Что будет с землей через 1 миллиард лет
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
ИноВидео
Что произойдет с Землей за миллиард лет
Приблизительный возраст человечества — 200 тысяч лет, и за это время оно столкнулось с огромным количеством изменений. С момента своего появления на африканском континенте мы сумели колонизировать весь мир и даже достигли Луны. Берингия, соединявшая когда-то Азию с Северной Америкой, давно ушла под воду. Какие изменения или события могли бы мы ожидать, если человечество просуществует еще миллиард лет?
Что ж, начнем с будущего через 10 тысяч лет. Мы столкнемся с проблемой 10-тысячного года. Программное обеспечение, кодирующее календарь нашей эры, начиная с этого момента не сможет более кодировать даты. Это станет настоящей проблемой, и, кроме, того, если современные тенденции глобализации продолжатся, генетические вариации человека к этому моменту не будут более организованы по региональному принципу. Это значит, что все генетические черты человека, такие как цвет кожи и волос, будут распределены по планете равномерно.
Через 20 тысяч лет языки мира будут содержать только один из ста словарных слов своих современных аналогов. По сути, все современные языки утратят узнаваемость.
Через 50 тысяч лет на Земле начнется второй ледниковый период, несмотря на текущие эффекты глобального потепления. Ниагарский водопад будет полностью смыт рекой Эри и исчезнет. Из-за ледникового подъема и эрозии многочисленные озера Канадского щита также прекратят свое существование. Помимо этого, день на Земле увеличится на одну секунду, вследствие чего придется добавить корректировочную секунду к каждому дню.
Через 100 тысяч лет видимые с Земли звезды и созвездия будут разительно отличаться от сегодняшних. Кроме того, по предварительным подсчетам, именно столько времени потребуется для того, чтобы полностью трансформировать Марс в обитаемую планету наподобие Земли.
Через 250 тысяч лет вулкан Лоихи возвысится над поверхностью, образуя новый остров в цепи Гавайских островов.
Через 500 тысяч лет в Землю, весьма вероятно, врежется астероид диаметром 1 км, если человечество каким-то образом не предотвратит это. А национальный парк Бэдлендс в Южной Дакоте к этому моменту полностью исчезнет.
Через 950 тысяч лет метеоритный кратер в Аризоне, который считается наиболее хорошо сохранившимся ударным кратером метеорита на планете, будет полностью размыт.
Через 1 миллион лет на Земле, скорее всего, произойдет чудовищное извержение вулкана, при котором выбросится 3 тысячи 200 кубометров пепла. Это будет напоминать супер-извержение Тоба 70-тысячелетней давности, которое чуть не стало причиной вымирания человечества. Кроме того, звезда Бетельгейзе взорвется как сверхновая, и с Земли это можно будет наблюдать даже в дневное время.
Контекст
Как меняется Земля
Через 10 миллионов лет значительная часть западной Африки отделится от остального континента. Между ними образуется бассейн нового океана, а Африка разделится на два отдельных куска суши.
Через 50 миллионов лет спутник Марса Фобос врежется в свою планету, чем вызовет масштабные разрушения. А на Земле оставшаяся часть Африки столкнется с Евразией и навсегда «закроет» Средиземное море. Между двумя соединившимися пластами образуется новый горный массив, схожий по размеру с Гималаями, одна из вершин которого может быть выше Эвереста.
Через 60 миллионов лет канадские Скалистые горы сравняются с землей, превратившись в плоскую равнину.
Через 80 миллионов лет затонут все Гавайские острова, а через 100 миллионов лет Земля, вероятно, столкнется с астероидом, схожим с тем, что уничтожил динозавров 66 миллионов лет назад, если, конечно, катастрофа не будет предотвращена искусственно. К этому моменту, помимо прочего, исчезнут кольца вокруг Сатурна.
Через 240 миллионов лет Земля завершит наконец полный оборот вокруг центра галактики со своей текущей позиции.
Через 250 миллионов лет все континенты нашей планеты сольются в один, наподобие Пангеи. Одним из вариантов его названия является Пангея Ультима, а выглядеть он будет примерно как на картинке.
Затем, через 400-500 миллионов лет суперконтинент снова разделится на части.
