Примерно таким может оказаться мир планеты динозавров, если она когда-нибудь обнаружится в Галактике. Разумеется, такая планета должна быть значительно моложе Земли. В противном случае люди опоздают застать на ней гигантских ящеров, которые будут вытеснены более совершенными и проворными животными. И это одно из главных препятствий в наших поисках «затерянного мира».
Есть ли в Галактике экзопланеты разного возраста или все космические объекты появились одновременно? Ученые точно знают, что планеты Солнечной системы начали формироваться почти одновременно из единой газопылевой туманности около пяти миллиардов лет тому назад. Однако к другим объектам в составе Галактики это не относится. Сама Галактика появилась примерно 13 миллиардов лет назад, и тогда же стало складываться ее древнейшее «население».
Скажем, планета Мафусаил, обнаруженная телескопом «Хаббл» в 1997 году в шаровом скоплении М4, родилась в эпоху становления Галактики, примерно 12,7 миллиардов лет назад. Это скопление легко наблюдать в любительские телескопы, стоит лишь направить их в созвездие Скорпиона. В скоплении имеется пара невидимых звезд – белый карлик и нейтронная звезда, которые обращаются вокруг общего центра масс (барицентра), образуя систему PSR B1620-26. Спутником двойной звезды как раз и является планета Мафусаил. Она относится к газовым гигантам, поскольку по весу в 2,5 раза превосходит Юпитер.
Астрономы подозревают, что когда-то белый карлик являлся обычной желтой звездой, вроде нашего Солнца, но затем «состарился». Его газовые оболочки рассеялись в космосе, оставив лишь центральное ядро, которое и стало белым карликом. Карлик и его планета были притянуты к себе тяжелой нейтронной звездой (пульсаром), образовав тройную систему. Как бы то ни было, Мафусаил является одной из древнейших планет Галактики.
Массивные голубые и бело-голубые звезды, обладающие высокой температурой поверхности, насчитывают по возрасту 1–1,2 миллиона лет, то есть невероятно молоды по космическим меркам. Если вокруг них и найдутся какие-нибудь планеты, то это будут совсем юные объекты. Голубые звезды чаще всего тоже рождаются группами из общего туманного облака и потом длительное время образуют яркие скопления – звездные ассоциации. Постепенно по мере взросления светила из такой ассоциации рассеиваются по Галактике, смешиваясь со «старым» звездным населением.
Внутреннее пространство ассоциаций заполняют плотные газопылевые облака, представляющие собой остатки первичного вещества. Сгустки газа в таких облаках до сих пор способны стягиваться в массивные разогревающиеся шары, из которых будут рождаться новые звезды. Поначалу новорожденную звезду укутывает так называемый кокон из газа и пылинок. Этот кокон со временем рассеивается или пополняет собой вещество протопланетного диска, кружащегося вокруг юного светила и порождающего планетные сгустки.
Интересно, что Солнце является звездой второго поколения. Так астрономы назвали светила, родившиеся из переработанной туманности. Когда-то на окраинах Галактики находилась крупная звезда, которая взорвалась и стала сверхновой. После взрыва осталось много газа, богатого углеродом, кислородом и металлами. Хлопья газа оседали на галактический диск, накапливаясь в спиральных рукавах, главным образом в той зоне, где сейчас находится Солнце. Из этой туманности и родилась наша планетная система.
Планета-океан
Невольно напрашивается вопрос, откуда на Земле столько воды? И может ли воды быть еще больше? Фантасты довольно часто изображают планеты, на которых вся суша сводится к небольшим архипелагам, а остальную поверхность покрывают океаны. Оказывается, такие планеты более чем вероятны. И нельзя исключить возможность, что нашу Землю через несколько миллионов лет ожидает именно такое будущее. Земля, где и сейчас суши сравнительно немного, может окончательно превратиться в планетуокеан.
Такова общая судьба всех землеподобных планет, способных удержать на себе жидкую воду. Дело в том, что неисчерпаемым источником влаги является… раскаленный расплав внутри планеты – мантия и ядро. Конечно, в горячем сердце землеподобной планеты нет ни рек, ни океанов. Но там имеется водяной пар. Он растворен в вязкой массе кремния и металлов.
Чем-то недра планеты похожи на бутылку газированной воды. Напиток насыщают газы, которые находятся под небольшим давлением и не видны нам, пока мы не откроем бутылку. Стоит открыть бутылку, как давление упадет и газы начнут активно выделяться из напитка, прорываясь наружу. Точно так же в мантии под давлением содержатся углекислый газ, водяной пар и некоторые другие газы. Они вырываются наружу (освобождаются) во время вулканических извержений.
