Why Earth may someday look like Mars | Anjali Tripathi

Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Переводчик: Nataliia Pysemska Редактор: Yekaterina Jussupova

So when you look out at the stars at night,

Взглянув ночью на звёзды,

it's amazing what you can see.

можно увидеть потрясающие вещи.

It's beautiful.

Они прекрасны.

But what's more amazing is what you can't see,

Но ещё более потрясающе то, что скрыто от нашего взора:

because what we know now

теперь мы знаем,

is that around every star or almost every star,

что вокруг почти каждой звезды

there's a planet,

вращается одна

or probably a few.

или несколько планет.

На этом изображении нельзя увидеть

So what this picture isn't showing you

are all the planets that we know about

все те планеты в космосе,

out there in space.

о существовании которых мы знаем.

But when we think about planets, we tend to think of faraway things

Планеты обычно вызывают мысли о чём-то далёком

that are very different from our own.

и сильно отличающемся от того, что есть у нас.

But here we are on a planet,

Но мы находимся здесь, на этой планете.

and there are so many things that are amazing about Earth

На Земле существует множество потрясающих вещей,

подобие которых мы ищем повсюду.

that we're searching far and wide to find things that are like that.

And when we're searching, we're finding amazing things.

В процессе поисков мы сталкиваемся с потрясающими вещами.

But I want to tell you about an amazing thing here on Earth.

Однако я хочу рассказать о восхитительном явлении, происходящем здесь, на Земле:

каждую минуту

And that is that every minute,

400 pounds of hydrogen

более 180 килограммов водорода

and almost seven pounds of helium

и 3 килограмма гелия

escape from Earth into space.

улетают с Земли в космос.

And this is gas that is going off and never coming back.

Этот газ улетает безвозвратно.

So hydrogen, helium and many other things

Водород, гелий и другие элементы

make up what's known as the Earth's atmosphere.

входят в состав того, что мы называем атмосферой Земли.

The atmosphere is just these gases that form a thin blue line

Атмосфера — это лишь тонкая голубая линия, сформированная из этих газов,

that's seen here from the International Space Station,

которую фотографируют астронавты

a photograph that some astronauts took.

на Международной космической станции.

And this tenuous veneer around our planet

Этот тонкий слой, окружающий нашу планету,

is what allows life to flourish.

позволяет жизни процветать.

It protects our planet from too many impacts,

Он защищает планету

от многочисленных ударов метеоритов и тому подобного.

from meteorites and the like.

And it's such an amazing phenomenon

Данный феномен настолько потрясающий,

that the fact that it's disappearing

что факт потери этого слоя

should frighten you, at least a little bit.

должен хотя бы немного пугать вас.

Итак, я изучаю данный процесс,

So this process is something that I study

and it's called atmospheric escape.

который называется «планетарный ветер».

So atmospheric escape is not specific to planet Earth.

Он свойственен не только Земле.

It's part of what it means to be a planet, if you ask me,

Я бы сказала, это неотъемлемая особенность планет,

потому что все планеты во Вселенной, включая Землю,

because planets, not just here on Earth but throughout the universe,

can undergo atmospheric escape.

подвержены планетарному ветру,

характер которого рассказывает о самой планете.

And the way it happens actually tells us about planets themselves.

Because when you think about the solar system,

Обычно Солнечную систему

you might think about this picture here.

представляют в виде такого изображения.

And you would say, well, there are eight planets, maybe nine.

Вы бы сказали, что здесь восемь, возможно девять, планет.

So for those of you who are stressed by this picture,

Для тех из вас, кого напрягает эта картинка,

I will add somebody for you.

я добавлю кое-что.

(Смех)

(Laughter)

Courtesy of New Horizons, we're including Pluto.

Благодаря станции New Horizons добавляем Плутон.

Учитывая цель этого выступления

And the thing here is,

for the purposes of this talk and atmospheric escape,

и особенности планетарного ветра,

я считаю Плутон планетой,

Pluto is a planet in my mind,

in the same way that planets around other stars that we can't see

так же, как и невидимые нам планеты,

вращающиеся вокруг других звёзд.

are also planets.