Через 600 миллионов лет Луна отдалится от Солнца на достаточное расстояние, чтобы раз и навсегда отменить такое явление, как полное солнечное затмение. Кроме того, серьезные последствия для нашей планеты будет иметь растущая светимость Солнца. Движения тектонических плит прекратятся, а уровень углекислого газа сильно снизится. С3-фотосинтез более не будет происходить, и 99 % земной флоры погибнет.
Через 800 миллионов лет уровень СО2 продолжит падать, пока не прекратится С4-фотосинтез. Из атмосферы исчезнут свободный кислород и озон, вследствие чего вся жизнь на Земле погибнет.
И наконец, через 1 миллиард лет светимость Солнца увеличится на 10 % по сравнению со своим текущим состоянием. Температура поверхности Земли повысится в среднем до 47 градусов по Цельсию. Атмосфера превратиться во влажный парник, и мировые океаны попросту испарятся. «Карманы» с жидкой водой будут по-прежнему существовать на полюсах Земли, а это значит что они, вероятно, станут последним оплотом жизни на нашей планете.
За это время изменится многое, но многое изменилось и за уже прошедший миллиард лет. В дополнение к тому, о чем мы говорили в этом видео, кто знает, что может случиться за такое долгое время?
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Земля лишится кислорода через миллиард лет, подсчитали учёные. Выживут только бактерии
Поскольку у NASA есть только один пример жизни на планете с кислородом — это наша Земля, то её изучение, анализ и прогнозирование процессов может помочь в поисках жизни во Вселенной. Поэтому агентство заказало учёным исследование, чтобы на примере нашей планеты понять, как и в какой период развития экзопланет следы кислорода будут служить маркерами инопланетной жизни.
Исследователи Кадзуми Одзаки (Kazumi Ozaki) из Университета Тохо в Японии и Крис Рейнхард (Chris Reinhard) из Технологического института Джорджии создали комплексную модель для изучения изменения климата, биологии и геологии Земли, чтобы проанализировать, как будет меняться планета и процессы на ней. В частности, прогноз предсказал, что кислород очень быстро уйдёт из атмосферы Земли через миллиард лет. Очень быстро в данном случае — это в течение 10 тыс. лет, что по геологическим меркам лишь мгновение.
Всё дело в том, что Солнце по мере старения будет разогреваться и примерно через миллиард лет разогреется настолько, что начнёт расщеплять углекислый газ в атмосфере нашей планеты. Увы, декарбонизация пойдёт с такой скоростью, что вскоре по всей Земле прекратится процесс фотосинтеза растениями и простейшими организмами. А если остановится фотосинтез, кислород перестанет поступать в атмосферу, и все многоклеточные организмы погибнут.
Согласно проведённому моделированию, уровень кислорода в атмосфере Земли снизится до одной миллионной доли от нынешнего состояния всего за 10 тыс. лет. Параллельно будет расти уровень метана, который за тот же промежуток времени увеличит концентрацию в атмосфере в 10 тыс. раз. В такой воздушной смеси смогут жить лишь бактерии. Многоклеточная форма в современном понимании в таких условиях не выживет.
Через миллиард лет на Земле будут жить только бактерии, которых мы видим под микроскопом
Фактически учёные предоставили NASA временные интервалы для поиска кислородной жизни на экзопланетах. Считается, что кислород появился на Земле около 2,4 млрд лет назад во время так называемой Кислородной катастрофы, когда цианобактерии сравнительно быстро насытили атмосферу древней Земли кислородом и изменили ход эволюции на планете. Добавим к этому ещё один миллиард лет, и кислород можно будет больше не искать в атмосферах землеподобных планет.
Одзаки и Рейнхард пришли к выводу, что кислород является важным биомаркером, но он не может быть постоянной характеристикой планет, на которых есть жизнь. Это может изменить подход к классификации экзопланет, ведь даже без кислорода на далёких мирах может быть много одноклеточной жизни.
Последний вздох Ученые назвали срок гибели всего живого на Земле. Как именно это произойдет?
