Květen 2004

Na Zemi zavládne žhavé peklo

Martin Uhlíř

Rostliny a zvířata zřejmě nepřežijí déle než miliardu let, o něco později se vypaří oceány

"Čtvrtý anděl vylil svou nádobu na Slunce: a byla mu dána moc spalovat lidi svou výhní," praví se v Bibli ve zjevení Janově. Ačkoliv Janovo líčení apokalypsy bychom neměli chápat jako zašifrovanou předpověď budoucnosti, kus pravdy v těchto slovech přece jenom je.

Slunce totiž každých sto milionů let zvyšuje svůj zářivý výkon přibližně o jedno procento. Nezdá se to být moc. Přesto tím naše mateřská hvězda podepisuje rozsudek smrti pozemským organismům. Bude vykonán mnohem dříve, než se Slunce přiblíží konci svého hvězdného života. Předpověď počasí pro budoucnost je tedy poněkud chmurná: rozpálené ovzduší plné vodní páry z vypařujících se oceánů. Tavící se horniny. A možná přijde den, kdy bude pršet železo a sněžit křemík.

Planeta kaktusů

Život se vyvíjel za relativně stálých teplot. Země za to vděčí přirozenému termostatu atmosféry. Když se planeta z nějakého důvodu ochladí a uzavře ji ledový krunýř, zpomalí se reakce, které odčerpávají z ovzduší oxid uhličitý a ukládají jej v mořích a v horninách. Vulkanická činnost ovšem nepřestane dodávat tento plyn do ovzduší. Oxid uhličitý se proto v atmosféře hromadí, jeho koncentrace vzrůstá. Vlivem skleníkového efektu se zemský povrch ohřívá a studené období po nějaké době skončí.

Funguje to i obráceně: jestliže Země zažívá horké období, reakce, očišťující atmosféru od CO2, se zrychlují. Skleníkový jev slábne a teplota po čase opět klesá. Tento mechanismus udržuje na Zemi snesitelné podmínky už miliardy let.

Bohužel se stále jasněji planoucím Sluncem si termostat jednoho dne poradit nedokáže. Rostlinný život nejprve projde dramatickou proměnou. Za 500 milionů roků klesne koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře oproti té současné o 60 procent. Vypovídá o tom klimatický model, který sestavili vědci z Pensylvánské státní univerzity. Před časem jej představil časopis New Scientist. Plných 95 % rostlinných druhů se dostane do potíží, budou zoufale bojovat o to, aby udržely fotosyntézu. Řada jich podlehne: borovice a jedle by uvolnily místo travnatým stepím porostlým keři. Zmizí tropické pralesy, přežijí kaktusy. Po nějaké době to ovšem vzdají i ony. Za 900 milionů let se zelená planeta nejspíš definitivně stane minulostí. Rostliny zmizí a zemský povrch se změní v pustou hnědou pláň.

"Pokud hodnoty CO2 skutečně takto dramaticky poklesnou a rostliny či řasy si nevytvoří schopnost udržet fotosyntézu i za těchto podmínek, pak vyhynou nejen ony, ale také zvířata a všechen mnohobuněčný život," sdělil Lidovým novinám James Kasting, jeden z autorů modelu, prostřednictvím elektronické pošty. I když organismy naleznou nějakou protizbraň, nebude jim to moc platné. "Brzy totiž přijdou další katastrofy," prorokuje Kasting a odkazuje na článek v časopise Nature, jehož je spoluautorem.

Před miliardou let existoval jen primitivní, s největší pravděpodobností pouze jednobuněčný život. Za miliardu let už rostliny ani zvířata tuto planetu zřejmě obývat nebudou. Časový úsek, který byl dán vyššímu životu na třetí planetě sluneční soustavy, není tedy nijak dlouhý.

Země se mění v Mars

Jaké je pokračování smutného příběhu? Neodbytné Slunce bude sužovat Zemi stále víc. Po čase dosáhne teplota na povrchu 60 - 70 °C. Prakticky veškerý CO2 z ovzduší zmizí a přirozený termostat, který přece jen poněkud kompenzoval zhoubný vliv hvězdy, nadobro přestane fungovat. V tu dobu se oceány už budou nenávratně vypařovat a vodní pára v ovzduší prudce urychlí skleníkový efekt.