Вулканы – главные поставщики свободной воды на поверхность планет. Некоторые источники глубинной воды вообще не извергают лаву, а только выбрасывают из себя, словно из чайника, струйки горячего пара. Такие источники пара называются фумаролами. Выбрасываемый из глубины планеты пар поступает в атмосферу, где, остывая, превращается в капельки, которые собираются в облака и тучи. Капельная влага дождями или снегом падает на земную поверхность, давая жизнь рекам, озерам, морям и океанам.
Так появилась земная гидросфера, и точно так же водная оболочка формируется у других землеподобных планет и экзопланет. Венера не смогла сохранить на себе океаны из-за перегрева поверхности. Нас спасло то, что в земной атмосфере азот превышал по объему углекислый газ, поэтому Земля избежала парникового эффекта. Планета не перегрелась и сохранила свободную воду.
Спасли Землю от парникового эффекта, как это ни удивительно, бактерии и сине-зеленые водоросли (цианеи). Именно бактерии насытили воздух азотом, а цианеи поглотили избыток углекислого газа, выделяя вместо него кислород. Таким образом под влиянием мельчайших тружеников биосферы сложилась воздушная оболочка, защищающая Землю от вредоносных воздействий из космоса.
Количество воды неуклонно росло, а в эпохи вулканизма резко увеличивалось. Примерно 160 миллионов лет назад на Земле начался процесс океанизации. Так назвали ученые образование и усиленный рост океанов, со временем соединившихся в единый Мировой океан. Это было связано с возросшей скоростью поступления свободной воды, которая выбрасывалась из недр все активнее и активнее. За последние 5 миллионов лет скорость поступления воды из земных недр стала в 60 раз выше, чем была 160 миллионов лет назад.
За последние 70 миллионов лет вулканы и фумаролы выбросили на поверхность 2 квинтиллиона (2?1018) тонн пара. И еще столько же – с момента начала океанизации в эру ящеров. То есть всего за всю историю океанизации из центра планеты поступило 4 квинтиллиона тонн влаги. Из них значительная часть стала Мировым океаном, а остальная пополнила реки, озера, ледники и подземные воды. Немалое количество водяного пара улетучилось в космос или было уничтожено солнечным излучением.
Поступление свободной воды из недр продолжается, поскольку пара там хватит еще на полтора Мировых океана. Спустя 10 тысяч лет уровень океана поднимется на 6 м, что вызовет затопление обширных территорий. Через 100 тысяч лет уровень океана окажется на 120 м выше современного, в результате чего все равнины Земли скроются под водой, а горные гряды превратятся в цепочки больших и малых островов.
Единственным материком останется Тибетское нагорье в Центральной Азии, поскольку его средняя высота составляет 5000 м.
С этого момента затопление планеты почти полностью прекратится. Влага будет поступать очень медленно, а через 80 миллионов лет ее запасы в центре Земли и вовсе иссякнут. И тогда планета начнет неуклонно терять воду. Океаны постоянно испаряются, а атмосферный пар регулярно улетучивается в космос или разрушается под действием солнечного излучения. Поскольку гидросфера перестанет пополняться из подземных резервов, то за каких-то 30 миллионов лет вся водная оболочка Земли будет уничтожена космическими силами. Таким образом, нашей планете осталось примерно 110 миллионов лет до превращения в холодную, сухую пустыню.
Можно предположить, что в Галактике существуют планеты, переживающие пиковую стадию океанизации, то есть почти полностью залитые морскими водами.
Внешне это довольно унылый мир. Здесь хорошо живется морским птицам – альбатросам, буревестникам и чайкам, которые способны покрывать огромные расстояния, перелетая с острова на остров. Острова – вчерашние горные вершины – дают прибежище стадам тюленей, морских котиков и морских леопардов. Численность этих животных невелика, многие стада отрезаны друг от друга тысячами километров глубоководья. Отплывать далеко от лежбищ опасно: в открытом море тюленя поджидают опасности вроде нападения касаток или акул.
Главные властелины затопленной планеты – это, конечно, киты. Огромные стада этих великанов, протяжно перекликаясь, бороздят пучины сплошного океана. Касатки и акулы опасны для детенышей, но взрослые особи надежно защищают молодняк.
Акул на планете невероятно много, хотя, к счастью, среди них не так много хищниц, и особенно гигантских. Это связано с тем, что, во-первых, морские млекопитающие сделались менее доступной добычей. А во-вторых, единый океан слабо прогревается Солнцем и полон холодных течений, а лежбища морского зверя находятся в наиболее холодных и труднодоступных районах.
Поэтому из всего разнообразия акул здесь процветают главным образом миролюбивые гиганты с внушительными запасами жира. Акулы-великаны не хищничают, а питаются планктоном, как современная китовая акула, достигающая длины 20 метров.
