нашей планеты, какой она была более 4 миллиардов лет назад (тогда ее кора и мантия еще не были разделены).

Температуру в обеих планетных моделях поднимали до 270-1700 градусов по Цельсию. В процессе расплавления и испарения исследователи наблюдали изменения, происходящие в атмосфере.

Выяснилось, что континентальная кора начала испаряться уже при 940 градусах, а первичная мантия - лишь при 1730-х. При этом атмосферы гипотетических планет складывались в основном из воды, испаряющейся из минералов, а также углекислого газа. Но атмосфера "планеты первичной мантии" содержала больше газов, которые проявляли восстанавливающие свойства - таких, как метан и аммиак. Кстати, классические эксперименты Миллера - Юри показали, что если воздействовать на смесь метана и аммиака электрическим разрядом, скажем, молнией, то это приведет к образованию аминокислот - тех самых "кирпичиков", из которых состоит жизнь на Земле!

К тому же, при температурных значениях от 730 градусов по Цельсию и выше в атмосферу начинает попадать диоксид серы. "Такая атмосфера становится очень похожей на венерианскую, - комментирует профессор Фегли. - Только с водным паром". А при температурах от 1430 градусов в атмосфере оказывается оксид кремния. Эта картина наблюдалась в обеих моделях.

Ученые пытались поднимать температуру и до тех показателей, при которых начинает испаряться уже не только поверхность, но и другие слои планет. Интересно, во что же тогда может превратиться Земля? "Останется только огромный шар горячего газа, наполненный каплями жидкого железа, - говорит Фегли. - Но реально наблюдать пока удается только частично подплавленные суперземли".

Все это внушает определенную надежду, что суперземли не безжизненны. Ведь если они при высоких температурах способны сохранять атмосферу, в которой присутствуют органические соединения, то теоретически там могут обитать живые существа - хотя бы микроорганизмы. Разумеется, шансы обнаружить жизнь гораздо выше на планетах, характеристики которых схожи с земными.