В будущем, примерно через семь миллиардов лет, Солнце станет горячее и превратится в красный гигант, который, скорее всего, поглотит Землю. Но планета перестанет быть пригодной для обитания живых организмов намного раньше. Это произойдет не только из-за испарения океанов, но и из-за серьезных изменений в составе атмосферы. «Лента.ру» подробно рассказывает о новой научной работе ученых из США и Японии, которые считают, что максимальный срок существования сложной жизни на Земле — около одного миллиарда лет.
Тысячи судеб
В настоящее время биосфера Земли поддерживает долю кислорода в атмосфере на уровне 20 процентов за счет фотосинтезирующих организмов. Известно, что большую часть истории Земли уровень кислорода был ниже, чем в наши дни, а его концентрация в атмосфере начала повышаться только после появления наземных растений. Эволюция биосферы ускорила геохимические циклы таких важных для жизни химических элементов, как фосфор. Однако фотосинтеза самого по себе недостаточно для поддержания высокого уровня кислорода на планете.
Предыдущие исследования, посвященные обитаемости Земли в будущем, были сосредоточены на взаимосвязи между разогреванием Солнца при его превращении в красного гиганта, карбонат-силикатным геохимическим циклом и потерями воды. С течением времени, по мере того как Солнце становится ярче, концентрация углекислого газа будет падать, что нарушит важные для биосферы геохимические циклы. Ряд теоретических моделей предполагает, что климат Земли в ближайшие два миллиарда лет станет влажным из-за мощного парникового эффекта, в результате чего большое количество воды начнет улетучиваться из стратосферы в космос.
Круговорот углерода на Земле
В новом исследовании ученые спрогнозировали обитаемость Земли в будущем на основе подробной модели, отслеживающей влияние Солнца на такие геохимические циклы, как цикл углерода, кислорода, фосфора и серы. Специалисты добавили к этому цикл метана, включающий метаболизм живых организмов, а также окислительно-восстановительный обмен между корой и мантией, позволяющий отследить процессы, контролирующие уровень кислорода в атмосфере в геологических масштабах времени. Такая модель способна охватить миллиарды лет истории планеты в будущем.
Исследователи использовали стохастический подход, случайным образом подбирая значения параметров для модели, включая изменения в скорости дегазации мантии Земли, а также ускорения эрозии. Они задали начальные условия (этап инициализации) для Земли 600 миллионов лет назад, а затем прогнали модель приблизительно 400 тысяч раз, охватив эволюцию планеты до настоящего времени. Из всей выборки прогонов лишь около пяти тысяч воспроизвели условия на Земле, приближенные к современным. Именно они были использованы для прогнозирования будущего.
Все плохо
Несмотря на некоторую неопределенность, ни по одному из сценариев обогащенная кислородом атмосфера не будет существовать дольше 1,5 миллиарда лет. Это реализуется лишь в заведомо невозможном сценарии, где Солнце не увеличивает свою яркость.
Именно уменьшение количества поступающего в атмосферу углекислого газа приведет к фотохимической дестабилизации атмосферы и резкому падению уровня кислорода. Это происходит как за счет геохимического цикла углерода, затрагивающего цикл кислорода, так и из-за снижения биосферной активности, то есть глобального фотосинтеза. Так, растения с С3-фотосинтезом (большинство растений используют именно этот тип фотосинтеза) исчезнут примерно через 500 миллионов лет, что ударит по атмосферной оксигенации.
Сравнительные размеры Солнца в настоящее время и красного гиганта
Из-за исчезновения растений подавляется химическое выветривание и связанный с ним цикл фосфора, при котором важное минеральное вещество попадает с суши в океан. Уровень активности морских экосистем со временем тоже уменьшится.
Биосфера на Земле станет похожа на ту, что существовала во времена архея, до Великого кислородного события 2,45 миллиарда лет назад. В частности, уровень атмосферного кислорода при новом равновесном состоянии окажется на много порядков ниже, чем в настоящее время, а уровень метана резко возрастет. В то же время будет одно существенное отличие: снижение уровня углекислого газа, что увеличивает соотношение CH4 и CO2 и приводит к появлению органической дымки.
После того как глобальная температура поверхности Земли превысит 300 кельвинов, дальнейшее потепление начнет подавлять остаточную наземную и морскую биосферную активность. В любом случае на планете не сможет жить никто, кроме микроорганизмов.
