Как Земля защищает нас от космоса?
Несмотря на нашу тягу к космическому освоению, пространство лишено дружелюбия и мечтает покончить с нами. Если бы не родная планета, то мы бы не продержались и секунды. Главные защитники планеты и жизни на Земле — земные магнитосфера и атмосфера. Обе защищают Землю от космических лучей, астероидов и прочего негативного влияния. Далее перечислены главные риски, угрожающие жизни на Земле, и указана важность атмосферы и магнитосферы.
Риск: Сверхмассивные черные дыры, сверхновые и звезды высвобождают огромное количество высокоэнергетических частиц – космические лучи. Они проходят сквозь ваш организм, повреждая ДНК. Длительная атака повышает риск заболеть раком. Но мы защищены атмосферным слоем.
Риск: Гамма- и рентгеновские излучения. Радиация способна принести огромный вред. Всего один высокоэнергетический фотон становится фатальным для клетки. И снова в бой вступает атмосфера. Ее молекулы поглощают нападающих и не пропускают к поверхности. Фактически специальные обсерватории приходится выводить в пространство, потому что эти частички нельзя отследить с Земли.
Строение магнитосферы Земли
Риск: УФ-лучи. Солнце щедро поливает нас УФ-излучением, поэтому мы можем получить солнечные ожоги. Но здесь важную роль играет озоновая прослойка, которая впитывает большую часть атаки как губка.
Риск: Солнечные вспышки. Солнце постоянно взрывается, высвобождая массивные энергетические скопления. Они напоминают плазму, перемещающуюся на световой скорости. Повезло, что мы располагаем магнитосферой.
Риск: мороз. Пространство лишь на несколько градусов выше абсолютного нуля. Но атмосферный слой функционирует в качестве одеяла, которое равномерно распределяет тепло и удерживает его.
Риск: Вакуум. Космос лишен воздуха. Если бы не Земля, то вы бы не смогли вдохнуть, а отсутствие давления выпарило бы воду в пространство.
Источник
Магнитное поле Земли не защищает от радиации
Долгое время считалось, что Землю от губительного воздействия космической радиации в основном защищает ее сильное магнитное поле. Но недавно ученые доказали, что это не так — нашим основным «антирадиационным» щитом является атмосфера. Таким образом, оказалось, что зарождение жизни возможно и на экзопланетах, которые не обладают магнитосферой.
Магнитосфера защищает Землю от космического излучения?
Традиционно считается, что именно магнитосфера спасает жизнь на нашей планете от воздействия губительного космического излучения. Исходя из этого, ученые, обсуждая возможность возникновения жизни на других планетах, придерживаются «магнитосферного» критерия обитаемости — если магнитное поле у планеты развито слабо, то это небесное тело попадает в категорию необитаемых, даже несмотря на наличие всех других условий, благоприятных для биологической эволюции.
Таким образом, в списке потенциально необитаемых к сегодняшнему дню оказалось достаточно много экзопланет, расположенных возле звезд, относящихся к красным карликам.
Жизни не может быть на планетах рядом с красными карликами?
Тут дело все в том, что если планета находится в зоне обитаемости красного карлика, то она, по определению, не может обладать сильной магнитосферой. Вышеупомянутая зона обитаемости в такой системе находится настолько близко от звезды, что попавшая в нее экзопланета будет постоянно подвергаться приливному гравитационному захвату со стороны светила, и этот фактор вкупе с другими приводит к тому, что у нее может появиться в лучшем случае лишь очень слабое магнитное поле. Но если это действительно так, то получается, что большинство экзопланет во Вселенной должны быть совершенно безжизненными — ведь эти небесные тела встречаются чаще всего возле красных карликов, которые являются самыми широко распространенными звездами.
С другой стороны, предположение о том, что именно магнитосфера спасает земную жизнь от космической радиации, является пока совершенно не доказанным, то есть оно грешит излишней «теоретичностью».
В то же время есть факты, которые заставляют усомниться в справедливости данной гипотезы — например, недавно ученые из Гельмгольцовской ассоциации германских исследовательских центров (ФРГ) выяснили, что в последний раз магнитные полюса Земли менялись местами не 780, а лишь 41 тыс. лет назад, то есть при жизни нашего биологического вида.
Однако тогдашняя флора и фауна нашей планеты, не говоря уж о роде человеческом, никак не отреагировали на то, что магнитосфера в это время предельно ослабла, ведь при смене полюсов мощность магнитного поля падает как минимум в двадцать раз. И тем не менее, существование в течение 250 лет при сверхслабом магнитном поле не привело к массовым вымираниям земных живых существ от губящего космического излучения.
Выходит, что магнитосфера вовсе не является самым мощным защитным экраном, спасающим все живое на нашей планете от смертоносной космической радиации?
Для того, чтобы выяснить это, сотрудник Института Земли (США) доктор Димитра Атри решил построить модель, учитывающую уровень радиации на поверхности Земли, Марса и планет с параметрами атмосферы и магнитного поля, которые являются промежуточными между этими двумя телами.