So fundamental characteristics of planets

В соответствии со своими основополагающими характеристиками,

include the fact that they are bodies

планеты являются телами,

that are bound together by gravity.

связанными между собой гравитацией.

So it's a lot of material just stuck together

Множество объектов держатся вместе благодаря

этой притягательной силе.

with this attractive force.

And these bodies are so big and have so much gravity.

Сами тела и сила их гравитации огромны.

Именно поэтому они круглые.

That's why they're round.

So when you look at all of these,

Взгляните: все они,

включая Плутон,

including Pluto,

they're round.

круглые.

Здесь можно увидеть гравитацию в действии.

So you can see that gravity is really at play here.

But another fundamental characteristic about planets

Однако есть вторая основополагающая особенность планет,

которую здесь не видно, —

is what you don't see here,

and that's the star, the Sun,

это наличие звезды, Солнца,

that all of the planets in the solar system are orbiting around.

вокруг которой вращаются все планеты Солнечной системы.

And that's fundamentally driving atmospheric escape.

Именно она является движущей силой планетарного ветра.

The reason that fundamentally stars drive atmospheric escape from planets

Причина существенного влияния звёзд на планетарный ветер состоит в том,

что они дают планетам частицы, свет и тепло,

is because stars offer planets particles and light and heat

that can cause the atmospheres to go away.

которые могут вызвать утечку атмосферы.

So if you think of a hot-air balloon,

Представьте воздушный шар,

or you look at this picture of lanterns in Thailand at a festival,

либо взгляните на это фото фонарей с фестиваля в Таиланде.

you can see that hot air can propel gasses upward.

Вы увидите, что горячий воздух может заставлять газ двигаться вверх.

Если у вас достаточно энергии и тепла,

And if you have enough energy and heating,

which our Sun does,

как у Солнца,

that gas, which is so light and only bound by gravity,

этот лёгкий газ, удерживаемый лишь гравитацией,

it can escape into space.

может улететь в космос.

And so this is what's actually causing atmospheric escape

Именно это вызывает планетарный ветер

here on Earth and also on other planets --

на Земле и других планетах —

that interplay between heating from the star

взаимодействие между теплом от звезды

и преодолением силы гравитации на планете.

and overcoming the force of gravity on the planet.

Я говорила, каждую минуту мы теряем

So I've told you that it happens

at the rate of 400 pounds a minute for hydrogen

180 кг водорода

и 3 кг гелия.

and almost seven pounds for helium.

Как же это выглядит?

But what does that look like?

Well, even in the '80s,

Даже в 80-х годах

we took pictures of the Earth

мы фотографировали Землю

in the ultraviolet

в ультрафиолетовом свете

using NASA's Dynamic Explorer spacecraft.

с помощью космического корабля НАСА Dynamic Explorer.

So these two images of the Earth

Эти два изображения Земли показывают,

show you what that glow of escaping hydrogen looks like,

как выглядит улетучивание водорода

shown in red.

в красном свете.

And you can also see other features like oxygen and nitrogen

Также здесь можно увидеть кислород и азот

in that white glimmer

в виде белого проблеска

in the circle showing you the auroras

в круге, демонстрирующем полярное сияние,

а также нескольких клочков вокруг тропиков.

and also some wisps around the tropics.

Итак, эти изображения убедительно показывают,

So these are pictures that conclusively show us

что наша атмосфера не привязана прочно к Земле,

that our atmosphere isn't just tightly bound to us here on Earth

but it's actually reaching out far into space,

она простирается далеко в космос,

and at an alarming rate, I might add.

должна отметить, в пугающих объёмах.

Но Земля не единственная претерпевает планетарный ветер.

But the Earth is not alone in undergoing atmospheric escape.

Mars, our nearest neighbor, is much smaller than Earth,

Марс, наш ближайший сосед, намного меньше Земли,

so it has much less gravity with which to hold on to its atmosphere.

следовательно, гравитация, удерживающая его атмосферу, слабее.

