Наконец, девятое свойство и уникальная в масштабах Солнечной системы особенность Земли – наличие биосферы, буквально кишащей различными формами жизни от простейших одноклеточных существ до высших животных и человека. Все вышеперечисленные свойства Земли явились предпосылкой для образования биосферы, а функционирование биосферы в свою очередь стало формировать предпосылки и для повышения качества воды, и для преобразования атмосферы, и для преобразования различных элементов поверхности Земли, и для смягчения климата.
Американский астроном Майкл Харт показал, в каких узких пределах должно было проходить формирование свойств Земли, чтобы она стала «матерью» жизни земного типа. Если бы Земля была ближе к Солнцу всего лишь на 5 %, то вырывавшиеся из вулканов пары воды не смогли бы сконцентрироваться в моря и океаны. Помешал бы парниковый эффект, вызываемый повышением температуры. При увеличении же расстояния от Солнца всего на 1 % происходило бы прогрессирующее оледенение Земли. Если бы масса Земли была больше на 10 %, также возник бы парниковый эффект, препятствующий проникновению солнечных лучей. А если бы Земля оказалась меньше на 6 %, не смог бы образоваться озоновый слой, и зарождающаяся жизнь, да и жизнь современная погибли бы под воздействием жёсткого космического излучения.
Если бы светимость Солнца повысилась на 10–15 %, это привело бы к испарению всех водных источников, а если бы на столько же понизилась – произошло бы их оледенение. Если бы масса Солнца была меньше 50 % нынешней, оно превратилось бы в белый карлик, а затем остыло за несколько сотен миллионов лет. А при массе от 1,4 до 1,8 нынешней Солнце истощило бы запас водородного горючего и, пройдя стадию красного гиганта, испепеляющего планетную систему, также превратилось бы в белый карлик с тем же исходом.
Своей уникальностью Земля как бы специально предназначена для возникновения и эволюции жизни. Её природа обладает ещё более «тонкой подстройкой» к возникновению жизни и человека, чем природа Метагалактики. Поэтому специалисты вполне справедливо указывают на наличие не только космологического, но и геологического антропного принципа, т. е. такого состояния природной среды, самое незначительное изменение которого могло бы сделать невозможным развитие жизни и человека. Разумеется, подчинение эволюции природы этому принципу не является следствием некоего Божественного предначертания, а следствием никогда не прекращающейся эволюции.
Антропный принцип в Космосе и на Земле действует не потому, что эволюция природы подчинена некоей Силе, стремящейся к возникновению человека, а потому, что развитие Земли, земной биосферы и человека оказалось незначительной боковой ветвью развития Космоса, подчинённой постоянному воздействию космической среды. Окружающая Землю космическая среда совершенно не приспособлена к существованию жизни, более того, она настолько агрессивна к существованию жизни, что для её покорения необходим высочайший уровень мобилизации человечества и технического развития человеческой цивилизации.
Уникальность Земли как предпосылки возникновения биосферы подчёркивается рядом ограничений на физико-химические параметры планеты, даже незначительное отклонение от которых сделало бы невозможным направленность эволюции в сторону возникновения жизни. Исследователи выделяют четыре типа ограничений – по массе, по температуре, по форме орбиты обращения и по длительности существования планеты.
Ограничения по массе связаны с тем, что недостаточно массивные планеты не имеют достаточной силы притяжения, чтобы удержать атмосферу. Планеты же с массой, превышающей планеты земного типа, будут иметь слишком густую и плотную атмосферу, препятствующую проникновению солнечной энергии.
Ограничения по температуре определяются тем, что при температуре выше 100 °C (точка кипения воды на Земле) вода превращается в кипяток, начинают разрушаться или деформироваться макромолекулы белков и ДНК. Менее губительными для жизни являются крайне низкие температуры. Например, некоторые бактерии и вирусы способны выжить при температурах, близких к нулю, но только в состоянии анабиоза, т. е. в безжизненном состоянии. Однако постоянный мороз с температурой на уровне –100 °C и ниже создал бы непреодолимые препятствия самому возникновению жизни, так как образовал бы недостаток тепловой энергии для движения и взаимодействия живых существ.
Температурный режим на поверхности каждой планеты определяется её близостью к материнской звезде, светимостью этой звезды и ядерными реакциями, происходящими в недрах планеты. Положение планет Солнечной системы по отношению к Солнцу определяет так называемую зону жизни, в центре которой находится Земля. Наряду с ней в зону жизни входят в качестве её окраинных объектов Венера и Марс, а также спутник Земли Луна. Но на Венере слишком горячо, на Марсе слишком холодно, а на Луне, лишённой атмосферы, существует такой контраст между адской жарой и жутким холодом, что для сохранения жизни необходимо строить сложные технические сооружения.
Ограничения по форме орбиты обращения продиктованы тем, что планеты с чересчур вытянутой эллиптической орбитой испытывают чересчур сильные перепады температур при приближении и удалении от светила. Орбита же Земли лишь незначительно отклоняется от идеальной формы круга.
