Страница:
Наложение двух неопределенностей делает результирующий эффект менее вероятным, но не в той мере, в какой люди считают его невероятным. Наоборот, новые открытия могут взаимно усиливать друг друга, как ракета и ядерная бомба взаимно усиливают поражающую силу друг друга. Если вопрос о враждебности человеку ИИ, созданного на Земле, является спорным, то ИИ, загруженный по каналам радиосвязи из космоса, почти наверняка будет враждебным. Единственное исключение – это ситуация, когда цивилизация-благотворитель рассылает по Вселенной такой ИИ, который помогает начинающим цивилизациям справиться с трудностями роста (но все-таки затем она рассылает себя дальше).
http://www.proza.ru/texts/2007/11/20/582.html
Хойл Ф., Эллиот Дж.Андромеда. – 1962.
Виндж В.Пламя над бездной. – 2003.
Глава 12
В проблеме глобального потепления слились все аспекты непредсказуемости, которые влияют на оценку рисков глобальной катастрофы. Разумеется, многие читатели сейчас воскликнут: я знаю, это нарочно придумали транснациональные корпорации, чтобы достичь того-то и того-то! Однако насколько вы можете быть уверены в том, что так оно и есть на самом деле? Безусловно, гораздо легче быть уверенным на 100 процентов, чем на 75, – такова человеческая природа. Тем более что уверенность, что кто-то делает что-то нарочно и назло, включает эмоциональный комплекс «борьбы с врагами», который резко повышает уверенность в себе и снижает критичность восприятия. Таким образом, тема глобального потепления является своеобразным «средством для прочистки» своей готовности воспринимать сложное и непонятное в условиях интенсивного информационного шума.
Любые поверхностные объяснения могут содержать неточности, которые выворачивают ситуацию наизнанку. Сторонний человек, в том числе и лица, принимающие решения, не могут отличить «правильных» геофизиков от «неправильных». Нетрудно убедиться в том, что оппоненты часто обвиняют друг друга в ненаучности, игнорируют и т. д. Разумеется, можно актом веры выбрать одну из сторон в конфликте (причем актом веры, не осознанной как вера), и затем слепо подбирать свидетельства только в пользу своей гипотезы. Но таким образом достоверной информации мы не узнаем.
Мнения о реальности глобального потепления и силе его последствий расходятся. Собственно, есть три мнения: что никакого потепления нет, что оно есть и составит в XXI веке несколько градусов, и что потепление может «пойти в разнос» и температура поднимется на десятки градусов, то есть произойдет парниковая катастрофа. Ситуация усложняется тем, что прямой эксперимент в данном случае невозможен. Ни одна из этих теорий не получит окончательного доказательства, пока большая часть из того, что они обещают, не случится.
Вторая проблемас глобальным потеплением состоит в том, что нам выдают за глобальную катастрофу то, что ею не является. То есть, принимая версию о том, что подъем температуры составит только несколько градусов, заявляют, что это погубит планету и приведет к вымиранию человечества. При этом всем очевидно, что гибель белых медведей, затопление прибрежных городов, увеличение ураганов – это, конечно, серьезная проблема, но это никак не может привести к вымиранию всего человечества (если только не запустит следующий сценарий вроде ядерной войны за уцелевшие территории).
Человечество пережило гораздо более серьезные испытания по завершении последнего ледникового периода, когда уровень воды изменился на десятки метров, прорвались гигантские ледниковые озера, вызвав огромные волны и затопления, вымерли мамонты и т. д. При этом гипотезы о том, что в результате глобального потепления климат земли изменится настолько, что жизнь станет невозможной, почти не обсуждаются в печати, хотя известны с 90-х годов.
Для сравнительного анализа гипотез можно применить теорию оценки рисков. Риск оценивается как произведение вероятности события на ожидаемый ущерб. Сравним разницу ожидаемого ущерба от незначительного глобального потепления и от потепления, ведущего к полному человеческому вымиранию. Чтобы дать качественную оценку этой разнице, сравните мысленно ценность для вас собственной жизни (а также всех ваших близких и друзей) и ценность жизни абстрактного белого медведя. Насколько больше вы были бы готовы заплатить за себя с детьми, чем за жизнь неизвестного вам белого медведя? Хотя оценка ущерба от человеческого вымирания представляет собой методологическую проблему, поскольку подразумевает умножение на бесконечность числа будущих людей, очевидно, что этот ущерб в тысячи раз больше, чем ущерб от затопления прибрежных городов.
А поскольку риск – это произведение вероятности на ущерб, то даже менее вероятная глобальная катастрофа в связи с потеплением дает больший риск, чем более вероятное, но менее опасное ограниченное потепление. В силу этого мы должны уделить больше внимания рискам парниковой катастрофы, даже если о ее вероятности говорит меньшинство ученых.
