Михаил Будыко - Путешествие во времени [Сборник эссе]

С указанным вопросом тесно связана другая проблема — насколько вероятно сохранение биосферы в течение времени, достаточного для возникновения разумных существ, изучающих окружающий мир научными методами. То, что время, прошедшее от появления жизни на Земле до возникновения современной цивилизации, велико даже по космическим масштабам, легко объясняется медленностью повышения уровня высшей нервной деятельности в ходе естественной эволюции живых организмов.

Вопрос о вероятности сохранения жизни на протяжении миллиардов лет на планете, сходной с Землей, обсуждался в ряде работ, из которых следует, что, хотя сколько-нибудь точно оценить эту вероятность трудно, она, по-видимому, очень невелика.

В этих работах отмечается, что энергия, излучаемая Солнцем, постепенно возрастает. За время существования жизни на Земле солнечная радиация возросла примерно на 25 %. Если бы земная атмосфера за это время не изменила бы своего состава, усиление солнечной радиации повысило бы температуру нижнего слоя воздуха на несколько десятков градусов, что привело бы к уничтожению жизни на Земле. Однако из-за постепенного ослабления поступления продуктов вулканических извержений в атмосферу количество газов, создающих парниковый эффект в атмосфере (главным образом углекислого газа), уменьшалось. При постоянстве солнечной радиации этот процесс понизил бы температуру нижних слоев атмосферы на десятки градусов.

В действительности оба эти процесса примерно компенсировали друг друга, что сделало возможным длительное сохранение жизни на Земле. Следует подчеркнуть очень малую вероятность такой компенсации, в связи с чем вероятность существования жизни на планете, подобной Земле, на протяжении миллиардов лет может характеризоваться очень малой величиной. Сравнительно небольшие колебания солнечной радиации и не очень большие изменения вулканической активности, по-видимому, были бы достаточны для уничтожения большинства организмов или всей жизни на Земле.

Можно назвать и другие внешние факторы, которые могли оказать гибельное воздействие на организмы. Так, например, падение крупных метеоритов, следы которых сглажены на земной поверхности, но отчетливо видны на Луне, Марсе и Меркурии, могло создавать изменения в состоянии биосферы, выходящие за пределы зоны жизни.

Одним из результатов падения больших метеоритов должно быть значительное увеличение оптической толщины аэрозольного слоя в атмосфере. Сохранившиеся слабые следы метеорных кратеров на земной поверхности позволяют предполагать, что за длительную историю Земли с ней сталкивались метеориты, размеры которых достигали сотен метров или километров. Если в результате взрыва метеорита в стратосферу попадала в форме аэрозольных частиц только малая часть его массы, этого было достаточно для резкого уменьшения солнечной радиации, достигающей земной поверхности.

Простые расчеты показывают, что при падении очень большого метеорита возможно снижение суммарной радиации на 10 % и более. Если такое уменьшение радиации продолжается десятки месяцев, оно может привести к снижению средней температуры у земной поверхности примерно на 5-10 °C. Подобное изменение климата должно иметь катастрофические последствия для многих живых организмов.

Не касаясь подробнее этой и других аналогичных возможностей, отметим, что, с нашей точки зрения, основное значение для рассматриваемой проблемы имеет независимость эволюции Солнца и слабая зависимость эволюции глубоких слоев литосферы от состояния биосферы.

При высокой чувствительности биосферы к колебаниям солнечной радиации и притока вещества из литосферы отсутствие обратных связей, стабилизирующих систему Солнце — биосфера, и слабость этих связей в системе глубокие слои литосферы — биосфера значительно уменьшают вероятность длительного существования биосферы, достаточного для возникновения высокоразвитой цивилизации.

В связи с этим можно думать, что вероятность распространения жизни во Вселенной и особенно высших форм жизни, необходимых для возникновения цивилизации, незначительна. Такое заключение подтверждается отрицательными результатами поисков жизни на Луне и Марсе, неуспехом попыток принять сигналы, передаваемые внеземными цивилизациями, отсутствием достоверной информации о прошлых связях человечества с жителями других планет.

Распространенный метод оценки числа планет во Вселенной, на которых существуют цивилизации, заключается в умножении числа звезд на несколько коэффициентов, меньших единицы, в число которых входят коэффициенты, характеризующие вероятности: а) существования планет у звезды; б) наличия: на этих планетах условий, допускающих существование организмов; в) возникновения жизни на этих планетах; г) прогресса организмов до уровня появления высокоразвитых цивилизаций; д) длительного существования цивилизации. Авторы подобных расчетов обычно признают крайнюю трудность сколько-нибудь надежной оценки этих коэффициентов (с частичным исключением первого из них), однако при громадном количестве звезд во Вселенной они могут, задавая очень малые, по их мнению, значения для каждого коэффициента, получать все же довольно большое число существующих сейчас цивилизаций. Так, например, Саган допускает, что в нашей Галактике может быть около миллиона планет, на которых имеются высокоразвитые цивилизации.