Уже после смерти ученого в 2008 году ряд латиноамериканских синоптиков попытались связать эффект бабочки с удивительным тихоокеанским явлением Эль Ниньо. Непонятным образом эта периодическая атмосферная аномалия как-то влияет на рождение сокрушительных торнадо, приносящих многомиллиардные убытки южным штатам США.
При этом многие американские конспирологи просто уверены, что на секретных полигонах Пентагона давно уже пытаются вывести «метеобабочек», способных вызвать бури в различных частях света и послужить быть реальным запалом для гипотетического «климатического оружия», о котором много говорят в последнее время.
Главный параметр здесь – ураганный ветер, как одно из направлений исследований физики атмосферы. Эта наука уже много лет пытается предсказывать траектории движения воздушных вихрей, однако до сих пор не может спрогнозировать их силу, а значит, и масштаб возможных разрушений.
Уравнение урагана
Вот уже четверть века метеорологи упорно трудятся над созданием достоверных компьютерных моделей непогоды. Камнем преткновения тут служит так называемое «уравнение урагана», которое никак не удается решить, исходя из классических представлений о механизме его образования. Можно представить, что мощный ураган формируется где-то в юго-восточной части
Карибского моря. Там потоки теплого и влажного воздуха встречаются с холодными ветрами, дующими с Анд. Происходит интенсивная конденсация водяных паров с формированием мощного облачного покрова. Однако если мы попытаемся задать все нужные параметры, у нас никак не получится определить курс и рост силы ветра. В частности, расчетная скорость ветра всегда будет намного ниже, чем в действительности.
Хорошо известно, что чем больше ветер, тем больше волны на поверхности воды. Волны здесь выступают как естественная «шероховатость» водной поверхности, о которую и «трутся» воздушные потоки. Между тем если рассматривать баланс между поступлением энергии и ее поглощением за счет трения, то получается, что чем сильнее ветер, тем масштабнее будет это поглощение. То есть волны должны гасить ветер, совсем как в названии известного произведения братьев Стругацких, однако в действительности этого не происходит.
Гипотеза российских геофизиков
В конце прошлого века группа сотрудников Отдела нелинейных геофизических процессов Института прикладной физики РАН из Нижнего Новгорода высказала очень необычную гипотезу. Основываясь на принципах теории Лоренца, они предположили, что сопротивление поверхности океана парадоксально падает при усилении ветра.
Потом, в 2003 году, в журнале Nature вышла статья американского исследователя Керри Эммануэля, описывающая подобное явление. В своих выводах он опирался на многолетние данные Центра наблюдений за ураганами Национального управления океанических и атмосферных явлений США. На основе обобщения результатов измерений скорости ветра внутри тропических циклонов с помощью падающих GPS-зондов выяснилось, что коэффициент сопротивления морской поверхности значительно ниже величины, получаемой в расчетах обычных ветров.
Российские ученые исследуют «бабочек, порождающих ураганы» на уникальной установке «Комплекс крупномасштабных геофизических стендов», состоящей из бассейна с высокоскоростным ветроволновым каналом. Сегодня этот комплекс входит в «Перечень уникальных научно-исследовательских и экспериментальных установок национальной значимости РФ».
Сачок для ловли «ураганных бабочек»
Эксперименты нижегородских геофизиков дали удивительные результаты. С помощью высокоскоростной видеокамеры, снимающей до полумиллиона кадров в секунду, удалось зафиксировать удивительные процессы рождения «ураганных бабочек». Так возникло понимание механизма возникновения ураганных ветров в зародыше бури. Стало ясно, что на определенном этапе воздушные потоки растущего тайфуна несутся над волнами, как глиссер на подводных крыльях или колоссальный экраноплан. При этом масса воздуха образует над волнами «пенную подушку» из сплошных «барашков», которая сглаживает волнение, и сопротивление воздушным потокам над морской поверхностью резко падает.
Ученые пересчитали капли и поняли, что найден самый эффективный механизм генерации брызг, который сильно меняет картину возникновения ураганов. Раньше считалось, что брызги образуются при разрыве всплывающих пузырьков, и их количество несоизмеримо меньше. Оказалось, что если пересчитать на натурные условия результаты нижегородского лабораторного эксперимента, то становится понятным образование ураганных ветров. Ученые поняли, что является эффективным механизмом поступления энергии в чудовищной силы ветер и вплотную приблизились к прогнозированию разрушительной способности того или иного урагана.
Впрочем, бабочки Лоренца были найдены и в очень далеких от метеорологии науках, таких как эсхатология, ведь многим катастрофам предшествуют совсем незначительные события.
