Анализ будущих глобальных катастрофических явлений

Технологические риски различаются  по степени готовности их «элементарной  базы». Одни из них технически возможны в настоящий момент времени, тогда так другие требуют в разной степени длительного развития технологий и, возможно, некий принципиальных открытий.

Соответственно, можно выделить три  категории:

А) риски, для которых технология полностью разработана (ядерное  оружие) или требует незначительно доработки.

Б) риски, технология для которых  успешно развивается и не видно  никаких теоретических препятствий  для её реализации в обозримом  будущем (биотехнологии).

В) риски, которые требуют для  своего возникновения неких принципиальных открытий (антигравитация, высвобождения энергии из вакуума и т д.). Не следует недооценивать эти риски – весомая часть глобальных рисков в XX веке произошла из принципиально новых и неожиданных открытий.

Значительная часть рисков находится  между пунктами Б и В, так как  с точки зрения одних исследователей речь идёт о принципиально недостижимых или бесконечно сложных вещах, а с точки других – вполне технологически реализуемых (нанороботы и искусственный интеллект). Принцип предосторожности заставляет нас выбирать тот вариант, где они возможны.

Природные риски

Вселенские катастрофы

Теоретически возможны катастрофы, которые изменят всю Вселенную  как целое, по масштабу равновеликие Большому взрыву. Из статистических соображений  вероятность их меньше чем 1% в ближайший  миллиард лет, как показали Бостром и Тегмарк . Однако истинность рассуждений Бострома и Тегмарка зависит от истинности их базовой посылки – а именно о том, что разумная жизнь в нашей Вселенной могла бы возникнуть и несколько миллиардов лет назад. Посылка эта базируется на том, что тяжёлые элементы, необходимые для существования жизни, возникли уже через несколько миллиардов лет после возникновения Вселенной, задолго до формирования Земли. Очевидно, однако, что степень достоверности, которую мы можем приписать этой посылке, меньше, чем 100 миллиардов к 1, поскольку у нас нет прямых её доказательств – а именно следов ранних цивилизаций. Более того, явное отсутствие более ранних цивилизаций (парадокс Ферми) придаёт определённую достоверность противоположной посылке – а именно, что человечество возникло исключительно, крайне маловероятно рано. Возможно, что существование тяжелых элементов – не единственное необходимое условие для возникновения разумной жизни, и есть и другие условия, например, что частота вспышек близких квазаров и гиперновых значительно уменьшилась (а плотность этих объектов действительно убывает по мере расширения Вселенной и исчерпания водородных облаков). Бостром и Тегмарк пишут: «Можно подумать, что раз жизнь здесь, на Земле, выжила в течение примерно 4 Гигалет, такие катастрофические события должны быть исключительно редкими. К сожалению, этот аргумент несовершенен, и создаваемое им чувство безопасности – фальшиво. Он не принимает во внимание эффект наблюдательной селекции, который не позволяет любому наблюдателю наблюдать что-нибудь ещё, кроме того, что его вид дожил до момента, когда они сделали наблюдение. Даже если бы частота космических катастроф была бы очень велика, мы по-прежнему должны ожидать обнаружить себя на планете, которая ещё не уничтожена. Тот факт, что мы всё ещё живы, не может даже исключить гипотезу, что в среднем космическое пространство вокруг стерилизуется распадом вакуума, скажем, каждые 10 000 лет, и что наша собственная планета просто была чрезвычайно удачливой до сих пор. Если бы эта гипотеза была верна, перспективы будущего были бы унылы». И хотя далее Бостром и Тегмарк отвергают предположение о высокой частоте «стерилизующих катастроф», основываясь на позднем времени существования Земли, мы не можем принять этот их вывод, поскольку, как мы говорили выше, посылка, на которой он основан, ненадёжна. Это не означает, однако, неизбежность близкого вымирания в результате вселенской катастрофы. Единственный наш источник знаний о возможных вселенских катастрофах – теоретическая физика, поскольку, по определению, такой катастрофы ни разу не случалось за время жизни Вселенной (за исключением самого Большого Взрыва). Теоретическая физика порождает огромное количество непроверенных гипотез, а в случае вселенских катастроф они могут быть и принципиально непроверяемыми. Отметим также, что исходя из сегодняшнего понимания, мы никаким образом не можем ни предотвратить вселенскую катастрофу, ни защитится от неё (хотя, быть можем, можем ей спровоцировать – см. раздел об опасных физических экспериментах.) Обозначим теперь список возможных – с точки зрения некоторых теоретиков – вселенских катастроф.

