Россия, Санкт-Петербург
Документ: http://www.rosbalt.ru/2004/07/02/168793.html
Дата: 02/07/2004 15:37:00 MSD

Фильм «Послезавтра» близок к реальности

На прошлой неделе в Санкт-Петербургском государственном университете проходил международный симпозиум «Биокосные взаимодействия: жизнь и камень». Вопросы происхождения и эволюции жизни на Земле никогда не перестанут привлекать к себе особое внимание. Развитие кинематографа способствовало их утверждению в арсенале масс-культуры.

В научном пространстве эти проблемы обсуждаются на стыке геологии и биологии. Представители этих двух наук из ведущих российских и зарубежных научных институтов (среди которых СПбГУ, МГУ, Горный институт, Carl von Ossietzky University Oldenburg, Potsdam Institute for Climate Impact Research) представили на симпозиуме свои новейшие результаты и обменялись весьма любопытными гипотезами, которые заинтересуют не одних лишь ученых.

В биологии, как и в астрономии, существует понятие «Большого взрыва». Биологи под ним понимают Кембрийский врыв, знаменующий бурное начало эпохи многоклеточной жизни на Земле. Почему Кембрийский взрыв произошел так поздно — всего 450 млн. лет назад, ведь жизнь зародилась гораздо раньше? Почему произошел именно «взрыв», а не постепенное увеличение биомассы? Это те самые вопросы, на которые сегодня пытаются дать ответ ученые.

Гипотезу и научное обоснование феномена предложили немецкие ученые из Потсдамского института климатических исследований (Potsdam Institute for Climate Impact Research). На данный момент результаты их исследований опубликованы в известных и признанных научным сообществом журналах Nature и Geotimes и здесь на симпозиуме они представили свою работу. С одним из авторов гипотезы, профессором Потсдамского университета, руководителем проекта Places (Planetary Ecospheres) Потсдамского института климатических исследований Зигфридом Франком побеседовал корреспондент «Росбалта».

 — Как вы знаете, жизнь на Земле зародилась около 3,5 млрд. лет назад, тогда появились первые живые организмы — прокариоты (простейшие, клетки которых не имеют ядра), затем, спустя 1,5 млрд. лет возникли эукариоты (клетки которых имеют оформленное ядро) и, наконец, 450 млн. лет назад появились многоклеточные. Населяя нашу планету, они по-разному взаимодействуют с ее геосферой. Наиболее тесно взаимодействуют с ней многоклеточные организмы. Например, деревья — они поставляют углекислый газ из атмосферы в почву. Наша гипотеза в том, что некоторые многоклеточные, а именно растения, появились немного раньше Кембрийского взрыва. И в результате их интенсивного взаимодействия с атмосферой (они забрали так много CO2 из атмосферы), Земля немного остыла. Это относительное похолодание послужило катализатором процесса возникновения многоклеточной жизни.

 — Как следует из вашей гипотезы, основным фактором, определяющим жизнь на Земле, является температура. Известно, что эволюция сопровождалась периодами потепления и ледниковыми периодами. Есть ли научное объяснение такой резкой смене климатических условий?

 — До настоящего времени окончательно не ясны причины наступления ледниковых периодов, почему они имели место в эпоху протерозоя (2,5 — 0,5 млрд. лет назад), а не раньше или позже. Между ледниковыми периодами (когда лед достигал экватора), наступали периоды так называемого «парникового эффекта». Как известно, альбедо (отражательная способность) ледяной поверхности слишком велико, чтобы солнечные лучи смогли ее достаточно разогреть. Однако углекислота все же продолжала поступать в атмосферу из вулканов и накапливалась там. Когда ее количество достигало определенного уровня, возникал «парниковый эффект» (углекислый газ не пропускает тепло, идущее от поверхности Земли) и ледниковый период сменялся глобальным потеплением.

 — От чего зависит температура земной поверхности, которая определяет нашу жизнь? И каковы прогнозы на будущее?

 — Температура определяется светимостью Солнца, а жизнь также определяется содержанием углекислого газа в атмосфере, необходимого для фотосинтеза. В будущем светимость ближайшей к нам звезды будет увеличиваться — это обусловлено ее эволюцией. Следствием этого станет повышение температуры, что в свою очередь приведет к снижению уровня CO2 в атмосфере. Земля — самоорганизующаяся система. Когда светимость Солнца возрастет, система, стараясь организовать себя, заберет CO2 из атмосферы, чтобы стабилизировать поверхностную температуру. Замечу, что в прошлом, когда уровень биомассы на Земле был еще низок, не было многоклеточных, и не шел в таком объеме процесс фотосинтеза, температура была велика, наоборот, из-за большого количества CO2.