Другие миры
Как пишут авторы работы, органическая дымка может послужить биосигнатурой (признаком существования жизни) на планетах типа Земли, находящихся в системе звезд главной последовательности. Такой потенциальной планетой считается, например, Kepler-452b, вращающаяся вокруг звезды G2, чей возраст достигает примерно шесть миллиардов лет. В настоящее время этот мир получает от родительской звезды на 10 процентов больше тепла, чем Земля от Солнца. Органическая дымка также способна обеспечить долгосрочную стабильность нового типа климата в будущем.
Представление художника о гибели Земли
Использованные учеными модели включали влияние биосферы Земли, однако планеты могут иметь и совершенно непохожие биосферы — например, лишенные растительного покрова. Чтобы изучить, насколько существенно это влияние, ученые исключили земную биосферу из модели. Как и ожидалось, отсутствие наземных растений приводит к более низким уровням атмосферного O2 на протяжении всей планетарной эволюции. Однако кислорода все равно останется достаточно в течение миллиарда лет, чтобы его можно было обнаружить с помощью астрономических инструментов. Такой результат предполагает, что наличие или отсутствие земной биосферы (но не биосферы вообще) оказывает лишь вторичное влияние на деоксигенацию воздушной оболочки.
Работа исследователей поможет поиску потенциально пригодных для жизни планет, поскольку время, когда существует кислородная атмосфера, сильно ограничено, и лишь часть истории Земли будет характеризоваться надежно обнаруживаемыми уровнями кислорода. Прямое обнаружение O2 в видимом диапазоне длин волн будет сложной задачей на протяжении большей части времени существования планеты типа Земли за исключением 1,5-2 миллиарда лет. Это примерно соответствует 20-30 процентам времени существования Земли как обитаемого мира, включая эпоху микробов. В то же время наблюдения за следами озона в ультрафиолетовых волнах могут расширить это «окно».
«Мир в целом будет жить вечно»: астроном Владимир Сурдин о конце нашей Вселенной и влиянии темной материи
Если спросить человека, что ждет Землю и Солнечную систему, то он не сможет однозначно ответить. Однако история о том, что через N миллиардов лет Солнце превратится в красный гигант и, может быть, поглотит Землю, распространена достаточно широко. На этом фоне строится огромное количество догадок, что и рождает несколько вариантов исхода. Фактор случайности и неизвестности вносят внеземные космические объекты, которые способны уничтожить все живое на Земле, а также возможность коллапса в нашей Вселенной. «Хайтек» побывал на фестивале Science Bar Hopping и записал выступление астронома и доцента МГУ Владимира Сурдина о будущем Земли и Солнечной системы, загадке темной материи и теории о бесконечности мира.
Читайте «Хайтек» в
У нас есть 5 млрд лет, прежде чем Солнце войдет в предсмертную стадию
Разделим все факторы, которые грозят нашей планете и Солнечной системе, на две категории — неизбежные и случайные. С неизбежными мы более-менее разобрались, так как видим другие системы и планеты, как они развиваются во времени, и примерно можем предсказать, что ждет Землю. Со случайными дело хуже, они могут произойти в любой момент, а могут не случиться вообще. Но к ним нужно быть готовым, а значит, нужно и в этом тоже разбираться.
В Солнечной системе есть восемь больших планет и очень много разной мелочи. Вот та самая мелочь — это хаотически летающие тела между планетами, и от них не всегда можно ожидать приятных встреч. Солнце в 330 тыс. раз больше нашей планеты, ему стоит только чихнуть, и от Земли ничего не останется. Пока везет, что мы перехватываем лишь одну миллиардную часть мощности. Представьте, что мы нашли какой-то рефлектор, с помощью которого все излучение Солнца сконцентрировали на Земле, что же произойдет? Через четыре минуты океаны не просто закипят, они испарятся в космос. Земля полностью лишится воды. Через полторы недели от планеты вообще ничего не останется, кроме облачка плазмы, настолько высока мощность Солнца. Пока что, прошедшие миллиарды лет, оно вело себя благополучно, но это не значит, что так будет продолжаться вечно.
