приводит к удалению большего количества CO2 из атмосферы, что приводит к охлаждению планеты (таким образом, замедляя скорость удаления CO2 из системы, что приводит к потеплению планеты и так далее, в классическом механизме обратной связи). Этот CO2-силикатный цикл довольно сложен, и детали до сих пор не полностью поняты, но цикл, по-видимому, имеет решающее значение для долгосрочной стабилизации глобальной температуры.

Можно утверждать, что развитие животной жизни здесь, на Земле, требовало тектоники плит — для содействия биоразнообразию, для генерации магнитного поля, для стабилизации глобальной температуры и так далее. И все же в тектонике плит нет ничего неизбежного. Только Земля, насколько нам точно известно, использует этот механизм для отвода своего внутреннего тепла. Возможно, этот процесс редок, и на других планетах отсутствует животная жизнь, потому что у них нет тектоники плит.

Мы не знаем, как часто будет происходить тектоника плит, потому что у нас нет хорошей общей теории этого процесса. Тип вопросов, которые можно было бы задать — Как зависит существование тектоники плит от массы планеты? Как оно зависит от химического состава мантии? — на них нельзя ответить с помощью современных моделей, поэтому нелегко дать хорошую оценку того, сколько планет может развить и поддерживать тектонику плит. В отсутствие точных фактов, как из эксперимента, так и из теории, можно спорить в обе стороны. Некоторые ученые считают, что титаническое столкновение, сформировавшее Луну, заложило семена, из которых развилась тектоника плит; в этом случае тектоника плит может быть редкой. С другой стороны, основные условия для тектоники плит кажутся относительно простыми: планета должна иметь тонкую кору, плавающую поверх горячей, жидкой области, подвергающейся конвекции из-за поднимающегося тепла от ядра. Возможно, водные океаны также необходимы для «смягчения» коры и обеспечения субдукции. Такие условия, вероятно, не редки. Редки, возможно, но не очень редки. Другими словами, мы просто не знаем, является ли тектоника плит распространенным явлением.

Даже если тектоника плит редка, обязательно ли из этого следует, что животная жизнь редка? Хотя тектоника плит, по-видимому, сыграла (и продолжает играть) благоприятную роль в развитии жизни на Земле, является ли она единственным механизмом, который может обеспечить эти преимущества? Тектоника плит — чрезвычайно сложный процесс; само существование CO2-силикатного цикла стало известно лишь несколько десятилетий назад. В таких случаях, когда научное понимание все еще находится в зачаточном состоянии, часто оказывается, что существует более одного способа решения проблемы. Возможно, прямо сейчас ученые планеты, вращающейся вокруг какой-нибудь безымянной звезды M-класса, восхищаются механизмом охлаждения своего мира и тем, как он почти чудесным образом стабилизирует их глобальную среду.

Мое предположение таково, что, как и многие факторы, которые мы обсуждали, возможная редкость тектоники плит сама по себе недостаточна для ответа на парадокс Ферми. Но это может быть еще одним фактором, делающим менее вероятным развитие внеземных цивилизаций на других планетах.

Решение 63: Луна уникальна

Как королева выходит одинокая Луна.

Джордж Кроли, Диана

В последний раз, когда я проверял, астрономы обнаружили 173 естественных спутника, вращающихся вокруг восьми планет Солнечной системы. (С тех пор как я написал первое издание этой книги, было открыто более ста лун. С другой стороны, количество планет уменьшилось на одну: в 2006 году Плутон был переклассифицирован в транснептуновую карликовую планету или плутоид.) Учитывая значительное количество планетарных спутников, существующих в Солнечной системе, кажется абсурдным предполагать, что наша Луна уникальна, тем более что она имеет какое-либо отношение к парадоксу Ферми. Тем не менее, на протяжении десятилетий у людей было навязчивое подозрение, что Луна — это то, что делает Землю особенной.

Здесь уместны три вопроса. Во-первых, в чем необычность Луны? Во-вторых, насколько вероятно существование спутников, подобных земному, в других планетных системах? В-третьих, каким образом существование Луны могло быть необходимо для развития разумной жизни?

Ну, начиная с первого вопроса, Луна необычна тем, что она большая. Действительно, Земля уникальна тем, что обладает таким большим спутником. Заметьте, наша Луна не самая большая луна в Солнечной системе. Эта честь принадлежит Ганимеду, одной из лун Юпитера. Два других спутника Юпитера — Каллисто и Ио — также немного больше Луны; как и Титан, одна из лун Сатурна. Но Ганимед, Каллисто, Ио и Титан вращаются вокруг планет-гигантов. По сравнению со своими родительскими телами эти спутники — как пылинки. Наша Луна, с другой стороны, велика по сравнению с Землей: она имеет ⅟₈₁ массы нашей планеты. Систему Земля-Луна справедливо называют «двойной планетой». И, переходя ко второму вопросу, двойные планеты могут быть редки.

Чтобы оценить редкость «двойных планет», нам нужно понять, как сформировалась Луна. В течение многих лет формирование Луны было одной из давних проблем планетологии. Было предложено несколько механизмов, включая совместную аккрецию (при которой Земля и Луна сформировались одновременно из газа и пыли солнечной туманности), деление (при котором Земля сформировалась первой, но вращалась так быстро, что большой кусок материала оторвался и сформировал Луну) и захват (при котором два объекта сформировались в разных местах солнечной туманности, а затем Луна оказалась захваченной на орбиту после того, как подошла слишком близко к Земле). Все эти механизмы испытывали трудности в объяснении нескольких важных особенностей системы Земля-Луна, но была надежда, что анализ лунных пород, доставленных миссиями «Аполлон», подтвердит один из них. Вместо этого стало ясно, что ни одна из этих идей не работает. Нужна была новая теория формирования Луны.

В 1975 году две группы независимо друг от друга предложили гипотезу[342] столкновения для объяснения происхождения Луны. Они постулировали, что объект размером с Марс, которому с тех пор дали имя Тейя, ударил по молодой Земле под углом. Невообразимо сильное столкновение выбросило смесь земного материала и материала ударника на орбиту вокруг Земли, и этот материал быстро сконденсировался, образовав Луну.

Теперь ученые не любят прибегать к катастрофическим событиям для объяснения своих наблюдений, но мы знаем, что Земля на протяжении своей истории подвергалась ударам различных объектов; и осевые наклоны планет предполагают, что действительно сильные столкновения не были редкостью в ранней Солнечной системе. Столкновение с объектом, таким как Тейя, безусловно, было бы возможно.

Рис. 5.14 Восход Земли, видимый из района Моря Смита на Луне. Фотография была сделана 20 июля 1969 года во время миссии «Аполлон–11». (Автор: НАСА)

Следует признать, что детали столкновения все еще оспариваются. Рассмотрим, например, тот факт, что лунные породы, доставленные миссиями «Аполлон», имеют точно такое же соотношение трех различных изотопов кислорода (16O,17O и