Наука для всех простыми словами

Самый лучший сайт c познавательной информацией.

Какой была бы солнечная система, если ….

02.07.2016 в 05:31

( Наука@Science_Newworld).
Мы живем на крошечной зеленой планетке с единственной луной, вращающейся вокруг желтой звезды с несколькими менее приветливыми камнями поблизости и еще менее приветливыми газообразными шарами чуть поодаль, которые назвали в честь всяких мифических божеств. Исследуя все более удаленные регионы космоса, мы безнадежно пытаемся найти другие звездные системы, которые могли бы вмещать приятные для жизни миры
. Высоко оценивая эти попытки и понимая, как нам повезло жить в нашей системе, мы, между делом, можем исследовать прочие возможные и безумные сценарии о том, насколько другой могла бы быть наша солнечная система. Современным режиссерам на заметку. Что ….
… если бы марс не потерял свое магнитное поле.
Когда-то у марса была многообещающая атмосфера, когда была теплой, влажной и полной диоксида углерода. Она исчезла, когда красная планета потеряла свое магнитное поле порядка 3, 6 миллиарда лет назад, позволив солнцу безнаказанно уносить солнечным ветром атмосферу. По космическим Меркам, произошло это довольно быстро - большая часть атмосферы исчезла за пару сотен миллионов лет после отключения магнитного поля. Сегодня атмосфера марса составляет примерно 1% земной атмосферы на уровне моря, и солнечные ветры продолжают пожирать ее со скоростью порядка 100 граммов в секунду.
Мы знаем, что когда-то у этой планеты было магнитное поле, поскольку на ее поверхности по-прежнему существуют намагниченные породы. Некоторые считают, что магнитное поле было потеряно вследствие тяжелой бомбардировки астероидами, которые нарушили тепловой поток внутри марса, вырабатывающий магнитное поле. Внимание! Только в том случае, если бы этого не случилось, марс сохранил бы свои примитивные океаны и, возможно, был бы еще одним источником жизни в нашей солнечной системе.
Другая теория предполагает, что старое магнитное поле могло покрывать лишь половину планеты, тем самым ставя под вопрос ее долгосрочную жизнеспособность. Понимание состава внутреннего ядра марса поможет ответить на этот вопрос. На земле, вокруг горячего и более твердого ядра, удерживающего наше защитное магнитное поле на месте, течет жидкое железо. Только в том случае, если у марса было лишь расплавленное ядро, это могло бы объяснить потерю.
… если бы у земли не было луны.
Считается, что порядка 4, 5 миллиарда лет назад планетарный эмбрион размером с марс (под названием тейя) врезался в землю, выбросив из нее достаточно вещества, чтобы образовалась наша луна. Приливные эффекты луны могли повлиять на ранний вулканизм и увеличить число упавших метеоритов, уничтоживших раннюю жизнь. Однако некоторые считают, что жизнь впервые появилась у глубоководных гидротермальных источников в процессе, на который могли положительно повлиять именно приливные течения.
Быстрые лунные приливы, когда луна была ближе к земле, могли создать мелкие соленые моря, в которых фрагменты протонуклеиновых кислот связывались при слабых потоках и распадались при сильных, в конечном счете приведя к возникновению днк. По мнению палеобиолога Брюса Либермана, "в конечном итоге жизнь могла бы образоваться и без приливов. Но родословная, которая привела к появлению человека, уходит корнями именно в приливы".
Вполне вероятно, что приливные течения помогли в транспортировке тепла от экватора к полюсам, из чего следует, что без луны ледниковые периоды были бы менее серьезными и уменьшили эволюционное давление на жизнь. В том случае, если бы жизнь развивалась на земле без луны, она бы, вероятно, проходила через меньшее число изменений со временем и пришла к меньшему разнообразию. Длина дня также отличалась бы без луны, которая помогла замедлить вращение земли с шести до двадцати четырех часов, а также стабилизировала наклон земли и, следовательно, времена года. Любая жизнь, развивающаяся на безлунном мире, столкнулась бы с чрезвычайно короткими днями и ночами и, вероятно, более серьезными климатическими сдвигами.
В отсутствие луны, жизнеформы потеряли бы лунный свет, который помогает им оставаться активными ночью, влияет на ночных хищников и поощряет развитие ночного зрения. Культурная жизнь любого разумного вида бы без влияния луны осталась.