Стоит ли искать на затопленных экзопланетах некий «подводный разум», например людей-осьминогов или людей-дельфинов? Вряд ли. Разумное существо всегда и везде будет почти в точности похоже на земного человека, поскольку мыслящий мозг может существовать лишь в теле, приспособленном для разнообразной деятельности. Спортсмены и цирковые артисты умеют выполнять трюки, которым не обучить самую ловкую обезьяну, не говоря уже о других животных. Человеческая рука так и вовсе способна на миллионы сложнейших действий, которые не повторит ни обезьянья лапа, ни щупальце осьминога.
Организм осьминогов и дельфинов приспособлен лишь к поиску подходящей пищи. Их тело – это инструмент, пригодный для небольшого числа операций. Осьминог целиком и полностью нацелен на поиск ракушек. Тело дельфина служит одной задаче – преследованию и ловле рыбы. И лишь человек обладает таким телом, которое верно служит любой задаче разума. Мы одни из всех живых существ можем менять природу, строить города, творить произведения искусства, изучать звезды.
Вьюга в пустыне
Судьба землеподобных планет может показаться различной: на одних появляются пышные леса, другие оказываются сплошь покрытыми океаном. В действительности любую из таких планет, включая и нашу Землю, ждет одинаковое и весьма незавидное будущее, только некоторые из них приходят к такому будущему раньше, а некоторые – с задержкой на миллиарды лет. Даже планеты, пережившие океанизацию, превращаются в безводные пустыни. Типичный пример того, во что может превратиться планета, по которой в прошлом катили свои воды реки и океаны, – это Марс.
Марс – величайший «космический обманщик». На протяжении двух столетий он дарил человечеству надежду на то, что заселен разумными обитателями, которых заранее назвали марсианами. Изучая Красную планету в телескопы, астрономы открывали на ней «моря», «густые леса» и якобы построенные внеземной цивилизацией «каналы». В действительности не нашлось решительно ничего. И даже когда автоматические межпланетные станции выполнили детальные снимки безжизненного марсианского мира, многие продолжали надеяться, что в слое почвы или где-то в глубоких пещерах Марса все еще теплятся очаги жизни.
Высохшие русла рек на Марсе
Вода на планете при таких условиях целиком хранится в ледниках. Многочисленные исследования показали, что 4 миллиарда лет назад, когда Марс еще не растерял свою атмосферу, здесь было гораздо теплее. Средняя температура Красной планеты тогда составляла +18 °C, что гораздо больше, чем на современной Земле. Здесь имелись крупные водоемы, лились дожди и змеились реки. Следы этих рек, теперь уже пересохших, хорошо заметны на некоторых космических фотоснимках.
Вода активно поступала из недр планеты, поскольку Марс переживал бурную эпоху вулканизма, несопоставимого с земным. В северном полушарии Красной планеты до сих пор сохранились широкие равнины, залитые лавой, и две вулканические области – Фарсида и Элизий. Фарсида представляет собой высокое, поднимающееся до 10 км вулканическое плато протяженностью до 2000 км. Это плато украшают четыре крупных вулкана. В центральной области – горы Арсия, Павлина и Аскрийская. А на краю Фарсиды – гора Олимп, которая является высочайшим вулканом Марса и всей Солнечной системы. Высота Олимпа составляет 27 км по отношению к основанию и 25 км по отношению к среднему уровню марсианской поверхности. Великан окружен обрывами, достигающими высоты 7 км.
Эти факты позволяют предположить, что в далекие доисторические эпохи жизнь на Марсе могла существовать. Но установить обитаемость планеты в прошлом сумеют лишь палеонтологи – специалисты по вымершим организмам. Пока палеонтологи имели возможность обследовать только марсианский метеорит.
Этот обломок Красной планеты был обнаружен в 1984 году японскими полярниками, искавшими метеориты в ледниках Антарктиды. Обломок под номером ALH84001 массой 1,9 кг показался подозрительным. Судя по химическому составу, он прибыл на Землю с Марса, от которого мог оторваться во время астероидной бомбардировки. Марсианское происхождение метеорита получило подтверждение в 1997 году, когда марсоход «Соджорнер» обнаружил в долине Ареса среди множества пород, снесенных сюда речными потоками, образцы, сходные с метеоритом ALH84001.
Кусок марсианского грунта тщательно обследовали в микроскоп и заметили на нем следы, похожие на окаменевшие бактерии. И лишь позднее американские исследователи показали, что все вещества в составе метеорита никак не связаны с жизнедеятельностью микробов, а загадочные следы никакими окаменелостями не являются.