Атмосфераны жойсаңыз не болады

Адам айналасындағы ауаның бар екеніне соншалықты үйреніп кеткендіктен, көбіне оның бар екенін байқамай да қалады. Ал шын мәнінде атмосфера — тек тыныс алуға жарамды газдар қоспасы ғана емес, планетадағы өмірдің әрбір қырына әсер ететін күрделі қорғаныс жүйесі. Атмосферасы жоқ ең жақын аспан денесі — Айға қарап-ақ, ауа қабығы болмаса әлемнің қандай болатынын көзге елестетуге болады. Жердің атмосферасын алып тастау туралы ойша тәжірибе жүргізу өркендеген биосфера мен жансыз шөлдің арасындағы шекараның қаншалықты нәзік екенін түсінуге мүмкіндік береді. Мұндай сценарийдің салдары бір мезгілде физикаға, химияға, геологияға және биологияға әсер етеді.

Тірі ағзалар үшін бірден болатын салдар

Ауа қабығы кенеттен жойылып кетсе, алғашқы секундтардың өзінде-ақ тірі ағзалардың басым көпшілігі үшін бұл өлімге әкелетін жағдай болар еді. Кенеттен қысымның жоғалуына ағзаның реакциясы медицина мен астрофизикада жақсы зерттелген.

Тірі ағзалармен бірден дерлік мынадай жағдайлар болар еді:

• өкпеде қалған ауа тез кеңейіп, өкпе тіндерінің жарылуына әкелуі мүмкін;
• сыртқы қысым жоғалғандықтан, сұйықтықтың қайнау температурасы күрт төмендеп, қан дене температурасында-ақ қайнай бастайды;
• жасушаларға оттегі түсуі тоқтап, сана шамамен 15 секунд ішінде жоғалады;
• тері мен шырышты қабықтар ешқандай қорғаныссыз қатты ультракүлгін және рентген сәулелерінің әсеріне ұшырайды;
• су астында болған ағзалар аз уақытқа ғана аман қалуы мүмкін, бірақ кейінгі өзгерістер олардың тағдырын да шешіп қояды.

Мұндай жағдайда қысқа уақыт болса да тірі қалуы мүмкін жалғыз тіршілік иелері — тәжірибелерде ашық ғарыш жағдайына төтеп бере алатын микроскопиялық жануарлар, яғни тардиградтар. Қалған барлық тіршілік формалары, тіпті ең төзімді аэробты бактериялардың өзі алғашқы минуттардың ішінде жойылып кетер еді.

Планета бетінде болатын физикалық өзгерістер

Атмосфера күн мен түн арасындағы температура айырмашылықтарын жұмсартатын жылулық буфер қызметін атқарады. Ол болмаса, Жер беті аса қатты температуралық қарама-қайшылықтар аймағына айналар еді.

Температуралық жағдай түбегейлі өзгерер еді:

1. Планетаның күн түсіп тұрған жағы тікелей күн сәулесінің әсерінен 120 градус Цельсийге және одан да жоғары температураға дейін қызар еді. Мұндай температуралар атмосферасы жоқ Айдың күн сәулесі түсетін бетінде тіркеледі. Тау жыныстары күндіз кеңейіп, түнде күрт жиырылып, олардың механикалық бұзылуы жылдамдар еді.
2. Түнгі жағы минус 170 градусқа дейін және одан да төмен температураға дейін суынар еді. Көмірқышқыл газы мен су буы тудыратын жылыжай әсері болмағандықтан, жылу бірден ғарыш кеңістігіне тарайды. Айдың түнгі температурасы дәл осындай деңгейге дейін төмендейтіні белгілі.
3. Барлық су айдындары орналасуына қарай буланып кетер еді немесе қатып қалар еді. Күн түсетін жақтағы теңіздер мен мұхиттар вакуумға қарқынды буланып кетсе, көлеңкедегі су қоймалары қатты мұзға айналар еді. Бұл процесс жылдар емес, бірнеше күн немесе тіпті сағат ішінде жүруі мүмкін.
4. Жел бүкіл планетада бірден тоқтар еді. Атмосфералық айналым — барлық ауа райы құбылыстарының қозғаушы күші — толық тоқтайды. Соған байланысты бұлттар, жауын-шашын және барлық метеорологиялық процестер жоғалар еді.

