Мы привыкли считать, что наша планета идеальна для жизни, и нам это нравится. На Земле есть все условия, чтобы жизнь существовала, процветала и развивалась в течение миллиардов лет. У нас есть жидкая вода на поверхности, не очень тонкая и не очень толстая атмосфера, подходящие давление и температура на уровне моря. К счастью для нас, нам нужно не только быть на определенном расстоянии от Солнца.
Наше Солнце может быть обычной звездой, как и многие другие, но в отличие от более ярких и голубых звезд, которые рассеяны по небу, но живут недолго, наше Солнце будет светить с относительно постоянной яркостью миллиарды лет. И если бы Солнце светило с его постоянной яркостью, а Земля поглощала свет днем и отражала его ночью, законы физики прямо говорят нам, что температура на поверхности нашей планеты была бы 255 кельвинов (-18 градусов по Цельсию).
Тем не менее, очевидно, средняя температура на Земле другая; наш мир куда теплее, чем должен быть, исходя из этих расчетов. Сочетание облачного покрова, диоксида углерода и водяного пара — трех вещей, которые абсорбируют и «укрывают» инфракрасный свет, излучаемый нашей планетой, — поддерживает температуру в нашем мире на уровне 33 градусов по Цельсию. Когда Земля была намного моложе, миллиарды лет назад, у нас были также огромные количества метана в атомсфере, и тогда планета могла удерживать еще больше тепла.
И хотя мы не считаем, что потепление на Земле — это хорошо, миллиарды лет назад оно было необходимо.
Видите ли, когда Солнечная система была моложе, Солнце было не только моложе, но и холоднее. Звезда получает энергию в процессе ядерного синтеза в ее недрах: водород горит с образованием гелия. Когда ядро нагревается до высоких температур, скорость синтеза увеличивается, и звезда горит жарче. В большинстве случаев мы думаем, что более массивные звезды горят жарче (и выжигают свое топливо больше), и это правда. Но по мере старения звезды, чем больше водород превращается в гелий, ядро начинает сжиматься. Гравитационное сжатие испускает энергию, этой энергии некуда деться — она сосредоточена в ядре звезды — и ядро нагревается.
Соберите все это вместе, и мы получим неизбежный вывод: по мере того как звезда стареет и выжигает все больше и больше своего топлива, она выдает все больше и больше энергии.
Сегодняшнее Солнце, которому 4,5 миллиарда лет, на 20% более энергично, чем было раньше. Если бы не парниковый эффект нашей атмосферы, Земля в молодости была бы такой же замерзшей, как Марс сегодня. Но время идет, и Солнце разогревается все больше. Это проявляется в масштабах не сотен, тысяч или миллионов лет, а сотен миллионов.
Увеличение солнечного потока на 1% не будет катастрофическим, но светимость солнца увеличивается на этот показатель каждые 110 миллионов или около того. В какой-то момент — после того как поток увеличится на 10-30%, в зависимости от состояния нашей атмосферы — мы преодолеем критический порог: температура поверхности поднимется до 100 градусов по Цельсию. Другими словами, в определенный момент Солнце станет таким горячим, что океаны Земли вскипят. Такой будет конечная форма глобального потепления: мир станет таким горячим, что воды просто больше не будет. Жизнь на Земле перестанет существовать, хотя некоторые умные виды все же смогут остаться в верхних, более холодных слоях атмосферы.
По лучшим оценкам, это должно произойти спустя миллиард-другой лет, хотя есть значительная неопределенность относительно того, сколько времени есть у нас, чтобы придумать умные решения, например, отдалить Землю подальше от Солнца. Мы можем позволить также пустить все на самотек, зная, что когда Солнце станет красным карликом, другие миры станут более благоприятны для жизни.
Однажды глобальное потепление уничтожит жизнь на Земле: не только жизнь людей, но и всю жизнь на поверхности планеты, включая моря. Спустя миллиард-другой лет, задолго до того, как Солнце станет красным гигантами и начнет сжигать гелий, температура нашего мира станет слишком нестерпимой для растений, животных или других живых существ. Возможно, мы уйдем к звездам, к другим планетам или найдем себе место в Солнечной системе.
С какой стороны ни посмотри, нам невероятно повезло, что жизнь пошла по этому пути. Если бы кембрийский взрыв или биологическая эволюция протекали бы медленнее, разумной жизни могло бы просто не хватить времени на появление.