Причем Марс был включен в эту модель не случайно — наш сосед обладает очень неустойчивым магнитным полем, а его атмосфера во много раз разреженнее, чем на Земле. Именно поэтому уровень радиации космических лучей на Красной планете представляет серьезную угрозу для существования там многих живых существ, в том числе, и нас с вами.
Результаты такого моделирования получились весьма неожиданными. Как говорит сам доктор Атри:
«выяснилось, что толщина атмосферы — куда более важный фактор для определения дозы радиации, получаемой планетой, по сравнению с магнитным полем. То есть если вы возьмете Землю и полностью уберете ее магнитное поле, то уровень радиации… вырастет всего-навсего вдвое. Это, конечно же много, но такой эффект тем не менее будет мал и не окажет на живые существа никакого влияния. Проще говоря, они его совсем не заметят».
Если истощится атмосфера Земли, доза радиации вырастет в 1 600 раз
В то же время, сообщает ученый, если наоборот оставить у Земли ее весьма мощное магнитное поле таким, какое оно в норме и есть, а вместо этого начать уменьшать толщину атмосферы, то уже при одной десятой от нынешнего значения доза радиации, получаемая нами, вырастет в 1 600 раз! Причем, согласно данным модели, этот эффект практически не связан с тем, из каких газов состоит атмосфера — если, например, заменить в нашей атмосфере азот на углекислый газ (который является доминирующим в воздушной оболочке Венеры), то эффективность проникновения космических лучей изменится не более чем на несколько процентов. Интересно, кстати, что похоже на вышеупомянутой Венере поверхность планеты защищает от космической радиации именно ее сверхплотная атмосфера, поскольку магнитное поле второй от Солнца планеты не намного сильнее такового на Марсе.
Таким образом, можно смело утверждать, что магнитосфера не является главным и самым мощным щитом планеты против космической радиации.
Жизнь на экзопланетах рядом с красными карликами возможна
Соответственно, теперь можно смело вносить в список потенциально обитаемых экзопланет те, которые находятся недалеко от красных карликов — развитию жизни на них если что и может помешать, то точно не слабость магнитного поля. Впрочем, тут может быть еще одно «но» — не исключено, что сильная магнитосфера необходима для существования на планете больших водоемов.
Как Венера потеряла свои водоемы?
Например, принятая сегодня большинством ученых реконструкция истории Венеры говорит о том, что именно из-за отсутствия магнитного поля планета потеряла свою воду. Произошло это так — после фотолиза живительной влаги, то есть разложения ее на кислород и водород под действием интенсивного солнечного света (ведь Венера находится ближе к светилу, чем Земля) солнечный ветер «вынес» оба этих элемента из атмосферы нашей соседки, а слабое магнитное поле не смогло этому воспрепятствовать. Возникает вопрос — а не может ли произойти подобное на экзопланетах красных карликов, ведь часто они «придвинуты» к своим звездам на еще более близкое расстояние?
Однако многие ученые считают, что подобный сценарий развития не подходит для таких экзопланет, потому что,
- во-первых, чтобы это произошло, планета должна находиться в системе с сильным звёздным ветром, а большинство красных карликов таковой не испускают.
- Ну и, во-вторых, для того, чтобы события развивались именно таким образом, центральная звезда должна давать много света в ультрафиолетовой части спектра — в противном случае фотолиз водяных паров в верхних слоях атмосферы планеты будет слишком медленным для того, чтобы лишить экзопланету ее водных запасов.
А красные карлики генерируют очень мало ультрафиолетового излучения. Так что, похоже, и в этом случае слабая магнитосфера не будет препятствовать развитию жизни на подобных небесных телах…
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен
Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.
Источник
Солнце нападает, но Земля защищается
Геофизики обнаружили, что сражаясь с солнечной радиацией, Земля постоянно использует силу плазмы.
В Science Magazine группа ученых рассказывает о способности земной магнитосферы сохранять жизнь на Земле. Когда содержащиеся в солнечном ветре высокоэнергетические ионы пробиваются через трещины в магнитосфере, Земля направляет струю плазмы, которая их блокирует. New Scientist описывает этот автоматический механизм как «плазменный щит», отбивающий стрелы Солнца. В журнале приводится высказывание Джоэля Борофски (Институт исследований космоса) который говорит: «Земля не просто сидит и ждет, что пошлет ей Солнце; она фактически борется с ним» .
Плазма доходит до границы и защищает нас, не давая солнечным бурям обрушиться на Землю
Когда в процессе перезамыкания происходит взаимодействие магнитного щита Земли и магнитного поля Солнца, в щите могут образовываться «трещины». Во время солнечных бурь высокоэнергетичные заряженные частицы заходят за линии поля. Это сопровождается красивым сиянием, которое разрушает наземные системы связи. Но, к счастью, Земля знает, как себя защитить. Образованная солнечным ультрафиолетовым излучением плазма хранится в кольце вокруг Земли. При возникновении «трещин» плазменное облако направляет в них струи плазмы, которые отбивают заряженные солнечные частицы. Струи образуют буферную зону, которая ослабляет перезамыкание.