Не общепризнанной, но принимаемой несколькими исследователями возможностью глобальной катастрофы является парниковая катастрофа, называемая по-английски «неограниченно растущий парниковый эффект» (runaway greenhouse effect). О нем пишут: А.В. Карнаухов в статьях «К вопросу об устойчивости химического баланса атмосферы и теплового баланса Земли» [39]и «Парниковая катастрофа», [40]О.В. Иващенко в статье «Изменение климата и изменение циклов обращения парниковых газов в системе атмосфера—литосфера—гидросфера – обратные связи могут значительно усилить парниковый эффект» [41]и А. Ваганов в статье «Сценарии парниковой катастрофы». [42]Из зарубежных ученых можно отметить Дж. Атченсона, который утверждает, что за счет цепной реакции дегазации газовых гидратов температура может вырасти на несколько градусов в ближайшие годы, а не за сто лет. [43]
В отличие от продвигаемой средствами массовой информации концепции парникового эффекта, которая утверждает, что при худшем сценарии температура Земли возрастет на 2–6 градусов и уровень океана повысится на несколько метров, эти исследователи заключают, что парниковый эффект находится на пороге необратимости, пройдя который, он войдет в фазу положительной обратной связи, и температура Земли возрастет на десятки или сотни градусов, делая жизнь на Земле невозможной. Возникновение такого эффекта возможно, в частности, в связи с тем, что водяной пар (не в форме облаков, а растворенный в воздухе) является сильнейшим парниковым газом – а запасы воды, которая будет испаряться, на Земле огромны.
(Этот сценарий можно назвать венерианским, потому что именно благодаря парниковому эффекту на поверхности Венеры температура составляет более 400 градусов по Цельсию, при том что в силу высокого альбедо – ярко-белые облака – она получает меньше солнечной энергии, чем Земля.)
Кроме того, постепенное увеличение светимости Солнца (в сравнении с предыдущими эпохами глобальных потеплений миллионы лет назад), увеличение длины земных суток, накопление углекислого газа и снижение растворимости углекислого газа в океанах с ростом температуры работают на то, чтобы сделать парниковый эффект более сильным.
Резким увеличением парникового эффекта чреват и еще один фактор – разрушение огромных запасов газовых гидратов на дне моря, которое приведет к выделению в атмосферу большого количества метана – сильнейшего парникового газа. [44]Разрушение газовых гидратов может принять характер цепной реакции, что уже произошло 55 миллионов лет назад, когда температура Земли повысилась за несколько тысяч лет примерно на 10 градусов (позднепалеоценовый термальный максимум). Однако тогда гидратов было гораздо меньше. (Возможно, за усилиями правительств по снижению выбросов парниковых газов стоит понимание рисков необратимой катастрофы уже в этом веке.)
Глобальное потепление является системным риском,поскольку в нем увязано множество разных факторов: Солнце, земные недра, океаны, человек, политика, вулканизм.
Парниковая катастрофа может состоять из трех этапов:
1. Нагрев на 1–2 градусаза счет избытка в атмосфере углекислого газа антропогенного происхождения, прохождение точки «спускового крючка», подобного порогу срабатывания у нейрона. Только на этом этапе борьба с выбросами углекислого газа имеет смысл. Возможно, пороговый уровень уже пройден, как утверждает профессор Лавлок. [45]
2. Нагрев на 10–20 градусовза счет метана из газовых гидратов и сибирских болот, и углекислого газа, растворенного в океанах. Скорость этого самоусиливающегося процесса ограничена тепловой инерцией океана, на это уйдет не менее 10 лет. Этому процессу можно противостоять только резкими высокотехнологичными вмешательствами вроде искусственной ядерной зимы и/или взрыва многих вулканов.
3. Подъем температуры до точки кипения водывследствие включения в процесс парникового эффекта от водяного пара и от разрушения карбонатсодержащих пород в земной коре.
Исследование необратимого глобального потепления находится под сильным давлением наблюдательной селекции, то есть если его не было в прошлом, поскольку мы могли выжить только в том мире, где оно не произошло, мы не можем заключать, что оно маловероятно и в будущем.
Развитая цивилизация легко сможет противостоять изменениям климата, например, распыляя разные порошки в верхних слоях атмосферы или развертывая космические экраны, чтобы охладить ее или подогреть. Наихудший сценарий подразумевает ситуацию, когда процесс необратимого нагрева атмосферы начался (при этом сам подъем температуры еще может быть небольшим, главное – формирование цепочек положительной обратной связи), а цивилизация утратила по каким-то своим внутренним причинам способность к высокотехнологичному регулированию климата и откатилась к более раннему уровню. Тогда она может быть окончательно повержена необратимым нагревом атмосферы, который произойдет через десятки лет после технического коллапса. Глобальное потепление является прекрасным примером области знаний, в которой расходящееся пространство интерпретаций наносит ущерб нашей способности действовать. Только ленивый не клевал А. Гора за его фильм о потеплении. Возможно, наша неспособность прийти к какому-нибудь одному, пусть и неправильному выводу наносит больший ущерб, чем ложный вывод, поскольку полностью парализует способность согласованно действовать.
Ваганов АСценарии парниковой катастрофы. – НГ-Наука, 2001.
Benton M.J., Twitchett R.J.How to kill (almost) all life: the end-Permian extinction event. TRENDS in Ecology and Evolution. – Vol. 18. – № 7, July 2003.
Глава 13
В качестве одной из основных угроз человеческому выживанию выдвигается угроза гибели в результате падения крупного астероида. При этом, однако, происходит определенная подмена тезисов:
далеко не любой астероид способен уничтожить человеческую цивилизацию, и тем более жизнь на Земле.