Ақырында Жер беті мұз болып қатқан мұхиттардың қалдықтары бар ай пейзажына ұқсап кетер еді — бір жағынан айбынды, бірақ толықтай жансыз көрініс.

Су мен дүниежүзілік мұхиттың тағдыры

Су — жердегі өмір үшін оттегіден кейінгі ең маңызды компоненттердің бірі. Ол сұйық күйде тек белгілі бір қысым диапазонында ғана тұрақты болады. Атмосфера дәл сол қысымды қамтамасыз етеді.

Гидросфераның жойылуы шамамен мынадай сценарий бойынша жүрер еді:

• мұхиттардың жоғарғы қабаттары бірден қайнап, вакуумға орасан зор мөлшерде бу шығарар еді;
• су буы атмосфералық қысым болмағандықтан ғарышқа тарап кетер еді;
• судың терең қабаттары қатты салқындау әсерінен мұзға айналып, молекулалардың бір бөлігі қатты күйде сақталар еді;
• жер асты сулары жер бетінде жүретін процестерден оқшауланып, ең ұзақ уақыт сақталатын еді;
• өзендер мен көлдер мұхиттарға қарағанда массасы әлдеқайда аз болғандықтан, іс жүзінде бірден жоғалар еді.

Марс бізге мұндай процестің нақты мысалын береді. Миллиардтаған жыл бұрын ол да тығыз атмосферасын жоғалтқан. Ол кезде онда өзендер ағып, теңіздер болған, ал бүгін олардың тек мұзға айналған қалдықтары полярлық аймақтарда және жер астында ғана сақталған.

Геологиялық салдар

Атмосфераның геологиялық процестерге әсері көп жағдайда еленбейді, бірақ оның маңызы өте зор. Ауа қабығы үгілу, эрозия және су айналымы арқылы тектоникалық процестерге де қатысады.

Ең маңызды геологиялық салдардың қатарында мыналар бар:

1. Метеориттер Жер бетіне еш кедергісіз түсе бастар еді. Қазіргі кезде ғарыш денелерінің көпшілігі атмосферада жанып кетеді. Бұл қорғаныс болмаса, планета Айдағыдай үздіксіз метеориттік бомбалауға ұшырар еді. Ай бетінің миллиардтаған кратерлермен жабылғаны да дәл осы себептен.
2. Химиялық үгілу толығымен тоқтар еді. Бұл процесс — су, оттегі және көмірқышқыл газының әсерінен тау жыныстарының бұзылуы — топырақ пен жер бедерінің қалыптасуындағы негізгі факторлардың бірі. Онсыз Жер беті жаңбыр мен жел ешқашан тегістемейтін өткір сынықтардың қатып қалған теңізіне ұқсар еді.
3. Жанартау белсенділігі жалғасқанымен, бөлінген газдар атмосферада ұсталып қала алмас еді. Күкірт диоксиді, көмірқышқыл газы және су буы бірден вакуумға тарап кетер еді. Уақыт өте келе Жер газдардың соңғы көзінен де айырылар еді.
4. Мұз тау жыныстарының жарықтарына қысымсыз кеңейіп, олардың механикалық бұзылуын жеделдетер еді. Күн мен түн арасындағы температура айырмашылығы тау жыныстарына орасан зор жылулық жүктеме түсірер еді. Уақыт өте келе жер беті Айдағы реголитке ұқсас ұсақ шаң қабатымен жабылар еді.

Радиациядан қорғайтын экранның жоғалуы

Атмосфера ғарыштан келетін қауіпті сәулелерден қорғайтын көп деңгейлі қалқан қызметін атқарады. Озон қабаты ультракүлгін сәулені сіңіреді, ал ауа қабатының тығыз бөліктері рентген және гамма сәулелерін әлсіретеді. Сонымен бірге атмосфера магнит өрісімен бірге күн желінің зарядталған бөлшектерін ауытқытады.

