Pasaulio pabaiga: kaip gali išnykti gyvybė planetoje, dažnai kartu su pačia planeta  ()

Istoriškai, viena svarbiausių filosofinių ir religinių temų buvo Pasaulio sukūrimas. Šiuolaikiniam mokslui sparčiai progresuojant, tokiam mitui lieka vis mažiau vietos: galėdami regėti vis toliau, dėl šviesos greičio ribotumo,tuo pačiu regime vis senesnius laikus.


Stebimą praeitį interpretuojant mokslinėmis teorijomis, pasaulio sukūrimo mitui tėra likusios sekundės dalys: visa kita moksliniu metodu paaiškina Didžiojo sprogimo teorija. Nors atskiros detalės dar tikrai nėra gerai suprastos, nuo didžiojo sprogimo iki gyvybės Žemėje istorija yra gan aiški. O ar aišku, kaip viskas baigsis?

Pradėkime nuo toliausios ateities. „Idealiu“ atveju po maždaug 10¹⁰⁰ metų Visata mirtų termodinamine mirtimi. Termodinaminė mirtis šiuo atveju reiškia, kad Visatoje neliks jokios laisvos termodinaminės energijos, kuri galėtų palaikyti bet kokį judėjimą. Iš antrojo termodinamikos dėsnio žinome, kad bet kokiuose termodinaminės energijos mainuose uždaroje sistemoje entropija gali tik didėti.

Tai nereiškia, kad viskas atšals iki 0 K, bet labiau tai, kad Visata pasieks termodinaminę pusiausvyrą ir joje nebevyks jokie energijos mainai, t.y., negalės egzistuoti ir gyvybė. Visai gyvybei charakteringa vykdyti energijos mainus, dėl ko didėja aplinkos entropija. Šis scenarijus mažai tikėtinas, nes jam reikia labai konkretaus tamsiosios energijos modelio, o šios teorijos metu apie tamsiąją energiją nežinota.

Esant dideliam kiekiui tamsiosios energijos, Visata išsiplėstų sparčiau, nei būtų pasiekta termodinaminė mirtis. Nors tamsioji energija nesugeba kompensuoti tokių gravitaciškai susietų sistemų, kaip Saulės sistema ar Paukščių Takas, tačiau tarpgalaktinė erdvė galėtų išsiplėsti pakankamai, kad šviesa iš užgalaktinės erdvės tiesiog nepasiektų galaktikų. T.y., pagal tokį scenarijų erdvės plėtimasis galėtų viršyti šviesos greitį.

Tokia mirtis Visatą ištiktų per dešimtis milijardų metų, priklausomai nuo tamsiosios energijos savybių. Pagal dabartines žinias, toks scenarijus nėra tikėtinas. Dar mažiau tikėtinas alternatyvus scenarijus, jei tamsioji energija išnyktų, gravitacija su laiku kompensuotų Visatos plėtimąsi ir pradėtų trauktis, kol visa Visata virstų juodąja skyle.

 

Bet pasaulio pabaigai juk nebūtina Visatos pabaiga. Jei nepaliksime Saulės sistemos anksčiau, po 7,6 mlrd. metų, Saulei pasiekiant galutines raudonosios milžinės evoliucijos stadijas, Žemė būtų praryta Saulės, prieš tai sutrupinus Mėnulį dėl stiprėjančios potvyninės sąveikos. Raudonąja milžine Saulė pavirs, po apytiksliai 1 mlrd. metų, kuomet jos centre baigsis vandenilis ir kompensuoti savigravitacijai vandenilis degs jau aplink helio šerdį, šiai vis didėjant. Atitinkamai, Saulės spindulys ir šviesis prisitaikys prie pasikeitusios vidinės struktūros. Greičiausiai vien raudonosios milžinės stadijos pakaktų išdeginti Žemės paviršiui per milijardą metų.