Более того – чем меньше астероиды, тем чаще они встречаются, и подавляющее их число в случае падения не несет угрозы человеческого вымирания, хотя и способно вызвать значительные разрушения. Например, астероид Апофис, пролет которого мимо Земли ожидается в пятницу 13 апреля 2029 года, мог бы произвести взрыв в 800 мегатонн, но разрушения от такого взрыва распространятся только в радиусе нескольких сотен километров.
Облако Оорта окружает Солнечную систему и находится далеко за орбитой Плутона. В нем – миллиарды и триллионы ледяных глыб, которые очень медленно вращаются вокруг Солнца по очень широким орбитам. Поскольку Солнечное притяжение на таких расстояниях невелико, то их орбитальная скорость может составлять только несколько метров в секунду – и достаточно изменить ее на эту величину, чтобы такая глыба льда начала стремительно приближаться к Солнцу, разгоняясь до скоростей в десятки километров в секунду и превращаясь в комету.
Очевидно, что кометы гораздо опаснее астероидов. Они движутся по траекториям, пересекающим земную орбиту почти перпендикулярно и с гораздо большей скоростью, чем астероиды. Поскольку периоды обращения комет крайне велики, то и появление среди них новых непредсказуемо. Кроме того, кометы имеют тенденцию рассыпаться в цепочки обломков, растягивающихся по орбите, которые превращаются в своего рода автоматные очереди, способные поразить планету сразу в нескольких местах, как это сделала комета Шумейкеров – Леви с Юпитером. При этом каждый из обломков кометы может рассыпаться в атмосфере на множество кусков, распространяя поражение на большую площадь.
Например, в США есть загадочное геологическое образование Carolina Bays – это несколько сот тысяч следов на Земле в виде эллипсов, размером до километра, покрывающих территорию целого штата. Одна из гипотез их происхождения – это то, что они являются следами столкновения с осколками кометы, распавшейся в воздухе над Канадой. Напомню, что и тунгусский метеорит был, скорее всего, осколком кометы Энке.
Поскольку кометы движутся или со стороны Солнца, или из глубины Солнечной системы, их гораздо труднее обнаруживать. Рыхлая структура комет делает более проблематичным расчет их отклонения, а большая скорость оставляет меньше времени на реакцию. Да и посылать космические аппараты к ним навстречу труднее. Наконец, процессы, побуждающие ледяные глыбы облака Оорта срываться с места, все еще остаются неизученными, так как прямое наблюдение за облаком пока невозможно.
Наихудший сценарий предполагает обращение вокруг Солнца по эллиптической орбите массивного тела вроде десятой планеты, которое регулярно (раз в миллионы лет) возмущает облако Оорта своим гравитационным полем, вызывая «дождь комет» во внутренних областях Солнечной системы.
К сказанному следует добавить, что сегодня наибольшие успехи отмечены в отслеживании наименее опасных (с точки зрения риска человеческого вымирания) околоземных астероидов. С другой стороны, количество астероидов, проходящих рядом с Землей, больше, чем количество комет, примерно в сто раз.
Очевидно, что именно неопределенность наших знаний о движении и будущих траекториях объектов Солнечной системызаставляет нас бояться падения комет и астероидов. В связи с этим предпринимается ряд международных и национальных программ по защите от астероидов. Все они страдают от существенной недооценки рисков по шкале затраты – эффективность, иначе говоря, расходы на спасение одной человеческой жизни за счет улучшения автодорог, например в Англии, существенно выше, чем деньги, выделяемые на спасение одной человеческой жизни в антиастероидных программах. Это является проявлением присущего человеку свойства при равном суммарном ущербе уделять больше внимания небольшим и явным событиям, чем большим, но редким.
Например, в недалеком будущем можно будет тайно отклонить какой-нибудь астероид, направив его к Земле, с тем чтобы он упал в определенном месте. Разумеется, вероятность такого действия с чьей-либо стороны крайне невелика, однако вероятность естественного падения на Землю астероида тоже очень мала, и еще не известно, какая вероятность больше. В связи с грядущим частным освоением космоса и радикальным удешевлением космической техники за счет применения роботов, способных в той или иной мере к самовоспроизводству, вероятность злоупотребления законами небесной механики с целью совершения небывалого в истории теракта возрастает.
Другой рассматриваемый вариант защиты Земли от астероидной опасности – это размещение на земной орбите нескольких огромных бомб в сотни мегатонн или единицы гигатонн, снабженных ракетными движками, которые смогут перехватить крупный астероид на подлете. (Например, тот астероид, который отклонили космические террористы где-то в поясе астероидов.) Однако я вовсе не буду спать спокойнее, зная, что огромные водородные бомбы стерегут мое небо от астероидов, потому что такого количества гигатонных водородных бомб, которого достаточно для защиты Земли от внезапной атаки с любой стороны, достаточно и для уничтожения разумной жизни на Земле, если они перейдут на более низкие орбиты с помощью своих движков и взорвутся одновременно над ее поверхностью со всех сторон. (Более точные подсчеты показывают: чтобы поджечь все на поверхности Земли, потребуется примерно 500 бомб по 10 гигатонн, но, возможно, если учесть вклад радиации и повреждения атмосферы, это число может быть меньше.)