Po nějaké době oceány prakticky zmizí. Zůstanou po nich nekonečné planiny pokryté solí. Soukolí kontinentálního driftu, procesu, který neustále mění vzhled zemského povrchu, se zadřou. Ustanou horotvorné pochody. Podle amerického planetologa Jeffreyho Kargela z US Geological Survey (Amerického geologického průzkumu) by pak Země mohla připomínat dnešní pouště v Nevadě a jižní Arizoně. Eroze zploští povrch, dominantami krajiny se stanou nízké pahorky téměř pohřbené ve vlastní suti. V méně rozpálených oblastech planety by snad návštěvník z kosmu ještě narazil na několik mělkých říček, zahalených v oblacích páry.

Voda ovšem jednoho dne zmizí úplně. Sluneční ultrafialové záření rozloží molekuly vodní páry v atmosféře na vodík a kyslík. Lehký vodík uteče do kosmického prostoru, kyslík však v ovzduší zůstane. Za teplot, které budou panovat, dosáhne značných tlaků. Snadno proto oxiduje horniny s obsahem železa. Země se stane "rezavou" planetou s načervenalým povrchem, poněkud připomínající Mars. Zhruba za tři a půl miliardy let přesáhne teplota na Zemi 1000 stupňů a horniny se začnou tavit. Objeví se nová moře - moře žhavého tekutého magmatu, která se postupně rozrostou v oceány.

Odejít včas

I když se mohou předpovědi vědců mýlit v detailech, je jisté, že časem se planeta stane neobyvatelnou. Náš problém už to, pravda, nebude; pokud by se miliarda let smrskla na jeden den, vznikl by současný člověk před třinácti vteřinami. Doufáme, že nevyhyneme bez potomků. Jací tvorové se z nás ale vyvinou za dalších "třináct vteřin"? Nevíme. Ale až uběhne další "den", další miliarda let, určitě nebudeme existovat v té podobě, jakou máme dnes. A pravděpodobně nebudeme existovat vůbec. Zemi však mohou obývat inteligentní tvorové z masa a kostí, stejně křehcí, jako jsme my sami. Už dnes víme o několika způsobech, jak se mohou zachránit.

Lze se například odstěhovat dále od Slunce. Dokázali bychom změnit Mars tak, aby se na něm dalo dýchat bez kyslíkového přístroje a pohybovat se bez skafandru, alespoň po určitou dobu. Trvalo by to pouhé stovky let. Existují také plány, jak se přestěhovat i s celou Zemí pomocí metody gravitačního praku: stačilo by prý vychýlit vhodným způsobem z dráhy některý z velkých asteroidů na dráze mezi Marsem a Jupiterem tak, aby pravidelně, jednou za několik tisíc let, míjel Zemi a působil na ni svou přitažlivostí. Planeta by se pak začala postupně vzdalovat od nebezpečně horkého Slunce. S velkou pravděpodobností se astronomům podaří nalézt obyvatelné planety mimo naši sluneční soustavu.

Snad se jednou dokážeme odstěhovat k jiné hvězdě. Nejodvážnější vize nastiňují budoucnost, v níž naši potomci žádnou planetu ani nepotřebují; oprostili se totiž od svých biologických těl, vtělili své vědomí do počítačů a v této podobě cestují vesmírem.

Vraťme se ale na Zemi pokrytou oceány roztavených hornin. Není tu zrovna příjemně, budoucnost ovšem chystá planetě ještě děsivější peklo. Za sedm miliard let (podle některých modelů ještě o něco dříve) vyčerpá Slunce zásoby vodíku ve svém nitru a začne "spalovat" helium. Zvětší přitom svůj objem, rozepne se, zčervená a změní se ve hvězdného obra. Mělo by sahat až za současnou dráhu Venuše. Planetolog Kargel se snažil zjistit, co může následovat. Své modely odmítá charakterizovat jako předpovědi budoucnosti. Nemohou být stoprocentně přesné, nabízejí ale několik zajímavých scénářů. Únik materiálu ze Slunce může způsobit, že se Země od bobtnající hvězdy poněkud vzdálí - snad odcestuje až k nynější dráze Marsu. Díky tomu se úplně nevypaří. Právě z toho Kargel vychází.