Jeigu Žemė neišdegtų per milijardą metų, tikėtina, kad nepriklausomai nuo to, per daug anglies „pasislėptų“ anglies ciklo fosilijų ir kitu pavidalu, kad eukariotinės ląstelės numirtų dėl CO₂ bado. Šie procesai prasidėtų dėl su laiku didėjančios Saulės kaitros jau po 600 mln. metų. Taip būtų dėl cheminio dūlėjimo spartinimo, kurio metu uolienos, veikiamos Saulės, virstų kitais cheminiais junginiais reaguojant su CO₂. Po 600-800 milijonų metų CO₂ būtų per mažai palaikyti fotosintezei ir augalija masiškai išmirtų. Be jų, išnyktų deguonis atmosferoje ir ozono sluoksnis, dėl ko išmirtų gyvūnija.

 

Tikėtina, kad greičiau, per 500-600 mln. metų gama spindulių žybsnis ar artima supernova įvyktų pakankamai arti Žemės, kad dėl suardyto ozono sluoksnio prasidėtų masinis išmirimas. Manoma, kad dėl to įvyko pirmasis iš penkių masinis išmirimas Žemės istorijoje, kurio metu išnyko 49-60 % jūros gyvybės genčių (85 % rūšių). Tuo metu Žemės paviršiuje gyvybė dar buvo nereikšminga. Tai yra tik viena šio išnykimo teorijų priežasčių, ir nors dalis cheminių ir biologinių pokyčių gali būti taip paaiškinti, vienareikšmių įrodymų nėra. Statistiškai toks reiškinys galėtų įvykti pakankamai arti, bet kad paveiktų Žemę, taip pat būtų svarbi ir jo orientacija. Greičiausiai toks įvykis įvyktų WR 104 daugianarėje žvaigždžių sistemoje po 300 000 metų. Žemę šios sistemos virtimas supernova paveiktų, jeigu supernovos sprogimo polius į mus būtų atgręžtas arčiau, nei per 12 laipsnių, bet dabartiniais duomenimis manoma, kad iš tikro labiausiai tikėtina, kad tai būs 30-40 laipsnių.

 

Taip pat statistiškai, kas 100 mln. metų į Žemę trenkiasi 10-15 km skersmens asteroidai, panašūs į sukėlusį masinį dinozaurų išnykimą prieš 66 mln. metų. Šio masinio rūšių išmirimo metu išnyko trys ketvirčiai gyvūnų ir augalų rūšių. Su tam tikromis šaltakraujų išimtimis, kaip krokodilai ar jūrų vėžliai, išnyko visi organizmai, svėrę daugiau, nei 25 kg. Šis išnykimas paveikė visą pasaulį, bet ne visus organizmų tipus vienodai. Augalai masiškai nyko dėl susidūrimo išmestų dulkių blokuojamos Saulės šviesos. Atitinkamai, vien žolėdžiai organizmai negalėjo išgyventi, mėsėdžiai negalėjo išgyventi dėl masyvesnių organizmų trūkumo, bet visaėdžiams, ypač mintantiems dvėseliena, išgyventi buvo palyginus nesunku. Taip pat vabzdžiaėdžiams, nes vabzdžiai, kirminai ir sraigės galėjo pasimaitinti jau mirusia augalų ir gyvūnų medžiaga. Jūros gyvybei pasekmės taip pat buvo skaudžios dėl pasunkėjusios fotosintezės planktonui, bet giliau gyvenančių gyvybės formų šis masinis išnykimas beveik nepaveikė.

 

Per milijoną metų tikėtina, kad išsiverš vadinamasis superugnikalnis. Didžiausi pastarojo meto ugnikalnių išsiveržimai (Tambora 1815, Krakatau 1883, Pinatubo 1991) sukėlė du-tris metus trukusias pasekmes dėl išmestų sieros junginių, kurie gerai sugeria ir atspindi šviesą, dėl to sutrinka klimatas vėsinant žemesnius ir kaitinant aukštesnius atmosferos sluoksnius. Superugnikalniai yra dar 100 kartų didesni. Jų išsiveržimai ankstesniais Žemės vystymosi periodais vyko dažniau, kas 100 000 metų. Toks išsiveržimas galėtų visiškai suniokoti Europos dydžio plotus, staigi klimato kaita pražudytų agrikultūrą, dėl ko kiltų masinis badmetis. Skirtingai, nei su asteroidais, superugnikalnių niekur nenukreipsi ir net mokslinėje fantastikoje nėra idėjų kaip būtų galima sustabdyti tokią katastrofą.