… если бы у земли кольца были.
После столкновения с нестабильной планетой тейя, земля ненадолго обзавелась кольцами, которые в конечном итоге слились в луну. Это произошло потому, что обломки лежали за пределом роша, в котором гравитационные силы разрывают на части любой зарождающийся естественный спутник. Лишь в том случае, если бы небольшая луна или спутник оказался слишком близко к гравитационной тяге земли, его бы разорвало с последующим образованием постоянного кольца.
У Сатурна есть кольца из льда, которые вряд ли продержались бы долго, окажись они так же близко к солнцу, как мы, но теоретически кольца из камня могли бы сохраниться, хотя и отличались бы от колец Сатурна. Эффект был бы очевиден, поскольку тень, отбрасываемая кольцами, привела бы к холодным зимам и снижению солнечного света в обоих полушариях. Лишь в том случае, если бы в таких условиях образовалась разумная жизнь, кольца помешали бы развитию наземной оптической астрономии. Они также существенно усложнили бы космические полеты и работу спутников из-за космического мусора.
Такие кольца выглядели бы по-разному в зависимости от региона земли, из которого на них смотрели - тонкая линия в небе над перу, мощная дуга на полнеба в Гватемале, 180-градусные атмосферные часы в полинезии и вездесущее свечение на горизонте в Аляске. Можно лишь догадываться о том, как древние народы мира включили бы эти поразительные виды в свои мифологии и космологии.
… если бы Юпитер звездой был.
Крупнейшая планета в солнечной системе, по мнению некоторых, должна была стать звездой, коричневым карликом, но ей немного не хватило массы. (Другие считают, что для этого Юпитеру нужно было быть в тринадцать раз больше. Случись Юпитеру стать звездой, он был бы тусклым и далеким, чуть ярче Венеры. Такая звезда не вырабатывала бы достаточно света или тепла и находилась бы в пять раз дальше от земли, чем солнце, так что (к счастью) не повлияла бы на развитие жизни на земле.
Превратить Юпитер в звезду не так-то и просто, сложнее, чем просто поджечь планету. Поскольку Юпитер состоит по большей части из водорода, чтобы его поджечь, придется накрыть его кислородом объемом в половину Юпитера: в результате получится вода. Но нам ведь нужна звезда, а не большая горелка. Чтобы запустить синтез, как у солнца, нужно больше водорода. Потребуется еще 13 Юпитеров для коричневого карлика, 79 - для красного карлика, и в 1000 раз больше Юпитеров для звезды размером с солнце.
Впрочем, моделирование показало, что увеличение размера Юпитера до солнечного вызовет хаос в солнечной системе. Спутники внешних планет слетят с орбит в разных направлениях, а пояс астероидов будет полностью уничтожен. И хотя Меркурий с Венерой останутся почти нетронутыми, земля в конечном итоге врежется в другую планету или выйдет на орбиту ближе к солнцу.
… если бы земля в другую сторону вращалась.
Самым очевидным эффектом вращения земли в обратную сторону будет солнце, встающее на Западе и заходящее на Востоке, но это еще не все. По мнению астрофизика пенсильванского университета Кевина люмана, "земля вращается так, потому что была так рождена. Когда солнце было новорожденной звездой, вокруг нее была целая куча газа и пыли, вращающаяся в крупной дискообразной структуре". Единственная планета, которая вращается в обратную сторону, это Венера, и произошло это, вероятнее всего, из-за столкновения миллиарды лет назад. Повторение такого процесса с землей, вероятно, исключит каких-либо наблюдателей на долгие лета.
Даже если это произойдет по воле магии или инопланетян, последствия будут весьма серьезными. Полностью изменится эффект кориолиса, определяющий, как вращение земли передается на поведение ветра. Пассаты будут обращены в другую сторону, что приведет к изменению климата во многих регионах. Особенно это затронет Европу, когда теплые ветры, дующие через Атлантику из мексиканского залива, сменятся сибирским холодом, веющим с Востока.
В других же местах земли изменение вращения может сказаться более благоприятно. В северной Африке вырастет число осадков, а количество речной воды, заходящей в средиземном море, практически превратит его в пресноводное озеро. Теплый воздух направится в северную часть тихого океана и южную Атлантику, сделав Аляску, дальневосточную Россию и часть Антарктиды более привлекательными для жизни.