Парник в історії Землі та інших планет
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Величезний сніжний ком з сніговими шапками полюсів; парник, в якому синтезувалися перші молекули органічних речовин; то знову обростаюча снігом і льодом іскриста куля, з якою раптом зірвали парникову плівку. Такою уявляють собі нашу планету дослідники з Інституту космічних досліджень доктора фізико-математичних наук Л. М. Мухін та В. І. Мороз. Цими фахівцями розроблена оригінальна гіпотеза, по якій Земля близько чотирьох мільярдів років тому нагадувала то гігантський холодильник, то парник. Ця гіпотеза з успіхом пояснює деякі явища в атмосфері і гідросфері інших планет.
Чотири з половиною мільярди років тому на Землі холод царював всюди, а шапки полюсів нагадували колосальні хмарочоси, споруджені з найчистішого іскристого льоду і снігу. Та інакше і бути не могло, і з цим припущенням сьогодні згодні майже всі фахівці. Адже Сонце тоді було майже в два рази холодніше, ніж сьогодні. І проте саме в цю пору на планеті зародилося життя. (У всякому разі, найбільш стародавнім молекулам органічних речовин близько трьох з половиною мільярдів років.) І молекули ці народжувалися при дуже низьких температурах.
І, проте, синтезувалися. Чудо їх появи може пояснити звичайний парник, той самий, який так легко побудувати з пластикової плівки. Для Землі його з успіхом замінив тонкий шар аміаку. Нещодавно з таким припущенням виступили американські дослідники. Але чи аміак хороший матеріал для міцної парникової плівки, та й в ті далекі часи він не міг утворитися в настільки великих кількостях. Інакше б в геологічних породах тієї епохи зустрічалися б в достатку солі амонію.
А що якщо роль поліетиленової плівки взяв на себе звичайний вуглекислий газ, якого на відміну від аміаку на Землі в цей час було цілком достатньо? З такою гіпотезою і виступили Л. М. Мухін та В. І. Мороз.
Вода в ту далеку пору замерзала, перетворюючи планету в сніговий іскристий ком, а вуглекислий газ піднімався, утворюючи первозданну атмосферу. У певний момент вуглекислота накопичувалася в ній в потрібних кількостях (на це пішло близько 500 мільйонів років), будівництво парника завершувалося, і сонячне тепло все більше і більше затримувалося на планеті. Лід танув, маленькі струмочки збиралися в річки, а вони дружно стікалися в первісний океан.
Здавалося б, все добре, і в парнику, в який поступово перетворювалася планета, може накопичитися тепло, і з атомів синтезуються перші органічні молекули… Але поступово вуглекислоти в атмосфері ставало все більше і більше. І в один прекрасний момент тиск плівки на поверхню планети ставав настільки великим, що вуглекислий газ розчинявся у воді. За 106 років майже вся парникова плівка «вморожувалася» у воду, і Земля знову перетворювалася в холодильник, але лише до того часу, поки її знову не покриє парникова плівка.
Приблизно так само народжувався парник на Марсі і Венері. За даними «Вікінгів», близько 100 мільйонів років тому на Марсі була вода, про це свідчать русла пересохлих річок. Потім вуглекислий газ з якихось причин був пов’язаний водою. Плівка парника зникла, і на планеті запанував арктичний холод. І так як вуглекислоти Марсу, мабуть, не вистачає, то будівельних матеріалів для зведення парника стало бракувати, і Марс залишився вічно холодною планетою.
На Венері ж ситуація виявилася дещо іншою. Їй на відміну від Землі і Марса, навпаки, не вистачало води, щоб зв’язати вуглекислоту. Тому парник все більш і більш зміцнював свої позиції. Венера уникла стрибків клімату, і температура на ній не змінилася – близько 600 градусів Кельвіна…
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.