Ще се превърне ли Земята в Марс

Отдавна знаем за Венера. Подозирахме и Марс. Вече сме сигурни.

На двата ни най-близки съседа някога е имало океани, подобни на тези на Земята. Но планетите, на които има вода, са крехки. Венера е загубила цялата си вода в Космоса, а Марс е загубил минимум 80 процента от някогашните си водни запаси, пише Space.

Но какво означава това за Земята? Въпреки сегашното изобилие, не знаем какво бъдеще очаква най-ценното вещество на планетата ни. Ще се превърне ли планетата ни в обширна пустиня като съседите ни? Ако заради парниковия ефект средните температури се вдигнат още малко, то крайният резултат ще бъде липса на каквато и да е вода на Земята.

Да погледнем водата на атомно ниво. H₂O представлява два атома водород и един атом кислород. Водородът е водород, защото в ядрото на атома има един положително зареден протон, а около него обикаля един отрицателно зареден електрон. Но в ядрото може да има и един неутрон, който не притежава заряд. Дори и при наличието на неутрон ядрото на атома има положителен заряд +1. Това все още е водород, но с една основна разлика – тежи около два пъти повече заради наличието на неутрон.

В химията е познат като деутерий. Деутерият реагира в химични реакции също както водорода, просто е по-тежък. H₂O молекулата, съдържаща деутериев атом, има същия вкус, има същите животоподдържащи свойства, но тежи повече.

Тук се крие и голямата разлика – гравитацията привлича деутерия много по-силно към повърхността на планетата. Ако имате свободни водородни и деутериеви атоми, то водородните ще се издигат много по-високо в атмосферата. А ако гравитацията на дадена планета е достатъчно слаба – както е тази на Земята, Венера и Марс – водородните атоми може да се издигнат толкова много, че да напуснат атмосферата. А пък масата на деутерия е такава, че това да не може да се случи с него.

През 1995 година апаратът Галилео изчислил съотношението между водорода и деутерия в атмосферата на Юпитер. Резултатът бил 40 000 към 1. Масата на Юпитер е толкова голяма, че нито водородът, нито деутерият могат да напуснат атмосферата.

Апаратът Галилео оцелял по-малко от час в атмосферата на Юпитер. © NASA, CC BY

Но откъдето и на Земята да гребнете малко вода, ще видите, че съотношението не е 40 000 към 1, а 6 250 към 1. Защо е толкова ниско? Има доказателства, че в по-ранни етапи от съществуването на Земята водородът е бил в голямо изобилие, а с времето нашата планета е загубила 80 процента от водорода си. И след като знаем, че повечето водородни атоми на Земята са свързани във водни молекули, загубата на атоми водород е относително еквивалентна на загубата на вода.

Апаратът Pioneer Venus на НАСА пуска проба в атмосферата на Венера още през 1978 година. Едно от шокиращите открития е, че съотношението водород/деутерий на Венера е 62 към 1 – сто пъти по-малко от това на Земята.

Логичното заключение от това откритие е, че на Венера някога е имало вода, но тя е пресъхнала. Средната температурата на повърхността на Венера е около 463^оС. На Венера някога е имало океани, но с повишаването на температурите те са се изпарили от повърхността. Ултравиолетовата светлина разделила водните молекули на съставните им атоми. В резултат на това леките водородни атоми се запътили към върха на атмосферата и излезли в Космоса, а по-тежките деутериеви атоми останали на повърхността.

Възможно ли докато гледаме Венера, да виждаме бъдещето на Земята. ©NASA, CC BY

Сега за Марс. Всичките водни запаси на Марс са достатъчни за наличието на световен океан с дълбочина 21 метра. Данни от Curiosity/Mars Science Laboratory и изследване на космическия център Goddard сочат, че някога на Марс водата е била достатъчна да създаде глобален океан с дълбочина 137 метра. Това е седемкратно понижение. Червената планета е загубила поне 85 процента от водата си. (Тези предположения са на базата на това, че Земята не е загубила никакво количество вода. Ако Земята също е загубила 80 процента от водата си, то загубите на Марс се равняват на 97 процента.)

Урокът, който можем да научим от трагичната съдба на Венера и Марс е, че планетите, на които има вода, са крехки. Марс и Венера не са могли да задържат водата си достатъчно дълго, за да се развият сложни форми на живот. Планети, които могат да задържат водата си за достатъчно време, са редки и ценни.

Ако температурата на нашата планета се повиши с 1-2 градуса, то ще оцелеем с цената на локални природни бедствия. Но ако температурите се повишат повече, има голяма вероятност милата ни планета да последва пътя на Венера и Марс.

Статията е дело на Дейвид Уайнтрауб, професор по астрономия в университета Вандербилт.