And so even though Mars has an atmosphere,

У Марса есть атмосфера,

we can see it's much thinner than the Earth's.

но она более разрежённая, чем земная.

Just look at the surface.

Взгляните на его поверхность.

Эти кратеры указывают, что у него не было атмосферы,

You see craters indicating that it didn't have an atmosphere

that could stop those impacts.

способной остановить столкновения.

Also, we see that it's the "red planet,"

Также мы видим, что это красная планета,

and atmospheric escape plays a role

а планетарный ветер влияет

in Mars being red.

на цвет Марса.

That's because we think Mars used to have a wetter past,

Мы думаем, будто раньше на Марсе было более влажно,

а когда у воды было достаточно энергии, она распалась на водород и кислород.

and when water had enough energy, it broke up into hydrogen and oxygen,

and hydrogen being so light, it escaped into space,

Водород очень лёгкий, поэтому он улетел в космос,

and the oxygen that was left

а оставшийся кислород

oxidized or rusted the ground,

окислился, покрыл землю ржавчиной,

making that familiar rusty red color that we see.

из-за чего она приобрела знакомый красно-ржавый цвет.

So it's fine to look at pictures of Mars

Взглянув на изображения Марса,

and say that atmospheric escape probably happened,

можно подумать, что раньше там был планетарный ветер.

but NASA has a probe that's currently at Mars called the MAVEN satellite,

В данный момент у НАСА на Марсе есть зонд MAVEN.

and its actual job is to study atmospheric escape.

Он занимается изучением планетарного ветра.

Это космический аппарат «Эволюция атмосферы и летучих веществ на Марсе».

It's the Mars Atmosphere and Volatile Evolution spacecraft.

And results from it have already shown pictures very similar

Переданные им изображения очень похожи на то,

to what you've seen here on Earth.

что мы видим здесь, на Земле.

We've long known that Mars was losing its atmosphere,

Давно известно, что Марс теряет атмосферу, но теперь

but we have some stunning pictures.

у нас появились потрясающие снимки.

Here, for example, you can see in the red circle

Например, здесь, в красном круге,

is the size of Mars,

можно увидеть размер Марса,

and in blue you can see the hydrogen escaping away from the planet.

а синие части изображения показывают утечку водорода с планеты.

So it's reaching out more than 10 times the size of the planet,

Он распространяется на расстояние, в 10 раз превышающее размер Марса —

достаточно далеко, чтобы потерять связь с планетой.

far enough away that it's no longer bound to that planet.

It's escaping off into space.

Он утекает в открытый космос.

And this helps us confirm ideas,

Это помогает подтвердить предположения,

что Марс красный из-за потери водорода.

like why Mars is red, from that lost hydrogen.

But hydrogen isn't the only gas that's lost.

Однако помимо водорода утекают и другие газы.

Я упомянула гелий на Земле, а также кислород и водород,

I mentioned helium on Earth and some oxygen and nitrogen,

and from MAVEN we can also look at the oxygen being lost from Mars.

а благодаря MAVEN мы можем видеть, что и Марс теряет кислород.

Можно заметить, что кислород из-за своей тяжести

And you can see that because oxygen is heavier,

it can't get as far as the hydrogen,

не может улетучиться так же далеко, как водород,

but it's still escaping away from the planet.

однако он всё равно исчезает с планеты.

You don't see it all confined into that red circle.

Вы этого не видите, но он ограничен тем красным кругом.

So the fact that we not only see atmospheric escape on our own planet

По сути, мы не только видим планетарный ветер на нашей планете,

but we can study it elsewhere and send spacecraft

но и можем изучать его в других местах, а запуск космических аппаратов

allows us to learn about the past of planets

позволит изучить прошлое планет,

but also about planets in general

а также их будущее

and Earth's future.

и будущее Земли.

So one way we actually can learn about the future

Итак, один из способов узнать о будущем —

is by planets so far away that we can't see.

изучить планеты, находящиеся за пределами нашего поля видимости.