Návštěvník z kosmu by na povrchu těžce zkoušené planety spatřil skutečnou apokalypsu, jíž by dominovalo obrovské rudé Slunce vyplňující většinu oblohy. Nelze přesně vypočítat, jakým způsobem se v té době bude Země pohybovat kolem své hvězdy, zdůrazňuje Kargel. Jeden z jeho modelů (byť ne ten nejpravděpodobnější) nicméně ukazuje, že by Země mohla ke Slunci obracet stále stejnou polokouli, podobně jako Měsíc nastavuje Zemi neustále jednu a touž "tvář". Na polokouli přivrácené k obří hvězdě by se oceány roztaveného magmatu vařily za teplot téměř 2200 stupňů Celsia. Podobně jako kdysi voda, bude se i magma v tomto žhavém tavícím kotli vypařovat. Z většiny polokoule odvrácené od Slunce bychom spatřili podivný rudý soumrak, protože hvězdný obr rozzáří oblohu i zde. Skutečná tma zahalí pouze území o velikosti zhruba Severní Ameriky, pokryté "polární" čepičkou tvořenou zmrzlým oxidem siřičitým, dusíkem a dalšími látkami. Teplotu panující v těchto místech není jednoduché předpovědět. Jestliže ale Země nebude mít žádnou atmosféru, měla by klesnout až na -240°C.

Na bizarním žhavo-mrazivém světě zavládne podivné podnebí: z oceánu roztaveného magmatu se vypařují oxidy železa, hořčíku a křemíku. V soumračné zóně kondenzují a vracejí se na povrch. "Spatříte železný déšť, možná sníh oxidu křemičitého a kovového křemíku," předpovídá Kargel. Blíže k noční oblasti může padat i "sníh" tvořený sodíkem a draslíkem.

"Co znamená, když řekneme 'planeta typu Země'?" uvažuje Kargel v korespondenci s redakcí LN. "Země po většinu svého vývoje současnou planetu nepřipomínala a připomínat nebude. Já ale pevně věřím, že zázračnost a půvab Země nezmizí s jejím přechodem z jednoho stadia do druhého."

Kde přistanou mimozemšťané

Pokud by se na Zemi obíhající kolem červeného obra zázrakem udrželo jisté množství vody, zřejmě by přetrvala ve formě ledu ukrytého hluboko v "polární" čepičce na straně trvale odvrácené od Slunce. V soumračné zóně by snad ale mohl pěnit i menší oceán, památka na dávnou minulost tělesa, kterému se kdysi říkalo modrá planeta. "Kdyby snad nějací blázniví mimozemšťané chtěli prozkoumat tenhle bohem zapomenutý svět, pak by zřejmě rozbili tábor právě na březích oceánu kapalné vody," říká Kargel. "A kdo ví, možná by hluboko v sedimentech dna našli drť z dnešních mrakodrapů," dodává časopis New Scientist.

Budoucnost Země a sluneční soustavy (vesmír vznikl před 13,7 miliardami let, sluneční soustava před 4,6 miliardami let):

za 50 milionů let africký kontinent narazí na Evropu, Středozemní moře zmizí, na jeho místě se vyvrásní pohoří srovnatelné s Himálají,

za 250 mil. let Amerika, Evropa a Asie se spojí do jediného superkontinentu Pangea Ultima; ten se později opět rozpadne, aby se za několik stovek milionů let znovu zformoval; celý proces se zřejmě bude několikrát opakovat,

za 900 mil. let stále jasněji zářící Slunce zahubí na Zemi veškeré rostliny

za 1,2 miliardy let se oceány začnou vypařovat

za 1,5 miliardy let průměrná teplota na povrchu Země dosáhne 50 °C

za 1,7 miliardy let vyšší formy života patří nenávratně minulosti

za 2,5 miliardy let na Zemi už nebude žádná voda

za 3 miliardy let naše galaxie - Mléčná dráha - splyne se spirální galaxií v souhvězdí Andromedy

za 3,5 miliardy let na Zemi začnou vznikat oceány roztavených hornin

za 7 miliard let Slunce vyčerpá zásoby vodíku a změní se v červeného hvězdného obra

za 7,5 miliardy let se roztavené horniny na Zemi začnou vypařovat

za 7,6 miliardy let termojaderné reakce ve slunečním nitru vyhasnou a hvězda se změní v bílého trpaslíka, hvězdného důchodce, který bude mít poloviční hmotnost současného Slunce a velikost zhruba jako Země; čeká jej postupné vychládání, po desítkách miliard let se stane temnou degenerovanou hvězdou Planetární mlhovina Helix v souhvězdí Vodnáře, podobnou Slunci, nyní je z ní chladnoucí bílý trpaslík. Hvězda vzdálená 650 světelných let, je pohledem na budoucnost sluneční odhodila vnější plynné vrstvy, které vidíme jako zářící mlhovinu. soustavy. Slabá hvězdička v jejím středu byla kdysi hvězdou

(Lidové noviny, www.lidovky.cz)