Как бы ни мала была вероятность такого применения противоастероидного оружия, она больше, чем вероятность естественного столкновения Земли с огромным астероидом. И хотя вряд ли противоастероидная защита будет включать в себя 500 бомб, так же маловероятно, что к Земле подлетит астероид, способный уничтожить человечество, то есть имеющий поперечник более 10 км.
Грубо говоря, для защиты от астероида с поражающей силой в Х мегатонн мы должны держать на орбите примерно X мегатонн оружия. Точно так же, как в случае с системами ПРО, будет очевидным двойное назначение подобной системы, и тот, кто будет контролировать противоастероидную систему, будет контролировать мир.Это побудит его сделать такую систему избыточной.
Существуют и другие проекты отражения астероидов. Чем раньше мы обнаружили астероид, тем более слабого воздействия достаточно для его отклонения. Современное состояние дел таково, что необходимо иметь запас по крайней мере в 10 лет от момента обнаружения подозрительного астероида, чтобы точно рассчитать траекторию, спроектировать перехватчик, построить его, запустить и дать ему долететь до точки перехвата. Затем нужно еще время, чтобы результат малого воздействия на астероид привел к значительному изменению его траектории.
Есть проекты по созданию лазеров с ядерной накачкой, которые будут способны оказывать отклоняющее воздействие на астероиды, однако опять же можно представить варианты, когда их повернут против Земли (хотя авторы проектов утверждают, что их военное применение невозможно).
Для того чтобы уничтожить жизнь на Земле, нужна сила, способная одновременно действовать по всей ее поверхности. Этот критерий позволяет выделить среди разных физических процессов и видов человеческой деятельности те, которые потенциально способны привести к глобальной катастрофе.
Собственно три среды окружают всю Землю – это сама земная кора, земная атмосфера и космос, и к этому можно прибавить искусственную информационную среду. Очевидно, что в космосе есть огромное количество сил, которые могли бы без труда стереть в порошок Землю, однако поскольку разумная жизнь могла развиться только в достаточно спокойном уголке Вселенной, мы пребываем в относительной безопасности. Освоение космоса открывает возможности прикоснуться к величию этих сил и создать множество новых опасностей человеческому выживанию, две из которых мы уже рассмотрели: отклонение астероидов и взрывы огромных водородных бомб со всех сторон Земли, которые своим излучением уничтожили бы все на поверхности.
По мере развития робототехники все большее число необходимых узлов можно будет производить на Луне и астероидах. В «идеале» мы могли бы отправлять полностью автоматизированную станцию на отдаленный астероид или спутник планеты, с тем чтобы она сама на месте производила необходимое научное оборудование или свои копии для рассылки к следующим планетам. Это открывает огромные перспективы: забросив одно такое «семечко» на крупный астероид, через какое-то время мы могли бы получить его полностью преобразованным в огромный научный инструмент, например, телескоп, или в орбитальную станцию, готовую принять людей. По мере развития систем искусственного интеллекта и технологий молекулярного производства, то есть нанороботов, создание такого космического «семени» будет становиться все более простой задачей. Я полагаю, что в течение XXI века оно будет создано.
Однако здесь возникают серьезные проблемы. Мы должны контролировать развитие такого самовоспроизводящегося автомата,хотя бы для того, чтобы он не засыпал всю Солнечную систему своими копиями. (А в худшем случае не произвел миллионы атомных бомб.) Но если на Земле мы можем контролировать любую лабораторию за счет мгновенных систем связи и возможности ударить по ней ядерными ракетами, то распространение информации о сбое, скажем, на спутнике планеты-гиганта потребует часов, а посылка туда «карательной экспедиции» – месяцев. За это время любая самовоспроизводящаяся система успеет приготовиться к прилету гостей – а космический корабль в космосе гораздо более уязвим, чем огромная, зарытая в Землю система.
Возможным сценарием глобального катаклизм является парниковая катастрофа, причем парниковый эффект уже находится на пороге необратимости, пройдя который, он войдет в фазу положительной обратной связи, и температура Земли возрастет на десятки или сотни градусов, делая жизнь на Земле невозможной. Возникновение такого эффекта возможно, в частности, в связи с тем, что водяной пар является сильнейшим парниковым газом, а запасы готовой испаряться воды на Земле огромны. Кроме того, постепенное увеличение светимости Солнца, накопление углекислого газа и снижение его растворимости в океанах с ростом температуры работают на то, чтобы сделать парниковый эффект более сильным.
Основные риски, связанные с Большим адронным коллайдером, состоят в том, что на нем могут возникнуть микроскопические черные дыры, или стрейнджлеты. Существует теория, согласно которой черная дыра приобретет электрический заряд или магнитный момент и в силу этого начнет притягивать к себе электрически заряженные ядра атомов и электроны. По мере роста ее массы ее способность поглощать материю тоже будет расти, и не известно, по какому закону – степенному или экспоненциальному. То есть в результате возникший в ходе эксперимента объект может уничтожить Землю.