And I should just note though, before I go on to that,

Прежде чем перейти к этому, хочу отметить,

I'm not going to show you photos like this of Pluto,

что не покажу вам фото, как в случае с Плутоном.

Возможно, это вас разочарует,

which might be disappointing,

but that's because we don't have them yet.

но дело в том, что у нас их ещё нет.

Однако миссия New Horizons как раз изучает планетарный ветер,

But the New Horizons mission is currently studying atmospheric escape

being lost from the planet.

так что следите за новостями.

So stay tuned and look out for that.

But the planets that I did want to talk about

Планеты, о которых я хочу поговорить,

are known as transiting exoplanets.

известны как транзитные экзопланеты.

Любая планета, вращающаяся вокруг другой звезды, а не нашего Солнца,

So any planet orbiting a star that's not our Sun

is called an exoplanet, or extrasolar planet.

называется экзопланетой или внесолнечной планетой.

And these planets that we call transiting

У этих так называемых транзитных планет

have the special feature

есть особенность:

that if you look at that star in the middle,

взглянув на эту звезду в центре,

you'll see that actually it's blinking.

вы увидите, что она мерцает.

Причина мерцания в том,

And the reason that it's blinking

is because there are planets that are going past it all the time,

что планеты, которые постоянно проходят мимо неё,

имеют особое расположение,

and it's that special orientation

из-за чего заслоняют свет звезды,

where the planets are blocking the light from the star

that allows us to see that light blinking.

и мы видим, как она мерцает.

And by surveying the stars in the night sky

Изучив мерцание звёзд

в ночном небе,

for this blinking motion,

мы можем обнаружить планеты.

we are able to find planets.

This is how we've now been able to detect over 5,000 planets

Так мы смогли обнаружить более 5 000 планет

в нашем Млечном Пути.

in our own Milky Way,

and we know there are many more out there, like I mentioned.

Мы знаем, что существует множество звёзд и за его пределами.

So when we look at the light from these stars,

Глядя на свет, исходящий от этих звёзд,

what we see, like I said, is not the planet itself,

на самом деле мы видим не сами планеты,

but you actually see a dimming of the light

а затемнение света,

that we can record in time.

которое можно зафиксировать.

So the light drops as the planet decreases in front of the star,

Итак, светимость падает, когда планета проходит перед звездой —

and that's that blinking that you saw before.

именно это мерцание вы видели ранее.

So not only do we detect the planets

Мы не только находим планеты,

но и изучаем этот свет в волнах разной длины.

but we can look at this light in different wavelengths.

Я упоминала о наблюдении за Землёй и Марсом в ультрафиолете.

So I mentioned looking at the Earth and Mars in ultraviolet light.

Если посмотреть на транзитные экзопланеты через телескоп «Хаббл»,

If we look at transiting exoplanets with the Hubble Space Telescope,

we find that in the ultraviolet,

можно обнаружить, что в ультрафиолете

you see much bigger blinking, much less light from the star,

мерцания намного больше, а света от звезды меньше,

when the planet is passing in front.

когда планета проходит перед ней.

And we think this is because you have an extended atmosphere of hydrogen

Мы считаем, что причина в расширенном слое водорода в атмосфере

all around the planet

вокруг планеты,

из-за чего она выглядит пышной

that's making it look puffier

and thus blocking more of the light that you see.

и блокирует бо́льшую часть видимого света.

So using this technique, we've actually been able to discover

С помощью этой техники мы обнаружили

a few transiting exoplanets that are undergoing atmospheric escape.

несколько транзитных экзопланет с планетарным ветром.

Эти планеты можно назвать раскалёнными Юпитерами

And these planets can be called hot Jupiters,

for some of the ones we've found.

из-за того, что мы там обнаружили.

And that's because they're gas planets like Jupiter,

Дело в том, что они, как и Юпитер, являются газовыми планетами,

but they're so close to their star,

но находятся намного ближе к своей звезде,

about a hundred times closer than Jupiter.

примерно в сто раз ближе Юпитера.

And because there's all this lightweight gas that's ready to escape,

Из-за лёгкого газа, готового к утечке,

and all this heating from the star,

и тепла звезды,

you have completely catastrophic rates of atmospheric escape.

