поле в принципе обязательно должно быть. Даже если вопрос с радиацией будет решен другим способом (например, атмосфера не пропускает космическое излучение), поле защитит атмосферу от потери водорода. Космические лучи будут тормозиться атмосферой, но выбивать из нее весь водород. И планета будет обезвожена.
Конечно, для нас идеальны планеты в «зоне Златовласки», но их спектр может быть гораздо шире. Ведь даже у холодных далеких планет могут быть пригодные для жизни условия. Например, под поверхностью.
Почему внутри холодных планет есть горячие океаны
Недавно один из читателей моего канала «Популярная наука» задал резонный вопрос: откуда на спутнике Сатурна Титане может быть вода в жидком виде? Это же далекий холодный объект. Температура у поверхности Титана составляет в среднем –180 ℃.
Однако ученые полагают, что под поверхностным слоем на Титане есть жидкая вода. Правда, очень соленая и сильно разбавленная аммиаком. И такая ситуация у многих удаленных планет.
Возьмем для примера Нептун, который еще называют «ледяным гигантом». У Нептуна под поверхностью, на глубине, есть горячий океан из плотной жидкости, которую называют водным аммиаком. При этом сам Нептун – очень холодная планета, температура на поверхности которого опускается ниже –200 ℃.
Нептун не исключение. Поверхность Земли обычно холодная, иногда намного ниже нуля, а ее ядро разогрето до 5400 ℃.
Ситуацию спасают горячие ядра планет и высокое давление внутри.
Поверхность Марса очень холодная, а его ядро имеет температуру 1600 ℃.
Юпитер находится далеко от Солнца. Температура нижнего слоя атмосферы, расположенного у поверхности, – 130 ℃, а облака в верхних слоях еще холоднее. Однако его ядро имеет температуру 24 000 ℃.
Перечислять можно до бесконечности, закономерность вы уже поняли.
За счет чего они не остывают? Ведь у них нет таких термо-ядерных реакций, как у звезд. А из жизненного опыта мы знаем, что если нет сильного источника тепла, а вокруг очень холодно, то предмет рано или поздно тоже замерзнет. Положите в морозилку любой горячий продукт – и он скоро остынет, достигнув температуры окружающей среды.
Кора каждой из планет – это изолирующий экран. Он сильно снижает потеряю тепла, как кора цитруса не дает раньше времени вывалиться мякоти.
Добавим сюда широкий слой мантии, который у многих планет занимает бóльшую часть объема. К примеру, земная мантия занимает около 80 % объема нашей планеты. И это еще один мощный защитный слой – как теплый свитер под курткой.
При этом тепло в недрах планет постоянно восстанавливается. Изначально ядра получились горячими из-за гравитационного сжатия пыли и газа на заре их образования.
Сейчас продолжается распад радиоактивных элементов внутри планет. Радиоактивный уран, торий и калий по-прежнему выделяют тепло во время реакций.
Важную роль играют и силы трения между слоями в недрах планеты. Поэтому ядра планет продолжают поддерживать энергию и немного разогреваться. А потери тепла в них минимальны за счет планетарной коры и атмосферы.
Это необходимый минимум. Теперь давайте посмотрим, какие планеты и насколько ему удовлетворяют.
Глава 27
Планеты солнечной системы, пригодные для колонизации
В Солнечной системе не так много планет, где условия потенциально подходят землянам. Точно отпадают газовые гиганты – они слишком крупные и токсичные.
Поэтому поиск должен идти среди планет так называемой земной группы. Кроме классических Меркурия, Венеры и Марса к ним относятся и ряд спутников, вращающихся вокруг газовых гигантов. У таких планет должно быть мощное ядро в центре, чтобы блокировать космическую радиацию. У них высокая плотность, так как в их составе в основном более тяжелые элементы: кислород, кремний, железо, магний, алюминий и т. д.
Меркурий точно отпадает: слишком близок к Солнцу. На Меркурии невозможна атмосфера – ее моментально сдувает солнечный ветер. Давайте посмотрим на других интересных претендентов.
Венера
Сейчас Венера, пожалуй, самая негостеприимная планета для любой жизни. Температура здесь даже выше, чем на Меркурии, хотя он расположен ближе к Солнцу. Все это происходит из-за парникового эффекта. Атмосфера Венеры не выпускает тепло с планеты, поэтому температура стабильно высокая: она составляет 462 ℃.
Плотная атмосфера создает сильное давление. На поверхности Венеры давление в 92 раза выше, чем на поверхности Земли. Атмосфера крайне токсичная. По небу на огромной скорости летят облака серной кислоты.
Однако ученых по-прежнему очень увлекает Венера, ведь она во многом похожа на Землю. Ученые называют Венеру «сестрой-близняшкой» Земли, поскольку наши планеты очень похожи по размерам и составу.
Действительно, планеты образуются из так называемых протопланетных дисков. Это совокупность вещества, плотного газа, который вращается вокруг молодой звезды. Со временем из этого газа образуются планеты.
Вещество, которое легло в основу Земли и Венеры, плюс-минус похоже. Ведь области газа, из которого произошли обе планеты, по космическим меркам были совсем рядом.
Почему на земле жизнь появилась, а на нашем «Близнеце» – Венере – нет?
Группа астрофизиков из Женевского университета смоделировала ситуацию, которая была на заре Солнечной системы. Ученым удалось найти ответ, почему Земля и Венера пошлив своем развитии по разным путям. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature.
Трагедия «сестры-близняшки» Земли
Ученые применили климатические модели, которые используются для моделирования климата на нашей планете, к условиям, которые были более 4 миллиардов лет назад. Тогда Земля и Венера были горячими и покрытыми магмой.
Для формирования океанов жидкой воды нужна довольно низкая температура, чтобы шел процесс конденсации, образовывались облака водяного пара и шел дождь. Процесс этот занимает как минимум несколько десятков миллионов лет. Солнце 4 миллиарда лет назад светило на 25 % слабее, чем сейчас. И для Земли это оказалось идеально! Было достаточно холодно, чтобы процесс конденсации охватил всю планету.