1. Распад фальшивого вакуума.  Проблемы фальшивого вакуума  мы уже обсуждали в связи  с физическими экспериментами.

2. Столкновение с другой браной. Есть предположения, что наша Вселенная – это только объект в многомерном пространстве, называемый браной (от слова «мембрана»). Большой взрыв – это результат столкновения нашей браны с другой браной. Если произойдёт ещё одно столкновение, то оно разрушит сразу весь наш мир.

3. Большой Разрыв. Недавно  открытая тёмная энергия приводит, как считается, ко всё более  ускоренному расширению Вселенной.  Если скорость расширения будет  расти, то когда-нибудь это  разорвёт Солнечную систему. Но  будет это через десятки миллиардов лет по современным теориям.

4. Переход остаточной тёмной  энергии в материю. Недавно  было высказано предположение,  что эта тёмная энергия может  внезапно перейти в обычную  материю, как это уже было  во времена Большого взрыва .

Геологические катастрофы

Геологические катастрофы убивают в миллионы раз больше людей, чем падения астероидов, однако они, исходя из современных представлений, ограничены по масштабам. Всё же это заставляет предположить, что глобальные риски, связанные с процессами внутри Земли, превосходят космические риски. Возможно, что есть механизмы выделения энергии и ядовитых газов из недр Земли, с которыми мы просто не сталкивались в силу эффекта наблюдательной селекции.

Извержения сверхвулканов

Вероятность извержения сверхвулкана равной интенсивности значительно больше, чем вероятность падения астероида. Однако предотвратить это событие современная наука не в силах. (В будущем, возможно, удастся постепенно стравливать давление из магматических котлов, но это само по себе опасно, так как потребует сверление их крышек.) Основная поражающая сила сверхизвержения – вулканическая зима. Она короче ядерной, так как частицы вулканического пепла тяжелее, но их может быть значительно больше. В этом случае вулканическая зима может привести к новому устойчивому состоянию – новому ледниковому периоду.

Крупное извержение сопровождается выбросом ядовитых газов – в том  числе соединений серы. При очень  плохом сценарии это может дать значительное отравление атмосферы. Это отравление не только сделает её малопригодной для дыхания, но и приведёт к повсеместным кислотным дождям, которые сожгут растительность и лишат людей урожаев. Возможны также большие выбросы диоксида углерода и водорода.

Наконец, сама вулканическая  пыль опасна для дыхания, так как  засоряет лёгкие. Люди легко смогут обеспечить себя противогазами и марлевыми повязками, но не факт, что их хватит для скота и домашних животных. Кроме того, вулканическая пыль попросту засыпает огромные поверхности, а также пирокластические потоки могут распространяться на значительные расстояния. Наконец, взрывы сверхвулканов порождают цунами.

Всё это означает, что люди, скорее всего, переживут извержение сверхвулкана, но оно со значительно  вероятность отправит человечество на одну из постапокалиптических стадий. Однажды человечество оказалось на грани вымирания из-за вулканической зимы, вызванной извержением вулкана Тоба 74000 лет назад. Однако современные технологии хранения пищи и строительства бункеров позволяют значительной группе людей пережить вулканическую зиму такого масштаба.

В древности имели место  колоссальные площадные извержения вулканов, которые затопили миллионы квадратных километров расплавленной  лавой – в Индии на плато  Декан во времена вымирания динозавров (возможно, спровоцировано падением астероида  с противоположной стороны Земли, в Мексике), а также на Восточно-Сибирской платформе. Есть сомнительное предположение, что усиление процессов водородной дегазации на русской равнине является предвестником появления нового магматического очага . Также есть сомнительное предположение о возможности катастрофического растрескивания земной коры по линиям океанических разломов и мощных взрывов пара под корой .

