Учёные подсчитали, когда на Земле возникнет взрывной парниковый эффект

В Голливуде было снято немало фильмов о конце нашего мира — от «Армагеддона» до «Послезавтра». Теперь же новое исследование позволило взглянуть на будущее нашей планеты с ужасающей стороны, и оно выглядит не очень красиво.

Исследователи смоделировали «взрывной парниковый эффект» — резкое повышение температуры на планете. Они с тревогой говорят, что вскоре Земля может превратиться в «ад, непригодный для жизни», подобно нашей соседней планете, Венере. И предсказывают, что парниковый эффект на Земле может возникнуть всего через пару сотен лет или даже раньше.

Новое исследование было проведено астрономами Женевского университета (UNIGE) совместно с французскими лабораториями CNRS в Париже и Бордо. Они предупреждают об «испарении всего поверхностного океана» Земли и «резком повышении глобальной температуры поверхности».

Взрывной парниковый эффект — процесс, при котором положительная обратная связь между температурой поверхности и непрозрачностью атмосферы увеличивает силу парникового эффекта на планете до тех пор, пока её океаны не испарятся. Такой процесс, как предполагается, произошел на раннем этапе истории Венеры.

«Этот климатически нестабильный переход разделяет две популяции планет — с умеренным климатом и горячих после взрывного парникового эффекта, — говорится в исследовании. — Понимание механизма взрывного парникового эффекта имеет ключевое значение для оценки разницы эволюции Венеры и Земли».

Венеру называют «злым близнецом» Земли, потому что она тоже скалистая и примерно такого же размера, но средняя температура ее поверхности составляет 465°C. Благодаря плотной атмосфере Венера даже горячее, чем Меркурий, хотя последний вращается по орбите ближе к Солнцу. Скалистая планета не только негостеприимна, но и стерильна — ее поверхность достаточно горяча, чтобы расплавить свинец, и содержит ядовитые облака серной кислоты.

Даже с Земли Венера — самое яркое явление на ночном небе, не считая Луны, и ее можно различить по легкому желтоватому оттенку. Таким образом, она служит для нас наглядным предупреждением о том, что может случиться с планетой.

Обычно в глобальном потеплении винят углекислый газ и метан, но авторы исследования утверждают, что на самом деле к возникновению парникового эффекта на Земле может привести водяной пар. Мир уже потеплел из-за выбросов углекислого газа и метана, и это приводит к увеличению количества водяного пара в атмосфере из-за испарения океанов. И хотя многие люди этого не знают, водяной пар является естественным парниковым газом. Он не дает солнечной радиации, поглощенной Землей, уходить в пустоту космоса, удерживая тепло «как спасательное одеяло».

Парниковый эффект еще больше увеличивает испарение океанов и, в свою очередь, еще больше увеличивает количество водяного пара в атмосфере — возникает катастрофически быстро нарастающая спираль.

«Существует критический порог количества водяного пара, за которым планета уже не может охлаждаться, — говорит ведущий автор исследования Гийом Шаверо. — Дальше всё идет по нарастающей, пока океаны не испарятся полностью, а температура не достигнет нескольких сотен градусов».

С помощью новых климатических моделей учёные рассчитали, что очень небольшое увеличение солнечного излучения приведёт к повышению глобальной температуры Земли всего на несколько десятков градусов. Однако этого будет достаточно, чтобы запустить необратимый процесс на Земле и сделать нашу планету такой же негостеприимной, как Венера, утверждают они.

Исследователи описали процесс, состоящий из трех частей, который, по их словам, может быть применен к любой планете с океанами, даже к тем, которые находятся за пределами нашей Солнечной системы (так называемые экзопланеты).

Во-первых, если изначально предполагается наличие жидкого поверхностного океана, наступает фаза испарения, в результате которой атмосфера обогащается водяным паром. Во-вторых, когда океан считается полностью испарившимся, наступает «фаза сухого перехода», во время которой температура поверхности резко возрастает. И наконец, эволюция заканчивается горячим и стабильным «постпарниковым состоянием», в котором, по оценкам экспертов, находилась Венера последние 700 миллионов лет.

Исследование также подчеркивает, почему информация о температуре экзопланет, определяемая с помощью спутников и мощных телескопов, является ключом к поиску возможной разумной жизни за пределами нашей Солнечной системы. Если на экзопланете слишком жарко, то, скорее всего, условия на ней сродни Венере, и она не может быть пригодной для обитания.

«Изучая климат на других планетах, мы стремимся определить, насколько они пригодны для жизни», — говорит автор исследования Эмелин Болмон.

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.