Раньше ученые лишь теоретически предполагали существование этой защитной плазмы, но теперь сами смогли её наблюдать. Ведущий автор исследований Брайан Уолш (Центр космических полётов им. Р. Годдарда, НАСА, США) говорит на New Scientist:
«Мы впервые смогли наблюдать весь цикл растяжения плазмы от атмосферы к границе между магнитным полем Земли и Солнца. Плазма доходит до границы и защищает нас, не давая солнечным бурям обрушиться на Землю».
Борофски отметил также, что это наблюдение стало возможным благодаря исследованию магнитосферы с помощью методов системотехники.
В результате всех этих сложных взаимодействий мы имеем еще один уровень защиты жизни на Земле. Благодаря этому механизму, даже самые сильные коронарные массовые выбросы не смогут причинить серьезного вреда организмам, обитающим на поверхности Земли.
«Теперь геофизики могут видеть весь цикл как отрицательную обратную связь – т.е. чем сильнее атака, тем быстрее плазма направляется в место перезамыкания», — объясняет он. «…Это системное явление, в котором задействована ионосфера, околоземная магнитосфера, обращенная к Солнцу граница магнитосферы и солнечный ветер. Здесь также участвуют такие физические процессы, как действие ионосферных выходящих потоков, магнитосферный перенос и перезамыкание магнитных силовых линий».
В результате всех этих сложных взаимодействий мы имеем еще один уровень защиты жизни на Земле, который автоматически усмиряет ярость сражения:
«Действие плазмосферы показывает новый уровень сложности в понимании того, как работает магнитосферная система. Это явление может быть особенно важным для снижения связывания солнечного ветра и магнитосферы во время геомагнитных бурь. Вместо неоспоримого контроля солнечным ветром скорости связывания ветра и магнитосферы, мы видим, что с помощью ионосферы магнитосфера сопротивляется, как может».
Эти данные указывают на то, что Меркурий, Венера и Марс, у которых нет такого магнитного поля, как у Земли, лишены такой защиты. Благодаря этому механизму, даже самые сильные коронарные массовые выбросы не смогут причинить серьезного вреда организмам, обитающим на поверхности Земли.
Это еще один механизм защиты нашей привилегированной планеты, о котором нам было неизвестно. Яркое Солнце, это стабильное великолепие, освещающее нашу планету, на самом деле несет огромную опасность, но щит из плазмы всегда на посту, борется и защищает нашу Землю. Тысячи лет мы не знали о его существовании, а он продолжал нести свою службу и охранять наши жизни. Зная это, мы должны быть благодарными людьми, а не обществом безбожных исследователей, пытающихся удалить Творца из наших мыслей.
Источник
НАСА одобрило разработку телескопа Near-Earth Object Surveyor для защиты Земли от астероидов
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) одобрило разработку инфракрасного телескопа Near Earth Object (NEO) Surveyor, или «Исследователь околоземных объектов». Его задача — обнаруживать и характеризовать потенциально опасные астероиды и кометы, которые находятся в пределах 48 млн км от орбиты Земли.
«NEO Surveyor позволит ускорить обнаружение астероидов и комет, которые могут представлять опасность для Земли. Он способен находить 90% астероидов размером 140 метров или больше», — пояснил Майк Келли, научный сотрудник программы NEO Surveyor.
К 2010 году НАСА удалось достичь цели по обнаружению 90% всех астероидов размером более 1000 метров, после чего Национальный закон об аэронавтике и космосе предписал агентству найти 90% околоземных объектов крупнее 140 метров. В настоящее время ведомство обнаружило около 40% околоземных астероидов этих размеров.
«Каждую ночь астрономы по всему миру используют наземные оптические телескопы для обнаружения новых объектов, определения их формы и размера и подтверждения, что они не представляют для нас угрозы, — рассказала Келли Фаст, руководитель программы НАСА по наблюдениям за околоземными объектами. — Эти телескопы могут искать астроиды только в ночном небе. NEO Surveyor позволит продолжать наблюдения днем и ночью».
Обнаружение, определение характеристик и отслеживание потенциально опасных объектов как можно раньше крайне важны для мероприятий по смягчению их воздействия на Землю. НАСА протестирует одну из технологий отклонения столкновений с астероидами в рамках своей миссии «Двойное перенаправление астероидов» (DART), которая будет запущена в конце этого года. Хотя известных угроз столкновения с небесными телами для Земли в следующем столетии нет, непредвиденные столкновения с неизвестными объектами по-прежнему представляют опасность. Используя датчики, работающие в инфракрасном диапазоне, NEO Surveyor поможет ученым быстрее обнаруживать околоземные объекты, в том числе те, которые могут приближаться к Земле со стороны Солнца, что в настоящее время невозможно с использованием наземных оптических обсерваторий. NEO Surveyor также значительно повысит способность НАСА определять конкретные размеры и характеристики недавно обнаруженных объектов, дополняя текущие наблюдения, проводимые наземными обсерваториями и радарами.
Запуск NEO Surveyor запланирован на первую половину 2026 года.
Источник