Однако человечество погибнет гораздо раньше, чем произойдет полное поглощение черной дырой Земли. Примерно половина массы при поглощении вещества черными дырами переходит в энергию излучения, поэтому процесс поглощения Земли будет сопровождаться разогревом ее вещества. Еще в начале роста дыры, например, из-под земли начнут выходить раскаленные газы, которые сделают атмосферу непригодной для дыхания.
Рекомендуемая литература
Кэрриган Р.Следует ли обеззараживать сигналы seti. – 2006.http://www.proza.ru/texts/2007/11/20/582.html
Хойл Ф., Эллиот Дж.Андромеда. – 1962.
Виндж В.Пламя над бездной. – 2003.
Глава 12
Глобальное потепление – верить или нет?
Туманность формулировок и цена бездействия
Главная проблемазаключается в том, что климатическая система Земли настолько сложна, что никто, кроме высококвалифицированных геофизиков, вооруженных сложными математическими моделями, не способен ее понять.Любые поверхностные объяснения могут содержать неточности, которые выворачивают ситуацию наизнанку. Сторонний человек, в том числе и лица, принимающие решения, не могут отличить «правильных» геофизиков от «неправильных». Нетрудно убедиться в том, что оппоненты часто обвиняют друг друга в ненаучности, игнорируют и т. д. Разумеется, можно актом веры выбрать одну из сторон в конфликте (причем актом веры, не осознанной как вера), и затем слепо подбирать свидетельства только в пользу своей гипотезы. Но таким образом достоверной информации мы не узнаем.
Мнения о реальности глобального потепления и силе его последствий расходятся. Собственно, есть три мнения: что никакого потепления нет, что оно есть и составит в XXI веке несколько градусов, и что потепление может «пойти в разнос» и температура поднимется на десятки градусов, то есть произойдет парниковая катастрофа. Ситуация усложняется тем, что прямой эксперимент в данном случае невозможен. Ни одна из этих теорий не получит окончательного доказательства, пока большая часть из того, что они обещают, не случится.
Вторая проблемас глобальным потеплением состоит в том, что нам выдают за глобальную катастрофу то, что ею не является. То есть, принимая версию о том, что подъем температуры составит только несколько градусов, заявляют, что это погубит планету и приведет к вымиранию человечества. При этом всем очевидно, что гибель белых медведей, затопление прибрежных городов, увеличение ураганов – это, конечно, серьезная проблема, но это никак не может привести к вымиранию всего человечества (если только не запустит следующий сценарий вроде ядерной войны за уцелевшие территории).
Человечество пережило гораздо более серьезные испытания по завершении последнего ледникового периода, когда уровень воды изменился на десятки метров, прорвались гигантские ледниковые озера, вызвав огромные волны и затопления, вымерли мамонты и т. д. При этом гипотезы о том, что в результате глобального потепления климат земли изменится настолько, что жизнь станет невозможной, почти не обсуждаются в печати, хотя известны с 90-х годов.
Для сравнительного анализа гипотез можно применить теорию оценки рисков. Риск оценивается как произведение вероятности события на ожидаемый ущерб. Сравним разницу ожидаемого ущерба от незначительного глобального потепления и от потепления, ведущего к полному человеческому вымиранию. Чтобы дать качественную оценку этой разнице, сравните мысленно ценность для вас собственной жизни (а также всех ваших близких и друзей) и ценность жизни абстрактного белого медведя. Насколько больше вы были бы готовы заплатить за себя с детьми, чем за жизнь неизвестного вам белого медведя? Хотя оценка ущерба от человеческого вымирания представляет собой методологическую проблему, поскольку подразумевает умножение на бесконечность числа будущих людей, очевидно, что этот ущерб в тысячи раз больше, чем ущерб от затопления прибрежных городов.
А поскольку риск – это произведение вероятности на ущерб, то даже менее вероятная глобальная катастрофа в связи с потеплением дает больший риск, чем более вероятное, но менее опасное ограниченное потепление. В силу этого мы должны уделить больше внимания рискам парниковой катастрофы, даже если о ее вероятности говорит меньшинство ученых.
Парниковая катастрофа и «скромная» роль человечества
Глобальное потепление связано как с рядом естественных природных процессов, так и с суммой технологий, созданных человеком, поэтому к чисто природным рискам его можно отнести только условно. Глобальное потепление можно также назвать классическим примером опасного процесса, в отношении которого действует множество факторов, делающих его «непостижимым».Не общепризнанной, но принимаемой несколькими исследователями возможностью глобальной катастрофы является парниковая катастрофа, называемая по-английски «неограниченно растущий парниковый эффект» (runaway greenhouse effect). О нем пишут: А.В. Карнаухов в статьях «К вопросу об устойчивости химического баланса атмосферы и теплового баланса Земли» [39]и «Парниковая катастрофа», [40]О.В. Иващенко в статье «Изменение климата и изменение циклов обращения парниковых газов в системе атмосфера—литосфера—гидросфера – обратные связи могут значительно усилить парниковый эффект» [41]и А. Ваганов в статье «Сценарии парниковой катастрофы». [42]Из зарубежных ученых можно отметить Дж. Атченсона, который утверждает, что за счет цепной реакции дегазации газовых гидратов температура может вырасти на несколько градусов в ближайшие годы, а не за сто лет. [43]
В отличие от продвигаемой средствами массовой информации концепции парникового эффекта, которая утверждает, что при худшем сценарии температура Земли возрастет на 2–6 градусов и уровень океана повысится на несколько метров, эти исследователи заключают, что парниковый эффект находится на пороге необратимости, пройдя который, он войдет в фазу положительной обратной связи, и температура Земли возрастет на десятки или сотни градусов, делая жизнь на Земле невозможной. Возникновение такого эффекта возможно, в частности, в связи с тем, что водяной пар (не в форме облаков, а растворенный в воздухе) является сильнейшим парниковым газом – а запасы воды, которая будет испаряться, на Земле огромны.