Сегодня из атмосферы Земли в космос утекает примерно 3 кг водорода в секунду. Вода расщепляется в верхних слоях атмосферы на водород и кислород. Водород улетает, а кислород окисляет породы планеты и тоже пропадает. Помножьте это на миллиард лет, и выяснится, что через 3 млрд лет не будет ни капли жидкой воды. Без воды мы не можем существовать. Однако это не значит, что жизнь на Земле вообще прекратится, есть подземные источники воды, соответственно, и условия для жизни. Меня как астронома это очень удивило. Под землей, на глубине до 3 км, есть микробы, и их биомасса больше, чем всей жизни, которая есть на поверхности. Однако чуть позже не станет и ее, так как Земля до глубины в 3 км высохнет довольно быстро.
Через 5 млрд лет Солнце войдет в предсмертную стадию красного гиганта, оно начнет расширяться и его поверхность будет остывать. Солнце станет очень большим и не просто высушит, а сожжет Землю. Сама планета никуда не денется, она все так же будет вращаться на орбите, но условий для жизни не будет. Конечно, в такое будущее заглядывать рановато, но если подумать, ситуация не такая уж и плохая. На Земле будет жарко, но в Солнечной системе есть более далекие планеты, например, Плутон. В тот момент, когда Солнце станет красным гигантом, на Плутоне будет нормальная температура. Дальше Солнце загорится и сделает Плутон теплым и приспособленным для жизни.
В какой-то момент Земля перестанет удаляться от Солнца, начнет приближаться и нырнет в него, растает и перестанет там существовать. Мы об этом довольно давно думаем, и расчеты были не очень уверенные, но последние два-три года уверенность пришла. Последние миллионы лет жизни будет расти размер Солнца. Земля будет немного отдаляться, так как, толстея, Солнце станет терять часть так называемого солнечного ветра, терять массу. Казалось бы, это должно решить проблему, Земля никогда не коснется поверхности Солнца, но недавно мы стали учитывать новые эффекты: приливного трения, торможения и так далее. Для Солнца нырнувшая в него Земля будет незаметна, как перец в супе. Сегодня можно с уверенностью сказать, что так оно и будет, потому что расчеты очень аккуратные и надежные. Позже Солнце станет похоже на планетарную туманность. На самом же деле — станет просто умирающей звездой.
Расширяясь, Солнце достигнет Меркурия и съест его, та же участь постигнет и Венеру. Оболочка рассеется, и от Солнца останется маленький огрызок — белый карлик. Солнечной системе станет холодно, от белого карлика тепла не дождешься, он будет немного освещать, но практически не будет греть. Солнечная система и те планеты, что останутся несъеденными Солнцем в период его красного гиганта, замерзнут. Даже на Плутоне, где мы собирались устроиться на несколько миллионов лет, станет очень холодно. Есть ли какая-то возможность найти прибежище в Солнечной системе? У планет-гигантов, особенно у Юпитера и Сатурна, есть спутники. О спутнике Европа кто-нибудь слышал? Там ледяная корка, а под ней, на 100-километровой глубине, океан. Есть еще спутник Титан, он живет рядом с Сатурном. Там атмосфера как у нашей планеты, но сила тяжести в семь раз меньше, чем на Земле. Надев крылья, там можно летать, так показали расчеты. Каким-то образом Титан подогревает сам себя изнутри, там есть источники внутренней энергии. Так что с Плутона придется переместиться на Титан и провести там, может быть, миллиард лет.