показатели планетарного ветра катастрофические.

So unlike our 400 pounds per minute of hydrogen being lost on Earth,

Для сравнения, Земля теряет 180 кг водорода в минуту,

for these planets,

но на этих планетах

потеря достигает 590 тысяч тонн в минуту.

you're losing 1.3 billion pounds of hydrogen every minute.

So you might think, well, does this make the planet cease to exist?

Здесь можно задуматься: приведёт ли это к гибели планеты?

And this is a question that people wondered

Именно таким вопросом задавались люди,

when they looked at our solar system,

глядя на нашу Солнечную систему,

потому что планеты, расположенные ближе к Солнцу, каменистые,

because planets closer to the Sun are rocky,

and planets further away are bigger and more gaseous.

а более газообразные и крупные планеты находятся в отдалении.

Could you have started with something like Jupiter

Может ли объект вроде Юпитера,

находясь близко к Солнцу,

that was actually close to the Sun,

избавиться от всего своего газа?

and get rid of all the gas in it?

We now think that if you start with something like a hot Jupiter,

Сейчас мы считаем, что объект вроде раскалённого Юпитера

you actually can't end up with Mercury or the Earth.

не может превратиться в Меркурий или Землю.

But if you started with something smaller,

Но в случае с объектом меньшего размера,

it's possible that enough gas would have gotten away

есть вероятность, что с него испарится достаточно газа,

that it would have significantly impacted it

и это настолько изменит его,

and left you with something very different than what you started with.

что получившийся объект будет значительно отличаться от изначального.

Это всё звучит довольно расплывчато,

So all of this sounds sort of general,

и мы можем подумать о Солнечной системе,

and we might think about the solar system,

but what does this have to do with us here on Earth?

но как это связано с нами здесь, на Земле?

Well, in the far future,

В далёком будущем

Солнце станет ярче.

the Sun is going to get brighter.

And as that happens,

Когда это произойдёт,

the heating that we find from the Sun is going to become very intense.

тепло, которое мы получаем от Солнца, станет очень интенсивным.

In the same way that you see gas streaming off from a hot Jupiter,

Газ будет улетучиваться с Земли так же стремительно,

gas is going to stream off from the Earth.

как с раскалённого Юпитера.

And so what we can look forward to,

Поэтому нам следует предвкушать

or at least prepare for,

или хотя бы быть готовыми

is the fact that in the far future,

к тому, что в далёком будущем

the Earth is going to look more like Mars.

Земля будет больше похожа на Марс.

Our hydrogen, from water that is broken down,

Водород из воды, вследствие её распада,

будет утекать в открытый космос быстрее,

is going to escape into space more rapidly,

and we're going to be left with this dry, reddish planet.

а нам останется эта сухая красноватая планета.

So don't fear, it's not for a few billion years,

Не бойтесь, у нас есть ещё несколько миллиардов лет

so there's some time to prepare.

на подготовку.

(Смех)

(Laughter)

Однако я хочу, чтобы вы знали, что это начнёт происходить

But I wanted you to be aware of what's going on,

не в будущем,

not just in the future,

but atmospheric escape is happening as we speak.

планетарный ветер происходит на протяжении нашего разговора.

So there's a lot of amazing science that you hear about happening in space

Вы слышите о множестве удивительных явлений в космосе,

о далёких планетах,

and planets that are far away,

а мы изучаем эти планеты, чтобы узнать эти миры.

and we are studying these planets to learn about these worlds.

But as we learn about Mars or exoplanets like hot Jupiters,

Однако при изучении Марса или экзопланет, подобных раскалённому Юпитеру,

we find things like atmospheric escape

мы обнаруживаем явления, такие как планетарный ветер,

которые больше рассказывают о нашей планете Земле.

that tell us a lot more about our planet here on Earth.

So consider that the next time you think that space is far away.

Учитывайте это, когда в следующий раз подумаете, что космос находится далеко.

Thank you.

Спасибо.

(Аплодисменты)

(Applause)