Nors Visatos pabaigos scenarijai dar galbūt abejotini dėl žinių trūkumo, pasaulio pabaigos lygio katastrofa yra statistiškai garantuota dėl ugnikalnių ar asteroidų, ir 100 % garantuota dėl Saulės evoliucijos pabaigos. Tačiau yra ir daugiau, bet statistiškai mažiau reikšmingų kosminių įvykių, galinčių sukelti pasaulio pabaigą. Pavyzdžiui dėl Jupiterio gravitacijos yra 1 % tikimybė, kad Merkurijaus orbita taptų nestabili dar iki Saulės virtimo raudonąja milžine. Trijų kūnų sistemos nėra stabilios ir nors Jupiteris nėra pakankamai didelis, kad destabilizuotų Saulės sistemą artimiausiu metu, tokia tikimybė egzistuoja. Tokiu atveju Merkurijaus lauktų vienas iš keturių scenarijų: išsviedimas iš Saulės sistemos, susidūrimas su Saule, Venera arba Žeme. Jei 15 km asteroidas, tikėtina, išnaikino dinozaurus, 4879 km skersmens Merkurijus nesunkiai sunaikintų visą planetą. Net artimo prasilenkimo metu potvyninės jėgos galėtų sukelti kataklizmus nuo žemės drebėjimų iki visiško Žemės paviršiaus išlydymo. Saulės sistemos susidūrimas su kita žvaigžde yra mažai tikėtinas, bet žinoma bent 14 žvaigždžių, su 90 % tikimybe praskriesiančių pro Saulę per artimiausius kelis milijonus metų. Toks įvykis sutrikdytų Oorto debesį ir susidūrimo su asteroidais tikimybės gerokai išaugtų.

 

Taip pat reiktų nepamiršti ir klimato kaitos. Žmogaus sukeliama klimato kaita galbūt ir nesukels pasaulio pabaigos ar žmonijos išnykimo, bet gerokai apsunkins gyvenimo sąlygas. Daug ilgesniu laiko mastu galime prisiminti, kad klimatas svyravo nuo palmių Antarktidoje iki ledynmečių. Pastarieji sukeltų ypač didelę žalą civilizacijai, nes didžioji dalis naudojamo Žemės paviršiaus taptų negyvenama. Paskutinis ledynmetis baigėsi prieš 10 000 metų ir visos žinomos žmonių civilizacijos egzistavo tik po ledynmečio. Sekantis ledynmetis būtų „laukiamas“ po 50 000 metų, bet mažai tikėtinas dėl šiltnamio dujų emisijų į atmosferą. Kaip rodo praktika, paleisti daugiau CO₂ į atmosferą žmonijos prašyti nereikia.

Jei ne Visata, ar geologiniai pavojai, žmonijai yra ir daugiau grėsmių. Turbūt dar nepamiršta COVID-19 pandemija leidžia savo kailiu suprasti, kaip lengvai pandemija gali plisti, ypač moderniame pasaulyje. Žmonijos istorijoje buvo daugybė katastrofiškai pasibaigusių pandemijų. Vis dėlto evoliuciškai pandemiją sukeliančiam patogenui išžudyti visą žmoniją nėra praktiška, nes tuomet nutrūktų ir paties patogeno gyvavimas. Tai ypač pastebima mirtinesnių pandemijų atveju, kai pandemija žudo greitai ir dėl to plinta lėčiau. Teoriškai greitai plintanti, itin mirtina, bet itin ilgo inkubacinio laikotarpio pandemija galėtų išžudyti visą žmoniją, tegu ir per klaidą, bet tokiu atveju su pandemijų dažniu tai būtų įvykę jau anksčiau. Tokie apribojimai negalioja dirbtinai sukurtiems patogenams, kurių savybės pirmiausiai priklauso nuo jų kūrėjų tikslų. Nors žmonijos egzistavimui pavojingų patogenų nėra sukurta, tam nėra jokių fundamentalių kliūčių. Būtent todėl biologinis ginklas laikomas ne mažiau pavojingu, nei branduolinis.