Глава 23 Удар с небес
Падения крупных астероидов на Землю чрезвычайно редки, но именно с ними, а не с мелкими объектами вроде Тунгусского метеорита связана главная опасность. Риск погибнуть от астероида диаметром километр почти в сто раз выше, чем от Тунгусского метеорита. Впрочем, нужно заниматься не статистическими выкладками, а своевременными поисками того самого астероида, что когда-нибудь может врезаться в Землю.
Падение астероидов
Британский журнал «Астробиология» является вполне респектабельным научным изданием. Тем более неожиданна была эсхатологическая сенсация, возникшая на его страницах. Уже вскоре появились газетные и журнальные статьи, телевизионные ток-шоу и Интернет-блоги, в которых обсуждался один вопрос: когда же исчезнут последние следы жизни на Земле? Правда, добавляли наиболее добросовестные корреспонденты, произойдет это печальное событие по научным расчетам где-то через 1,75 миллиарда лет… Ну а причиной полного краха животного и растительного царства станет полное испарение влаги с ее поверхности. Это, кстати, позволяет уточнить условия появления жизни на других планетах.
Семена земной жизни
Астробиолог Эндрю Рашби из университета Восточной Англии в Норвике не только вычислил время исчезновения земной флоры и фауны, но и оценил шансы ее появления на семи известных экзопланетах, расположенных в «обитаемой зоне». Доктор Рашби и его коллеги построили убедительные компьютерные модели, показывающие, как могут меняться, старея, звездные светила, а планеты – покидать «зону жизни». Все это, конечно, касается лишь известной нам белково-органической жизни.
Итак, всему живому на нашей планете еще отведена примерно четверть от уже прожитого. За этот период солнечная активность катастрофически возрастет и водные ресурсы на Земле полностью испарятся.
Моделирование Рашби развил геохимик и биолог Стивен Беннер. Этот американский исследователь показал, что на Марсе в прошлом могли быть даже более благоприятные условия возникновения жизни, чем на Земле. Построения Беннера показывают, что первые семена живого могли взойти именно на Красной планете и лишь затем как-то попали на Землю, скажем, вместе с метеоритами.
Всевозможные средства массовой информации уже давно играют на рудиментарных страхах человечества перед будущими космическими катастрофами, причем сегодня делают это весьма наукообразно.
В прессе после оживших динозавров, летающих тарелок и тонущих лайнеров все чаще встречаются предсказания падения комет и других грандиозных космических катастроф. Возникают такие темы и в кино, например, в известных экшенах «Встреча с бездной» и «Армагеддон».
Сюжет этих и многих подобных фильмов незатейлив, но эффектен: к Земле приближается гигантский астероид. Большая часть человечества не переживет предстоящей катастрофы, как десятки миллионов лет назад не пережили подобного столкновения Земли с небесным телом динозавры и ящеры. Ученые и героические астронавты пытаются предотвратить беду, но, несмотря на все усилия, часть метеорита все же обрушивается в Атлантический океан, предоставляя возможность компьютерным графикам и инженерам по спецэффектам продемонстрировать свое искусство.
Понятное дело, это все чистая фантастика, но давайте подумаем, а действительно, насколько реально столкновение Земли с гигантским метеоритом и каковы могут быть последствия такой катастрофы.
Астероидное цунами
Две трети земной поверхности занимают моря и океаны, следовательно, наиболее вероятно падение астероида именно в акваторию Мирового океана. Подобный удар породит мощную волну – цунами. Более половины крупных городов мира расположены на побережье. В 1992 году американское космическое ведомство НАСА подготовило доклад, где говорилось, что при падении кометы или астероида в океан возникнет громадная волна; она обрушится на побережье и уничтожит все живое. Опасны даже объекты диаметром от 200 до 1000 метров. Астрономы считают: каждые два с половиной столетия в океан падает небесное тело диаметром не менее ста метров, что порождает мощное цунами. Однако американские геофизики показали, что волны, возникающие при падении в океан астероида, существенно короче волн, порожденных подводным землетрясением. Поэтому они обычно гаснут, не достигнув побережья; кроме того, их высота незначительна. Опираясь на компьютерные модели и расчеты, метеорологи попытались оценить масштабы катастрофы с учетом плотности населения в прибрежных районах. Ученые пришли к выводу, что опасность угрожает примерно одному проценту населения, а это гораздо меньше, чем считалось ранее. В расчетах их коллег численность населения, подвергающегося опасности, составляла несколько десятков миллионов человек. Опасность усиливалась, если побережье не защищено ни естественными, ни искусственными преградами.
Осенью 2004 года немецкие геологи обнаружили следы гигантской волны, прокатившейся по океану около 200 миллионов лет назад. Следы древней катастрофы обнаружились в слое породы, а высота этой волны, возможно, достигала нескольких тысяч метров. Вероятно, волна, вызванная падением в океан одного или нескольких астероидов, оббежала большую часть Северного полушария, уничтожив три четверти всех видов животных, населявших нашу планету.