 — Как такое изменение отразится на живых организмах?

 — В будущем биомасса прокариотов почти не будет меняться. Биомасса многоклеточных будет постепенно уменьшаться и в определенной точке вообще исчезнет. Потом исчезнут эукариоты, а потом прокариоты.

 — Вы — руководитель международного проекта Places, в рамках которого изучаются также вопросы существования жизни во Вселенной...

 — Мы занимаемся расчетом так называемой «зоны, пригодной для жизни» во внесолнечных планетных системах. К настоящему моменту известно о существовании более 100 планет-гигантов (подобных Юпитеру) вокруг других звезд. Зону возможной жизни определяют параметры центральной звезды — ее масса, светимость, а также устойчивость орбиты планеты, климатические условия на ней — активность фотосинтеза, определяемая уровнем углекислого газа, который в свою очередь зависит от геодинамики планеты.

По итогам нашего исследования мы выдвинули гипотезу о наличии планет, подобных Земле, вокруг одной из звезд (Uma47) созвездия Большая Медведица. Еще более высока, с нашей точки зрения, вероятность существования планет, где возможна жизнь, в созвездии Рака (Cancri55). Что касается Солнечной системы, в ней существует только одна обитаемая планета. 1,5 млрд. лет назад Марс также находился внутри зоны, где возможна жизнь, однако теперь — нет.

 — Вопросы эволюции жизни на Земле привлекают внимание не только ученых, но и создателей разного рода фантастики. Последним ярким произведением из этой области стал фильм «Послезавтра». Смотрели ли вы его, и каково мнение о нем ученого?

 — Да, я смотрел «Day after tomorrow», и не один раз. И с ним у меня даже связана одна история. В нашем институте (Потсдамском институте климатических исследований) есть молодой профессор — Штефан Рамсторф. Его можно назвать прототипом ученого в этом фильме. Поскольку он впервые указал на возможность остановки Северо-Атлантического течения вследствие таяния арктического льда, вызванного глобальным потеплением. И в 1998 году на конференции в Буэнос-Айресе он показывал ту же диаграмму, что и герой фильма. Стоит отметить, что создатели фильма тщательно изучили научные работы в области климатологии. В этом смысле в фильме довольно реалистично представлены предположения, которых придерживаются большинство климатологов.

Конечно, такие изменения климата не могут произойти в считанные дни, как показано в фильме, для этого потребуется несколько десятков лет. На мой взгляд, несмотря на отклонение от научного сценария, этот фильм и ему подобные несут в себе важный смысл — они побуждают людей к размышлению о том, насколько серьезна проблема изменения климата, к каким последствиям может привести его изменение, на которое и люди, в том числе, могут оказывать влияние.

 — Может ли ухудшение экологической ситуации привести к вымиранию жизни на Земле раньше, чем предсказывает теория?

 — Думаю, нет. Жизнь настолько сильна, и если условия каким-то образом изменятся, она сумеет приспособиться. Какие-то формы жизни всегда останутся, ничто не может полностью ее разрушить.

 — Какие изменения климата могут ожидать нас в будущем?

 — Пока мы изучаем тектонику планет типа Марса на предмет, может ли там быть такая же тектоника, как на Земле, и при каких условиях. Изучение таких планет поможет нам узнать больше о будущем Земли. На вопросы об изменении климата мы сможем дать ответ, только когда будем достаточно знать о влиянии тектоники плит на климат. Пока мы говорим только о постепенном росте температуры, сопровождаемом также увеличением площади континентов.

 — Хотелось бы представить, как изменится картина жизни на Земле в результате таких изменений.

 — Не будет растений, почвы, останутся только микроорганизмы в океанах, но и они исчезнут с ростом температуры. Потом кислород в атмосфере окислит поверхность, она станет красной, как на Марсе, а затем вся жизнь исчезнет.

 — Если вам представится возможность снять фильм о будущем Земли, каким он будет?

 — Моей основной идеей будет контраст между прошлым и будущим. Авторы фильма «Послезавтра» представили будущее, как обратно повернутое прошлое — некое «кембрийское схлопывание», коллапс. Научная гипотеза, которую бы я выразил, совершенно другая — жизнь исчезнет постепенно.

Беседовала Елена Казакевич