Красная нить жизни: Свет в ледниковый период
Находящимся на Луне космонавтам и аппаратам Земля открывается, как на ладони, видны даже крупные облачные массы, океаны, очертания континентов. Удаляясь все дальше, мы будем различать все меньше, и в конце концов вся планета окажется крохотной тусклой точкой.
Даже те радиосигналы, которые современное человечество в надежде на ответ отправляет в далекий космос, не пролетели еще больше пары десятков световых лет — слишком, слишком мало. Так что сидящему где-нибудь у себя на родной планете существу Земля покажется только точкой. Но и точка может многое рассказать тому, кто умеет ее рассматривать.
Действительно, видимые свидетельства своего существования оставляют не только люди, но и многие другие обитатели Земли. И многие из них видны и далеко из космоса. Прежде всего это касается растений: их листья сильнее поглощают в ближнем ультрафиолетовом спектре, а отражают — в инфракрасном. Это приводит к тому, что отраженный свет нашей планеты заметно смещен в красную часть спектра. Так, из-за растений наша планета отражает примерно на 5% больше ИК-лучей, чем это было бы в их отсутствии. Ученые считают, что такое «растительное красное смещение» (Vegetation Red Edge, VRE) может служить достаточно надежным свидетельством того, что на планете есть жизнь.
Но что, если планета временно подмерзла и переживает ледниковый период? Фотосинтетическая активность растений резко падает, ареалы их распространения сокращаются — будет ли и этого достаточно для того, чтобы жизнь осталась видимой из космоса?
Чтобы ответить на этот вопрос, французский астроном Люк Арнольд (Luc Arnold) с коллегами построили компьютерную модель климата Земли, начиная от последнего ледникового периода.
Интересный эксперимент на схожую тему провели не так давно астрономы, которые, используя отправленный к Венере межпланетный зонд, попытались собрать информацию о нашей собственной планете и сделать вывод о том, обитаема ли она (читайте все подробности: «Есть ли жизнь на Земле?»). Полученные данные, в принципе, позволили подтвердить наличие жизни. В спектральных линиях отраженного Землей света хорошо различались пики, характерные для кислорода и метана, которые служат крайне важными в биологическом отношении газами. Была показана и ясная картинка, характерная для «растительного красного смещения» (VRE).
Фокус исследования Арнольда и его группы был отнесен к максимуму последнего ледникового периода, который относится ко временам 21-тысячелетней давности. Средняя температура на планете тогда была ниже сегодняшней на 4 градуса. Казалось бы, не так уж и много — однако из-за этого практически вся территория современной Канады, Северной Европы и севера Сибири оставалась в зоне вечной мерзлоты.
В качестве примера другого экстремума ученые взяли период так называемого голоценового оптимума, который был 6 тыс. лет назад — средняя температура тогда была примерно на 0,5 градуса выше сегодняшней, а многие пустыни (в числе которых и Сахара) еще обильно цвели. «Кроме того, относительно этих двух крайних примеров, — говорит Люк Арнольд, — у нас есть хорошие климатические данные для моделирования».
Используя эти данные, ученые шаг за шагом воссоздали (ориентировочно) тот тип биома, который существовал в разных регионах Земли в то древнее время. Тундра, тропический лес, пустыня — все эти разные виды растительных биомов по-разному влияют на величину VRE, что показано современными наблюдениями. Добавив сюда информацию по облачному слою, ледяной шапке и морям, Арнольд с коллегами вычислили показатели спектра отражения, характерные для заинтересовавших их периодов жизни Земли.
Оказалось, за все это время величина VRE вообще существенно не изменялась: в ледниковый максимум она снижалась на 4%, а в голоценовый оптимум вырастала всего на 6%. «Даже в периоды самых экстремальных изменений климата, — резюмирует Люк Арнольд, — "красное смещение" остается стабильным».
А это, конечно, дает новые надежды на обнаружение жизни хоть где-нибудь за пределами нашей планеты. Тем более что, по современным подсчетам, в одной только нашей галактике сегодня должна существовать, как минимум, 361 разумная цивилизация. Мы приводили все выкладки в статье «Считаем инопланетян».
По публикации Space.Com