 

Nors šio straipsnio tikslas buvo apžvelgti natūralius pavojus, reikia nepamiršti ir antropogeninės kilmės pavojų. Jau minėtas biologinis ginklas. Dėl nūdienos aktualijų pirmiausiai prisimenamas branduolinis ginklas. Nors karo pavojai, ypač Lietuvai, akivaizdūs, net ir pasaulinis karas nereikštų masinio išnykimo. Branduolinio karo pavojus yra branduolinė žiema, kuomet branduoliniai ginklai iškeltų pakankamai dulkių į atmosferą, kad tai taptų ekvivalentu superugnikalnio išsiveržimui. Visgi, net tais laikais, kai buvo varžomasi bombų galia, buvo manoma, kad reiktų bent 100 branduolinių atakų, kad iškiltų branduolinės žiemos pavojus. Moderni branduolinė ginkluotė pasuko užtaisų mažinimo kryptimi, tad dabar reiktų dar didesnio masto branduolinio karo, kad iškiltų pavojus visai Žemei.

Nors dėl žmonių pertekliaus pasaulio pabaiga buvo pranašauta jau labai greit, karas Ukrainoje pademonstravo kaip pasaulinis badmetis gali lengvai ateiti ir dabar. Degalai ir gamtinės dujos yra būtinas dabartinės žemdirbystės komponentas. Jau šiuo kriziniu laikotarpiu galime stebėti, kaip žemdirbystė stoja dėl augančios trąšų ir kitų produktų savikainos. Nafta ir gamtinės dujos nėra begalinės ir joms pasibaigus, žemdirbystė turės keistis arba greit pritrūks maisto augančiam žmonių skaičiui. Javų svarba taip pat akivaizdi tiekimo iš Ukrainos ir Rusijos apribojimo kontekste. Agrikultūros taip pat jautrios pandemijoms: pvz. Ug99 grybelinė infekcija yra nepagydoma, plinta Afrikoje ir vidurio rytuose oro būdu, nuo jos nėra vaistų ir ji lemia 100 % derliaus nuostolį. Manoma, kad tik laiko klausimas, kada ši infekcija išplis. Taip pat prie perteklinio žmonių skaičiaus, kaip pasaulio pabaigos katalizatoriaus verta paminėti ir perteklinę žvejybą ir kitą laukinės gamtos įvairovės naikinimą, kuris neišvengiamai neigiamai veikia visą ekosistemą.

 

Taip pat yra daugybė būdų susinaikinti, vystant naujus ginklus, pvz., per nanotechnologiją, biotechnologiją prarandant kontrolę mažo mastelio ginklų, per karą su dirbtiniu intelektu (prisimenant Matricą ar Terminatorių), ar genetiškai modifikuota ar evoliucionavusia subrase, kurią būtų sunku vadinti žmonėmis (kaip išnyko neandartaliečiai), ar tais pačiais ateiviais. Galų gale žmonija gali išnykti tiesiog netyčia ir staiga: vystant pirmuosius branduolinius ginklus buvo baiminamasi, kad šie padegs visą atmosferą kaip degtukas padega gamtines dujas, ar dalelių kolaideriai kažkaip sukurtų juodąją skylę. Taip pat, egzistuoja mirties kultai, kurių tikslas yra susinaikinimas, ir dalis jų turi planų „netikintiesiems“. Kažkuriam iš jų gali ir pavykti. Tykant tiek daug pavojų, galbūt pirmiausiai reiktų pasidžiaugti, kad pasaulis nesibaigia rytoj.

Jonas Klevas




Aut. teisės: www.technologijos.lt
Autoriai: Jonas Klevas
(18)
(1)
(17)

Komentarai ()