(Этот сценарий можно назвать венерианским, потому что именно благодаря парниковому эффекту на поверхности Венеры температура составляет более 400 градусов по Цельсию, при том что в силу высокого альбедо – ярко-белые облака – она получает меньше солнечной энергии, чем Земля.)
Кроме того, постепенное увеличение светимости Солнца (в сравнении с предыдущими эпохами глобальных потеплений миллионы лет назад), увеличение длины земных суток, накопление углекислого газа и снижение растворимости углекислого газа в океанах с ростом температуры работают на то, чтобы сделать парниковый эффект более сильным.
Резким увеличением парникового эффекта чреват и еще один фактор – разрушение огромных запасов газовых гидратов на дне моря, которое приведет к выделению в атмосферу большого количества метана – сильнейшего парникового газа. [44]Разрушение газовых гидратов может принять характер цепной реакции, что уже произошло 55 миллионов лет назад, когда температура Земли повысилась за несколько тысяч лет примерно на 10 градусов (позднепалеоценовый термальный максимум). Однако тогда гидратов было гораздо меньше. (Возможно, за усилиями правительств по снижению выбросов парниковых газов стоит понимание рисков необратимой катастрофы уже в этом веке.)
Глобальное потепление является системным риском,поскольку в нем увязано множество разных факторов: Солнце, земные недра, океаны, человек, политика, вулканизм.
Парниковая катастрофа может состоять из трех этапов:
1. Нагрев на 1–2 градусаза счет избытка в атмосфере углекислого газа антропогенного происхождения, прохождение точки «спускового крючка», подобного порогу срабатывания у нейрона. Только на этом этапе борьба с выбросами углекислого газа имеет смысл. Возможно, пороговый уровень уже пройден, как утверждает профессор Лавлок. [45]
2. Нагрев на 10–20 градусовза счет метана из газовых гидратов и сибирских болот, и углекислого газа, растворенного в океанах. Скорость этого самоусиливающегося процесса ограничена тепловой инерцией океана, на это уйдет не менее 10 лет. Этому процессу можно противостоять только резкими высокотехнологичными вмешательствами вроде искусственной ядерной зимы и/или взрыва многих вулканов.
3. Подъем температуры до точки кипения водывследствие включения в процесс парникового эффекта от водяного пара и от разрушения карбонатсодержащих пород в земной коре.
Исследование необратимого глобального потепления находится под сильным давлением наблюдательной селекции, то есть если его не было в прошлом, поскольку мы могли выжить только в том мире, где оно не произошло, мы не можем заключать, что оно маловероятно и в будущем.
Развитая цивилизация легко сможет противостоять изменениям климата, например, распыляя разные порошки в верхних слоях атмосферы или развертывая космические экраны, чтобы охладить ее или подогреть. Наихудший сценарий подразумевает ситуацию, когда процесс необратимого нагрева атмосферы начался (при этом сам подъем температуры еще может быть небольшим, главное – формирование цепочек положительной обратной связи), а цивилизация утратила по каким-то своим внутренним причинам способность к высокотехнологичному регулированию климата и откатилась к более раннему уровню. Тогда она может быть окончательно повержена необратимым нагревом атмосферы, который произойдет через десятки лет после технического коллапса. Глобальное потепление является прекрасным примером области знаний, в которой расходящееся пространство интерпретаций наносит ущерб нашей способности действовать. Только ленивый не клевал А. Гора за его фильм о потеплении. Возможно, наша неспособность прийти к какому-нибудь одному, пусть и неправильному выводу наносит больший ущерб, чем ложный вывод, поскольку полностью парализует способность согласованно действовать.
Рекомендуемая литература
Карнаухов А.В.К вопросу об устойчивости химического баланса атмосферы и теплового баланса Земли // Биофизика. – 1994. – 39, 1.Ваганов АСценарии парниковой катастрофы. – НГ-Наука, 2001.
Benton M.J., Twitchett R.J.How to kill (almost) all life: the end-Permian extinction event. TRENDS in Ecology and Evolution. – Vol. 18. – № 7, July 2003.
Глава 13
Астероиды и космическое оружие
Более того – чем меньше астероиды, тем чаще они встречаются, и подавляющее их число в случае падения не несет угрозы человеческого вымирания, хотя и способно вызвать значительные разрушения. Например, астероид Апофис, пролет которого мимо Земли ожидается в пятницу 13 апреля 2029 года, мог бы произвести взрыв в 800 мегатонн, но разрушения от такого взрыва распространятся только в радиусе нескольких сотен километров.
