Воображаемая жизнь. Путешествие в поисках разумных инопланетян, ледяных существ и супергравитационных животных

Итак, запомним, что планеты с металлическим ядром и каменной мантией в оболочке из воды в том или ином состоянии могут встречаться достаточно часто. И, возвращаясь к Айсхейму, мы начнем изучать ключевые особенности жизни, которая могла бы на подобной планете возникнуть.

Энергия

Для зарождения и существования жизни прежде всего необходима энергия. Попробуем же посмотреть на потенциальные источники энергии, которые мы можем обнаружить на поверхности и в недрах любой планеты. Конечно, первой в голову нам придет энергия их материнской звезды. Благодаря этому типу энергии существует большая часть биосферы Земли. Помня об ужасном холоде, царящем на поверхности Айсхейма, вы могли бы решить, что эта планета расположена достаточно далеко от своей звезды. Но это совершенно не обязательно. Например, если бы не наличие в атмосфере Земли диоксида углерода и других парниковых газов, то средняя температура на ее поверхности составила бы около −18 °C, и земная поверхность, включая океаны, замерзла бы несмотря на то, что Земля находится относительно близко от Солнца. Как мы уже говорили в главе 3, в геологическом прошлом нашей планеты уже была пара периодов, на протяжении которых она превращалась в огромный «снежок». Эти периоды завершались, когда благодаря вулканической активности в атмосфере снова появлялся углекислый газ – это приводило к сильному парниковому эффекту, и всемирный ледниковый щит таял.

Такие периоды оледенения, однако, никогда не затягивались настолько, чтобы океаны промерзли насквозь, до самого дна, и таким образом наша планета никогда не превращалась в ледяной мир, подобный Айсхейму. В периоды бытия «планетой‐снежком» на Земле сохранялся океан, скрытый под коркой льда, вроде того, который сейчас существует на спутнике Юпитера, Европе. Но о таких мирах мы поговорим в следующей главе.

Следующий (и, как нам кажется, более важный) источник энергии жизни на Айсхейме – это тепло ядра самой планеты, скрытого под ледяным щитом. Этот тип источников энергии мы можем разделить на несколько подтипов в зависимости от возраста и размеров ядра нашей ледяной планеты.

Первым в этом списке будет остаточное тепло, сохранившееся со времен формирования планеты. На заре своей истории протопланета, ставшая впоследствии Айсхеймом, обращалась по своей орбите, притягивая к себе любые фрагменты вещества, оказавшиеся от нее достаточно близко. Окажись вы в это время на ее поверхности, вы бы увидели постоянно обрушивающийся на нее «дождь» из метеоритов. Энергия, которую они несли с собой, превращалась в тепло. (Как мы уже рассказывали, на Земле этого тепла оказалось достаточно, чтобы планета полностью расплавилась.) Однако как только метеоритное вещество полностью перемешалось с материалом новорожденной планеты, началось их неизбежное охлаждение. На Земле этот процесс длится до сих пор, спустя 4,5 миллиарда лет после образования нашей планеты – примерно половина тепла земных недр представляет собой энергию так и не застывшего полностью первоначального расплава.

Еще один источник тепла, скрытый в недрах планеты, – распад радиоактивных элементов. Период полураспада некоторых из них довольно долог, так что они снабжают ядро планеты энергией на протяжении достаточно длительного времени. Например, период полураспада урана-238 составляет примерно 4,5 миллиарда лет, что сопоставимо с возрастом Земли. Таким образом, в недрах Земли на настоящий момент осталось около половины исходного количества этого, как ни удивительно, весьма распространенного элемента. По оценке ученых, вторая половина тепла, излучаемого недрами Земли, возникает как раз вследствии распада таких долгоживущих радиоактивных элементов, как уран-238.

Количество радиоактивных веществ на Айсхейме будет зависеть от исходного химического состава облака межзвездной пыли, из которого эта планета сформировалась, а состав этого облака, в свой черед, – в первую очередь, от того, из остатков сверхновых каких типов это облако образовалось. Звезды, возникшие из облаков, состоявших преимущественно из первичного водорода, – так называемые звезды первого поколения – не содержали в своем составе сколько‐нибудь значительного количества радиоактивных веществ. И напротив, следует ожидать, что в системах, возникших из облаков, порожденных несколькими поколениями ядерного горения, содержание таких элементов будет гораздо выше, и таким образом, в недрах планет этих систем большая часть тепла возникает вследствие ядерного распада. Наше Солнце обычно причисляют к третьему поколению звезд – этот факт объясняет высокий уровень радиоактивности земного ядра и наличествующее на нашей планете разнообразие химических элементов.