Наконец, «возрастные» ограничения связаны с тем, что для эволюции жизни необходим достаточно длительный срок, причём на протяжении более 3 млрд. лет темпы развития жизни на Земле были крайне низкими. Соответственно жизнь вряд ли может сформироваться на планетах, длительность существования которых ограничена чересчур коротким сроком существования звёзд, вокруг которых они обращаются.
Однако уникальность Земли не абсолютна. Российский астрофизик В.Г. Фесенков считает, что около 1 % планет Метагалактики имеют массу, температуру, форму орбиты и возраст, пригодные для жизни земного типа. Насколько это предположение верно, покажет время. Но уже сейчас очевидно, что в громадном разнообразии космических систем наличествует повторяемость путей эволюции и, соответственно, планетных образований со сходными условиями.
Землю при всей её уникальности нельзя считать идеально приспособленной к возникновению и поддержанию жизни. Быстрая смена времён года с большими перепадами температур, сильные ветры и ураганы, зной в пустынях и в экваториальной зоне, морозы в приполярных широтах, извержения вулканов, землетрясения, цунами постоянно ставят под вопрос существование самых различных групп, популяций и видов живых существ, создают угрозу человеческому обитанию. Организм отвечает на эти изменения болезнями или травмируется ими. Не Земля «пригнана» своей «тонкой подстройкой» и приспособлена к формированию жизни, это жизнь приспособлена к существованию Земли и в процессе длительной эволюции выработала биосферу, которая своим функционированием приспосабливает Землю к жизни, создавая условия для её воспроизводства и организации. Но для выживания на этой безразличной к жизни планете живые существа постоянно мобилизуют себя на противостояние негативным факторам среды, расходуя на это большую часть своих жизненных сил.
10.2. Земля как космический объект
Земля кажется нам неподвижной, но на самом деле она вращается вокруг своей оси по экватору со скоростью 1600 км в час, обращается вокруг Солнца со скоростью 107000 км в час, вместе со всей Солнечной системой летит в направлении созвездия Геркулеса со скоростью 252 млн. км в час, опять же вместе с Солнечной системой обращается вокруг центра Галактики со скоростью 980000 км/час, а вместе со всей Галактикой летит в направлении Великого Аттрактора со скоростью 950000 км в час. К тому же из-за расширения Метагалактики наша Галактика удаляется от других и сама расползается со скоростью 2160000 км в час. Мы живём в мире сверхвысоких скоростей, по сравнению с которыми наши земные скорости всех этих чудес техники – скоростных автомобилей, самолётов и ракет – пренебрежимо малы.
По экватору Земля вращается вокруг своей оси со скоростью, превышающей 1600 км в час. Если бы она была твёрдым жёстким телом не только на поверхности, но и в своих глубинах, скорость её вращения как по экватору, так и на пространстве вплоть до полюсов была бы везде одинаковой. Однако в действительности это не так. Например, в Европе в районе Италии скорость вращения составляет около 1200 км в час. Фигура Земли и скорость её вращения с точностью до 1 % соответствует равновесной форме вращающейся жидкости, а не твёрдого тела. Происходит это из-за жидкого состояния вещества в глубинах Земли.
Фигура Земли отклоняется от шарообразной и представляет собой не вполне правильной формы эллипсоид вращения. Это сплюснутый со стороны полюсов шар, и к тому же несколько вытянутый в сторону Северного полюса, вследствие чего Земля немного напоминает грушу. Форма Земли получила название геоида, т. е. фигуры, свойственной только Гее и нигде более пока не обнаруженной. Термин «геоид» ввёл в 1873 г. немецкий физик И. Листинг. Сплюснутость геоида объясняется вращением Земли вокруг оси, приводящим к вытянутости её диаметра по экватору, и сдавленностью её этим вращением от полюсов. Поэтому окружность Земли по экватору составляет 40075,7 км, а по меридиану – на 67,2 км меньше. Вытянутость же Земли к Северному полюсу, придающая ей грушевидную форму доказательного объяснения пока не получила. Возможно, причиной этого феномена является удар какой-то увесистой планетозимали при образовании Протоземли. Горбы на поверхностях планет, видимо, часто образовывались при столкновениях с планетозималями, а позднее – с астероидами, расшибавшимися в лепёшку о планетную твердь, однако по мере протекания различных эволюционных процессов на протяжении огромного числа лет они постепенно сглаживались и исчезали.
При наблюдении из Космоса Земля представляет собой голубоватый шарик, как и Нептун. Но голубой цвет Нептуна объясняется наличием в его атмосфере большого количества метана, который прозрачен для голубой и синей части спектра, но блокирует красный и оранжевый цвета. Цвет Нептуна ровный и только кое-где эта красивая голубизна нарушается мощными ураганами, постоянно изменяющими лик планеты. Но голубизн