Астероиды и кометы: неведомые траектории и закономерности
Часто в качестве возможной причины вымирания человечества указывают падение астероида, равного тому, который, как считается, истребил динозавров и оставил кратер Чиксулуб в Мексике. Это небесное тело имело диаметр около 10 км. Однако важно отметить, что в результате этого события жившие тогда наши предки-млекопитающие не вымерли. Следовательно, даже астероид такого размера, скорее всего, не может истребить всех людей, и тем более жизнь на Земле: расчеты показывают, что для этого нужно небесное тело размером 30–60 км. Собственно астероидов такого размера на орбитах, которые могут пересекаться с орбитой Земли, не осталось, однако гораздо большую угрозу могут представлять кометы, происходящие из облака Оорта.Облако Оорта окружает Солнечную систему и находится далеко за орбитой Плутона. В нем – миллиарды и триллионы ледяных глыб, которые очень медленно вращаются вокруг Солнца по очень широким орбитам. Поскольку Солнечное притяжение на таких расстояниях невелико, то их орбитальная скорость может составлять только несколько метров в секунду – и достаточно изменить ее на эту величину, чтобы такая глыба льда начала стремительно приближаться к Солнцу, разгоняясь до скоростей в десятки километров в секунду и превращаясь в комету.
Очевидно, что кометы гораздо опаснее астероидов. Они движутся по траекториям, пересекающим земную орбиту почти перпендикулярно и с гораздо большей скоростью, чем астероиды. Поскольку периоды обращения комет крайне велики, то и появление среди них новых непредсказуемо. Кроме того, кометы имеют тенденцию рассыпаться в цепочки обломков, растягивающихся по орбите, которые превращаются в своего рода автоматные очереди, способные поразить планету сразу в нескольких местах, как это сделала комета Шумейкеров – Леви с Юпитером. При этом каждый из обломков кометы может рассыпаться в атмосфере на множество кусков, распространяя поражение на большую площадь.
Например, в США есть загадочное геологическое образование Carolina Bays – это несколько сот тысяч следов на Земле в виде эллипсов, размером до километра, покрывающих территорию целого штата. Одна из гипотез их происхождения – это то, что они являются следами столкновения с осколками кометы, распавшейся в воздухе над Канадой. Напомню, что и тунгусский метеорит был, скорее всего, осколком кометы Энке.
Поскольку кометы движутся или со стороны Солнца, или из глубины Солнечной системы, их гораздо труднее обнаруживать. Рыхлая структура комет делает более проблематичным расчет их отклонения, а большая скорость оставляет меньше времени на реакцию. Да и посылать космические аппараты к ним навстречу труднее. Наконец, процессы, побуждающие ледяные глыбы облака Оорта срываться с места, все еще остаются неизученными, так как прямое наблюдение за облаком пока невозможно.
Наихудший сценарий предполагает обращение вокруг Солнца по эллиптической орбите массивного тела вроде десятой планеты, которое регулярно (раз в миллионы лет) возмущает облако Оорта своим гравитационным полем, вызывая «дождь комет» во внутренних областях Солнечной системы.
К сказанному следует добавить, что сегодня наибольшие успехи отмечены в отслеживании наименее опасных (с точки зрения риска человеческого вымирания) околоземных астероидов. С другой стороны, количество астероидов, проходящих рядом с Землей, больше, чем количество комет, примерно в сто раз.
Очевидно, что именно неопределенность наших знаний о движении и будущих траекториях объектов Солнечной системызаставляет нас бояться падения комет и астероидов. В связи с этим предпринимается ряд международных и национальных программ по защите от астероидов. Все они страдают от существенной недооценки рисков по шкале затраты – эффективность, иначе говоря, расходы на спасение одной человеческой жизни за счет улучшения автодорог, например в Англии, существенно выше, чем деньги, выделяемые на спасение одной человеческой жизни в антиастероидных программах. Это является проявлением присущего человеку свойства при равном суммарном ущербе уделять больше внимания небольшим и явным событиям, чем большим, но редким.
Бомбы и лазеры в космосе: решение проблемы или создание новой
Так или иначе, мало-помалу проблема осознается как реальная, и отдельные системы по обнаружению и отклонению астероидов проходят испытания. Зонд Deep Impact поразил комету Темпеля медной болванкой, в системах ПРО отрабатывается техника стрельбы по быстродвижущимся целям. В связи с этим, правда, возникают естественные опасения, что такая система может быть использована и во вред.Например, в недалеком будущем можно будет тайно отклонить какой-нибудь астероид, направив его к Земле, с тем чтобы он упал в определенном месте. Разумеется, вероятность такого действия с чьей-либо стороны крайне невелика, однако вероятность естественного падения на Землю астероида тоже очень мала, и еще не известно, какая вероятность больше. В связи с грядущим частным освоением космоса и радикальным удешевлением космической техники за счет применения роботов, способных в той или иной мере к самовоспроизводству, вероятность злоупотребления законами небесной механики с целью совершения небывалого в истории теракта возрастает.