Интересным остаётся вопрос о том, увеличивается ли общая  теплота внутри Земли за счёт распада  радиоактивных элементов, или наоборот, убывает за счёт охлаждения теплоотдачей. Если увеличивается, то вулканическая активность должна возрастать на протяжении сотен миллионов лет. (Азимов, связи с ледниковыми периодами: «По вулканическому пеплу в океанских отложениях можно заключить, что вулканическая деятельность в последние 2 миллиона лет была примерно в четыре раза интенсивнее, чем за предыдущие 18 миллионов лет» .)

Падение астероидов

Падение астероидов и комет часто  рассматривается как одна из возможных  причин вымирания человечества. И хотя такие столкновения вполне возможны, шансы тотального вымирания в результате них, вероятно, преувеличиваются. См. статьи Пустынского «Последствия падения на Землю крупных астероидов» и Вишневского «Импактные события и вымирания организмов». В последней статье делается вывод, что «астероид диаметром около 60 км может стать причиной гибели всех высокоорганизованных форм жизни на Земле». Однако такого размера астероиды падают на Землю крайне редко, раз в миллиарды лет. (Астероид, одновременный вымиранию динозавров, имел только 10 км в диаметре, то есть был примерно в 200 раз меньше по объёму, и большая часть биосферы благополучно пережила это событие.)

Падение астероида Апофис, которое могло бы произойти в 2029 году (сейчас вероятность оценивается тысячными долями процента), никак не может погубить человечество. Размер астероида – около 400 метров, энергия взрыва – порядка 800 мегатонн, вероятное место падения – Тихий океан и Мексика. Тем не менее, астероид вызвал бы цунами, равносильное индонезийскому 2004 года (только 1 процент энергии землетрясения переходит в цунами, а энергия землетрясения тогда оценивается в 30 гигатонн) по всему Тихому океану, что привело бы к значительным жертвам, но вряд ли бы отбросило человечество на постапокалиптическую стадию.

2,2 миллиона лет назад  комета диаметром 0,5-2 км (а значит, со значительно большей энергией) упала между южной Америкой  и Антарктидой (Элталинская катастрофа ). Волна в 1 км высотой выбрасывала  китов в Анды. Тем не менее,  австралопитеки, жившие в Африке, не пострадали. В окрестностях Земли нет астероидов размерами, которые могли бы уничтожить всех людей и всю биосферу. Однако кометы такого размера могут образоваться в облаке Оорта.

Основным поражающим фактором при падении астероида стала  бы не только волна-цунами, но и «астероидная зима», связанная с выбросом частиц пыли в атмосферу. Падение крупного астероида может вызвать деформации в земной коре, которые приведут к извержениям вулканов. Кроме того, крупный астероид вызовет всемирное землетрясение, опасное в первую очередь для техногенной цивилизации.

Более опасен сценарий интенсивной  бомбардировки Земли множеством осколков. Тогда удар будет распределяться более равномерно и потребует  меньшего количества материала. Эти  осколки могут возникнуть в результате распада некого космического тела (см. далее об угрозе взрыва Каллисто), расщепления кометы на поток обломков (Тунгусский метеорит был, возможно, осколком кометы Энке), в результате попадания астероида в Луну или в качестве вторичного поражающего фактора от столкновения Земли с крупным космическим телом. Многие кометы уже состоят из групп обломков, а также могут разваливаться в атмосфере на тысячи кусков. Это может произойти и в результате неудачной попытки сбить астероид с помощью атомного оружия.

Падение астероидов может провоцировать  извержение сверхвулканов, если астероид попадёт в тонкий участок земной коры или в крышку магматического котла вулкана, или если сдвиг  пород от удара растревожит отдалённые вулканы. Расплавленные железные породы, образовавшиеся при падении железного астероида, могут сыграть роль «зонда Стивенсона» – если он вообще возможен, – то есть проплавить земную кору и манию, образовав канал в недра Земли, что чревато колоссальной вулканической активностью. Хотя обычно этого не происходило при падении астероидов на Землю, лунные «моря» могли возникнуть именно таким образом. Кроме того, излияния магматических пород могли скрыть кратеры от таких астероидов. Такими излияниями являются Сибирские трапповые базальты и плато Декан в Индии. Последнее одновременно двум крупным импактам (Чиксулуб и кратер Шивы). Можно предположить, что ударные волны от этих импактов, или третье космическое тело, кратер от которого не сохранился, спровоцировали это извержение. Не удивительно, что несколько крупных импактов происходят одновременно. Например, ядрам комет свойственно состоять из нескольких отдельных фрагментов – например, комета Шумейкера-Леви, врезавшаяся в Юпитер в 1994 году, оставила на нём пунктирный след, так как к моменту столкновения уже распалась на фрагменты. Кроме того, могут быть периоды интенсивного образования комет, когда Солнечная система проходит рядом с другой звездой. Или в результате столкновения астероидов в поясе астероидов .

Гораздо опаснее воздушные взрывы метеоритов в несколько десятков метров диметров, которые могут вызвать ложные срабатывания систем предупреждения о ядерном нападении, или попадания таких метеоритов в районы базирования ракет.

Пустынский в своей статье приходит к следующим выводам, с которыми я совершенно согласен: «Согласно  оценкам, сделанным в настоящей статье, предсказание столкновения с астероидом до сих пор не гарантировано и является делом случая. Нельзя исключить, что столкновение произойдёт совершенно неожиданно. При этом для предотвращения столкновения необходимо иметь запас времени порядка 10 лет. Обнаружение астероида за несколько месяцев до столкновения позволило бы эвакуировать население и ядерно-опасные предприятия в зоне падения. Столкновение с астероидами малого размера (до 1 км диаметром) не приведёт к сколько-нибудь заметным общепланетным последствиям (исключая, конечно, практически невероятное прямое попадание в район скопления ядерных материалов). Столкновение с более крупными астероидами (примерно от 1 до 10 км диаметром, в зависимости от скорости столкновения) сопровождается мощнейшим взрывом, полным разрушением упавшего тела и выбросом в атмосферу до нескольких тысяч куб. км. породы. По своим последствиям это явление сравнимо с наиболее крупными катастрофами земного происхождения, такими как взрывные извержения вулканов. Разрушение в зоне падения будут тотальными, а климат планеты скачкообразно изменится и придёт в норму лишь через несколько лет (но не десятилетий и столетий!) Преувеличенность угрозы глобальной катастрофы подтверждается тем фактом, что за свою историю Земля перенесла множество столкновений с подобными астероидами, и это не оставило доказано заметного следа в её биосфере (во всяком случае, далеко не всегда оставляло). Лишь столкновение с более крупными космическими телами (диаметром более ~15-20 км) может оказать более заметное влияние на биосферу планеты. Такие столкновения происходят реже, чем раз в 100 млн. лет, и у нас пока нет методик, позволяющих даже приблизительно рассчитать их последствия».

Выводы: вероятность гибели человечества в результате падения астероида  в XXI веке крайне мала. По мере развития нашей цивилизации мы можем неограниченно её уменьшать. Однако крупные катастрофы возможны. Есть некоторый шанс засорения космического пространства крупными осколками в результате космической войны в будущем.

Гамма-всплески

Гамма-всплески – это интенсивные  короткие потоки гамма-излучения, приходящие из далёкого космоса. Гамма-всплески, по-видимому, излучаются в виде узких пучков, и поэтому их энергия более  концентрированная, чем при обычных  взрывах звёзд. Возможно, сильные гамма-всплески от близких источников послужили причинами нескольких вымираний десятки и сотни миллионов лет назад . Гамма-всплески происходят при столкновениях чёрных дыр и нейтронных звёзд или коллапсах массивных звёзд. Близкие гамма-всплески могли бы вызывать разрушение озонового слоя и даже ионизацию атмосферы. Однако в ближайшем окружении Земли не видно подходящих кандидатов ни на источники гамма-всплесков, ни на сверхновые (ближайший кандидат в источник гамма-всплеска, Эта Киля – достаточно далеко – порядка 7000 световых лет и вряд ли ось её неизбежного в будущем взрыва будет направлена на Землю). Поэтому, даже с учётом эффекта наблюдательной селекции, который увеличивает частоту катастроф в будущем по сравнению с прошлым в некоторых случаях до 10 раз (см. мою статью «Природные катастрофы и антропный принцип») вероятность опасного гамма-всплеска в XXI веке не превышает тысячных долей процента. Тем более люди смогут пережить даже серьёзный гамма-всплеск в различных бункерах.