Вероятность столкновения и первый вестник издалека
Непрогнозируемые явления, про которые нельзя наверняка сказать, когда они произойдут, — это удары крупных метеоритов и ядер комет. То, что мельче 50 м, обычно нам не угрожает. Все, что более крупное, свободно пробивает атмосферу Земли. Метеориты либо не разрушаются в атмосфере, либо, даже разрушившись, наносят ущерб. Редкое событие в 2013 году, произошедшее в Челябинске, над миллионным городом промчался метеорит диаметром 20 м. Он шел почти что параллельно земной поверхности. Самые любознательные смотрели в окно на это замечательное зрелище, им и досталось. Через несколько минут пришла ударная волна, выбило стекла, и около 1 500 человек обратились в больницы, но, к счастью, никто не пострадал. Самый крупный осколок метеорита весил полтонны, он пробил замерзшее озеро Чебаркуль, потом его оттуда достали. Но не всегда все так хорошо обходится. Например, самый большой и самый известный кратер в Аризоне был образован не таким уж и большим метеоритом, всего 50–60 м. Но этот метеорит шел вертикально и состоял из железа. Железные метеориты самые неприятные — они почти не разрушаются в атмосфере, очень прочные и долетают в целом состоянии. В 1947 году был такой метеоритный дождь в России. А в 1908 году произошла Тунгусская катастрофа. Там пролетело некое тело размером примерно 95–100 м. От взрыва в атмосфере полегла тайга и загорелась территория современной большой Москвы — 2 000 кв. км леса. Если бы это произошло в городе, то немало домов бы пострадало. Но тогда городов было мало, а тайги было много.
В центре лучше не обитать, там происходят очень мощные процессы. Солнце находится на краю галактики. Относительно небольшая часть нашей галактики детально исследована. В одной из областей тысячи звезд летают хаотически, и каждая из них окружена роем своих планет, мы это называем облаками Оорта. Звезды друг с другом практически не сталкиваются, расстояние между ними большое, размер звезд маленький, и они просто проходят мимо друг друга. Но вот эти облака мелких тел сталкиваются, и они большие, их размер сравним с расстояниями между звездами, любое движение звезд приводит к тому, что одно облако влетает в другое. Это уже небезопасно. Когда чужая звезда проходит через облако Оорта, своей гравитацией она возмущает движение мелких тел, сбивает их с привычных орбит, часть из них покидает Солнечную систему, а часть попадает в центр, где наша планета. Судя по тому, что мы знаем о метеоритных кратерах, которые уже обнаружены на Земле (их около 100 штук, накопленных за последние 250 млн лет), периодически через наше облако Оорта пролетают чужие звезды и организуют метеоритный дождь в сторону планетных систем. И достается всем, в том числе и нашей Земле. Как мы видим, периодичность большая — десятки миллионов лет прогнозировать неприятности не стоит, но на недалекое будущее придется.
Раз сегодня темная энергия победила гравитацию, то в ближайшие миллиарды лет она будет тоже продолжать свое отталкивающее влияние, а вот в далеком будущем — непонятно, может, ее свойства изменятся. Мы не знаем, что это какое-то поле или какое-то свойство вакуума. Пока только увидели, что оно есть. Может быть, в будущем она перестанет так сильно расталкивать галактики, и разлет снова остановится. Это было бы неплохо, мы бы не потеряли соседей. Однако если этого не произойдет, то постепенно мы будем терять соседей. Сначала от нас улетят соседние скопления галактик, и мы останемся в одиночестве, будет наша галактика, туманность Андромеды. В итоге в нашей галактике останется всего лишь 100 млрд звезд. Казалось бы, звезд много и есть куда полететь, но в конце концов и галактика начнет терять свои звезды, но это будет не скоро.
Это такое далекое будущее, что прогнозировать его практически бесполезно. Расширение тормозилось, а начиная с середины, нынешнего ее возраста, она стала расширяться еще быстрее, хотя раньше считалось, что будет наоборот. К счастью, идея о том, как устроен мир, оказалась намного богаче, чем вот такая, грозящая нам в будущем пустота. Это называется фрактальной вселенной. Саму гипотезу об этом высказал наш физик Андрей Линд, сейчас он работает в США. Оказалось, что она решает многие космологические проблемы. Наш мир — одна из локальных вселенных. Она может схлопнуться, может расшириться, но это не значит, что она единственная в физическом мире. Есть вселенные, связанные с ней, но неизвестно, каким именно образом. Есть надежда, что мы сможем путешествовать из одной вселенной в другую, и если эта перестанет нас удовлетворять, то мы сможем более комфортабельные и приятные для существования вселенные найти и перебежать туда. Если это так, то мир вечен, хотя каждая из вселенных конечна. Вот слова Андрея Линда: «Через миллиарды миллиардов лет наш вакуум распадется, и наша часть Вселенной станет десятимерной или коллапсирует, но благодаря ее самовосстановлению мир в целом будет жить вечно».