Другой рассматриваемый вариант защиты Земли от астероидной опасности – это размещение на земной орбите нескольких огромных бомб в сотни мегатонн или единицы гигатонн, снабженных ракетными движками, которые смогут перехватить крупный астероид на подлете. (Например, тот астероид, который отклонили космические террористы где-то в поясе астероидов.) Однако я вовсе не буду спать спокойнее, зная, что огромные водородные бомбы стерегут мое небо от астероидов, потому что такого количества гигатонных водородных бомб, которого достаточно для защиты Земли от внезапной атаки с любой стороны, достаточно и для уничтожения разумной жизни на Земле, если они перейдут на более низкие орбиты с помощью своих движков и взорвутся одновременно над ее поверхностью со всех сторон. (Более точные подсчеты показывают: чтобы поджечь все на поверхности Земли, потребуется примерно 500 бомб по 10 гигатонн, но, возможно, если учесть вклад радиации и повреждения атмосферы, это число может быть меньше.)
Как бы ни мала была вероятность такого применения противоастероидного оружия, она больше, чем вероятность естественного столкновения Земли с огромным астероидом. И хотя вряд ли противоастероидная защита будет включать в себя 500 бомб, так же маловероятно, что к Земле подлетит астероид, способный уничтожить человечество, то есть имеющий поперечник более 10 км.
Грубо говоря, для защиты от астероида с поражающей силой в Х мегатонн мы должны держать на орбите примерно X мегатонн оружия. Точно так же, как в случае с системами ПРО, будет очевидным двойное назначение подобной системы, и тот, кто будет контролировать противоастероидную систему, будет контролировать мир.Это побудит его сделать такую систему избыточной.
Существуют и другие проекты отражения астероидов. Чем раньше мы обнаружили астероид, тем более слабого воздействия достаточно для его отклонения. Современное состояние дел таково, что необходимо иметь запас по крайней мере в 10 лет от момента обнаружения подозрительного астероида, чтобы точно рассчитать траекторию, спроектировать перехватчик, построить его, запустить и дать ему долететь до точки перехвата. Затем нужно еще время, чтобы результат малого воздействия на астероид привел к значительному изменению его траектории.
Есть проекты по созданию лазеров с ядерной накачкой, которые будут способны оказывать отклоняющее воздействие на астероиды, однако опять же можно представить варианты, когда их повернут против Земли (хотя авторы проектов утверждают, что их военное применение невозможно).
Для того чтобы уничтожить жизнь на Земле, нужна сила, способная одновременно действовать по всей ее поверхности. Этот критерий позволяет выделить среди разных физических процессов и видов человеческой деятельности те, которые потенциально способны привести к глобальной катастрофе.
Собственно три среды окружают всю Землю – это сама земная кора, земная атмосфера и космос, и к этому можно прибавить искусственную информационную среду. Очевидно, что в космосе есть огромное количество сил, которые могли бы без труда стереть в порошок Землю, однако поскольку разумная жизнь могла развиться только в достаточно спокойном уголке Вселенной, мы пребываем в относительной безопасности. Освоение космоса открывает возможности прикоснуться к величию этих сил и создать множество новых опасностей человеческому выживанию, две из которых мы уже рассмотрели: отклонение астероидов и взрывы огромных водородных бомб со всех сторон Земли, которые своим излучением уничтожили бы все на поверхности.
Экспансия в космос: еще один способ поменять одни проблемы на другие
Освоение космоса затруднено проблемами запуска с Земли космических аппаратов, поэтому возникает желание производить как можно больше необходимых для них компонентов в космосе (например, добывать лед на Луне и производить из него водород и кислород для ракетного топлива).По мере развития робототехники все большее число необходимых узлов можно будет производить на Луне и астероидах. В «идеале» мы могли бы отправлять полностью автоматизированную станцию на отдаленный астероид или спутник планеты, с тем чтобы она сама на месте производила необходимое научное оборудование или свои копии для рассылки к следующим планетам. Это открывает огромные перспективы: забросив одно такое «семечко» на крупный астероид, через какое-то время мы могли бы получить его полностью преобразованным в огромный научный инструмент, например, телескоп, или в орбитальную станцию, готовую принять людей. По мере развития систем искусственного интеллекта и технологий молекулярного производства, то есть нанороботов, создание такого космического «семени» будет становиться все более простой задачей. Я полагаю, что в течение XXI века оно будет создано.
Однако здесь возникают серьезные проблемы. Мы должны контролировать развитие такого самовоспроизводящегося автомата,хотя бы для того, чтобы он не засыпал всю Солнечную систему своими копиями. (А в худшем случае не произвел миллионы атомных бомб.) Но если на Земле мы можем контролировать любую лабораторию за счет мгновенных систем связи и возможности ударить по ней ядерными ракетами, то распространение информации о сбое, скажем, на спутнике планеты-гиганта потребует часов, а посылка туда «карательной экспедиции» – месяцев. За это время любая самовоспроизводящаяся система успеет приготовиться к прилету гостей – а космический корабль в космосе гораздо более уязвим, чем огромная, зарытая в Землю система.
Однако человечество погибнет гораздо раньше, чем произойдет полное поглощение черной дырой Земли. Примерно половина массы при поглощении вещества черными дырами переходит в энергию излучения, поэтому процесс поглощения Земли будет сопровождаться разогревом ее вещества. Еще в начале роста дыры, например, из-под земли начнут выходить раскаленные газы, которые сделают атмосферу непригодной для дыхания.