Радиациялық жағдай мынадай түрде өзгерер еді:

• ультракүлгін сәулелер ағыны қазіргі деңгеймен салыстырғанда жүздеген есе артатын еді;
• Күннің қатты рентген сәулелері жер бетіне еш кедергісіз жетер еді;
• күн дауылдары кезінде зарядталған бөлшектер топырақтың үстіңгі қабатын күйдіріп жіберер еді;
• радиацияға ең төзімді микроағзалардың споралары мен цисталары да бірнеше сағат ішінде өлімге әкелетін дозаларды алар еді;
• терең үңгірлер мен жер асты қабаттары ғана гипотетикалық өмір үшін ықтимал баспана болар еді.

Ұзақ уақыт Марста өмір сүруге бағытталған кез келген миссия дәл осындай мәселеге тап болады. Қызыл планетаның әлсіз атмосферасы радиациядан Жермен салыстырғанда тек шамамен 1 пайыз ғана қорғаныс береді.

Дыбысқа, жарыққа және магнит өрісіне әсері

Атмосфераның жоғалуы алғаш қарағанда оған қатысы жоқ болып көрінетін көптеген құбылыстарға да әсер етеді. Дыбыстың таралуы, жарықтың шашырауы және магнит өрісінің қорғаныс әсері ауа қабығының болуына байланысты.

Кейбір физикалық құбылыстар толық жойылар еді немесе түбегейлі өзгерер еді:

1. Дыбыс құбылысы толық жоғалар еді. Дыбыс толқындары — ортаның механикалық тербелістері, ал материалдық орта болмаса олар тарай алмайды. Жер толық тыныштыққа батып, тек тау жыныстары арқылы тарайтын діріл ғана қалуы мүмкін.
2. Аспан көгілдір түсін жоғалтып, күндіз де қара болып көрінер еді. Аспанның көгілдір түсі — күн сәулесінің ауа молекулаларында шашырауының нәтижесі. Ауа болмаса, вакуум арқылы қарағанда бірден жұлдызды ғарыш көрінер еді. Ал Күн мүлде қара фонда жарқыраған ақ диск ретінде байқалар еді.
3. Жердің магнит өрісінің қорғаныс әсері жанама түрде әлсірер еді. Планетаның магнит өрісі ядродегі балқыған темірдің қозғалысынан пайда болады, бірақ атмосфера зарядталған бөлшектерді шашыратып, магнитосфераның қорғанысын күшейтеді. Бұл әсер болмаған жағдайда күн желі жер бетіне әлдеқайда күшті әсер етер еді.
4. Ымырт толығымен жоғалар еді. Күн батқаннан кейін де жарықтың біршама уақыт сақталуы атмосфераның жарықты шашырату қасиетіне байланысты. Ауа қабаты болмаса, жарықтың өзгеруі бір сәтте болар еді — дәл жарықты өшіргендей, бір мезетте толық жарықтан толық қараңғылыққа өтетін еді.

Атмосфера Жер бетіндегі барлық дерлік физикалық процестерге қатысады — аспанның түсінен бастап тау жыныстарының бұзылу жылдамдығына дейін. Оның жоғалуы планетаның бейнесін соншалықты түбегейлі өзгертер еді, тіпті сырттан қараған бақылаушы үшін Жер мүлде танылмайтын болар еді.

Атмосфераны жою туралы ойша тәжірибенің ғылыми қызығушылықтан бөлек практикалық мәні де бар. Осы ауа қабығының қаншалықты нәзік екенін түсіну оны бұзуы мүмкін процестерге деген көзқарасты өзгертуі тиіс. Өнеркәсіптік шығарындылар, озон қабатының жұқаруы немесе климаттың өзгеруі сияқты құбылыстардың әрқайсысы жоғарыда сипатталған сценарий бағытына қарай жасалған қадам болып табылады, тек әлдеқайда баяу қарқынмен. Кейде дәл осындай ойша тәжірибелер адамдарды құрғақ статистикалық мәліметтерден гөрі тиімдірек сендіре алады: көзге көрінбейтін және өздігінен бар сияқты көрінетін нәрсе көбіне біздің қолымыздағы ең құнды байлық болып шығады.