Солнце обеспечивает нас светом и теплом благодаря термоядерным реакциям, протекающим в его ядре. В то же время горячее ядро Земли создает магнитное поле, защищающее планету от космической радиации, и поддерживает тектоническую и вулканическую активность, которая формирует и обновляет ее поверхность.
Оба этих процесса продолжаются уже миллиарды лет, но, как известно, ничто во Вселенной не вечно. Рано или поздно они завершатся, и вопрос в том, какой из процессов первым выйдет из этой космической гонки.
Современные научные данные позволяют нам сделать обоснованные прогнозы.
Жизненный цикл Солнца
Солнце зародилось примерно 4,6 миллиарда лет назад, и сейчас оно находится в наиболее стабильной фазе своей эволюции, называемой "главной последовательностью". В ядре нашего светила при температуре около 15 миллионов градусов Цельсия происходят термоядерные реакции, в ходе которых водород превращается в гелий.
Исходя из современных астрофизических моделей, запасов водорода в ядре Солнца должно хватать примерно на 10-11 миллиардов лет непрерывного "горения" с момента начала термоядерной реакции. Это означает, что нашей звезде осталось пребывать в текущем стабильном состоянии еще около 5-6 миллиардов лет. После этого начнутся необратимые изменения, которые кардинально повлияют на всю Солнечную систему.
Когда запасы водорода в ядре Солнца будут исчерпаны, оно начнет превращаться в нестабильного красного гиганта — внешние слои звезды будут стремительно расширяться, а ее светимость значительно возрастать. Эта фаза звездной эволюции продлится около одного миллиарда лет и приведет к такому росту температуры на Земле, что все ее водоемы испарятся, а раскаленная поверхность станет совершенно непригодной для жизни.
Финальная стадия эволюции Солнца наступит примерно через 7 миллиардов лет, считая от дня сегодняшнего, когда оно сбросит внешние оболочки и превратится в чрезвычайно плотный белый карлик, который будет медленно — невероятно медленно — остывать триллионы лет.
Тепловая эволюция ядра Земли
Ядро Земли состоит из двух частей: твердого внутреннего ядра (радиусом около 1 220 километров) и жидкого внешнего ядра (радиусом около 2 200 километров). Температура в центре Земли достигает примерно 5500-6000 градусов Цельсия.
Тепло земного ядра поддерживается несколькими ключевыми источниками:
Остаточное тепло от формирования планеты
Сформировавшись около 4,54 миллиарда лет назад, Земля регулярно сталкивалась с другими космическими телами. Вкупе с гравитационным сжатием это привело к высвобождению огромного количества тепла, часть которого оказалась "заперта" в ядре.
Энергия от гравитационной дифференциации
По мере того как тяжелые элементы, такие как железо и никель, опускались к центру планеты, а более легкие поднимались к поверхности, выделялась дополнительная энергия.
Тепло от распада радиоактивных элементов
Уран, торий и калий, содержащиеся в недрах Земли, постепенно распадаются, выделяя тепло, которое поддерживает температуру ядра.
Геофизические исследования показывают, что остывание ядра происходит крайне медленно — за миллиард лет его температура понижается примерно на 100 градусов. Это связано с низкой теплопроводностью мантии и коры, которые действуют как теплоизоляционный слой.
При текущих темпах остывания, к моменту, когда Солнце исчерпает запасы водорода, температура ядра Земли снизится примерно на 500-600 градусов.
Вывод
Научные данные однозначно указывают: Солнце завершит свой жизненный цикл значительно раньше, чем остынет ядро Земли. Кроме того, даже после перехода Солнца в стадию белого карлика земное ядро будет сохранять большую часть своей тепловой энергии.
Однако с практической точки зрения важнее другой факт: жизнь на Земле станет невозможной задолго до превращения Солнца в белый карлик. Постепенное увеличение светимости нашей звезды (примерно на 10% каждый миллиард лет) приведет к катастрофическому глобальному потеплению и испарению всех океанов уже через 1-2 миллиарда лет — задолго до начала фазы красного гиганта.
Читайте также:
