Главная Неоцен
Форум
Гостевая

Мир летающих китов и лесов, парящих выше грозовых туч. Мир со сверхплотной атмосферой и огромным давлением. Что, если бы Земля была подобна Венере?

Полёт на зонтике

Если бы атмосфера была в сто раз плотнее

Игорь Край
(статья печатается в авторской редакции и с иллюстрациями, присланными или одобренными самим автором; журнальный вариант можно найти по ссылке)


— ...Но это же подразумевает чтение мыслей.
— Допустим. Что из того, если мы ничем в
нашем творчестве не ограничены? —
отпарировал король.

Станислав Лем «Повторение».

Что было бы, если бы климат на Земле оказался другим? Но он ведь и так не одинаков. Есть душная сельва и ледяные пустыни. В давнем геологическом прошлом случались как глобальные оледенения, по своему масштабу несравненно превосходящие ледниковые периоды человеческой эры, так и потепления, при которых тропические леса распространялись едва ли не до полюсов.

Насколько это реально?

Главная загвоздка в азоте. Другие газы не смогут стать основой кислородной атмосферы, так как либо недостаточно распространены, либо слишком легки, для того, чтобы планета земного типа могла удержать их, либо ядовиты, либо огнеопасны.
Предполагается, что в земной атмосфере азот представляет собой продукт окисления аммиака — газа распространённого, буквально, космически. Но чем ближе к светилу планета, тем меньше достанется ей газов на этапе формирования. Легко видеть, как солнечный ветер стремительно испаряет кометы и уносит лёгкие вещества к орбитам планет-гигантов.

Объяснив, каким образом азотную атмосферу приобрёл Титан, планетологи внезапно перестали понимать, почему другие крупные спутники планет-гигантов ею не обладают.

На таинственном Титане аммиак вполне закономерно присутствует в избытке. Если экстраполировать «опыт» Титана на мир размером с Землю, то мы как раз и получим азотную атмосферу, в 100 раз превосходящую массой земную. Проблема в том, что «в нагрузку» к повышенным запасам аммиака формирующаяся в удалении от светила планета неизбежно получит количество воды, достаточное для того, чтобы покрыть её слоем толщиной в добрую сотню километров.

Фактически, любые вариации средней температуры на планете приведут лишь к изменению относительной площади тундры и джунглей. Меняя влажность, мы получим сплошную пустыню, ничем, в сущности, не отличающуюся от Намиб или Атакамы, либо безбрежное море. Но ведь и наличествующий Тихий океан, пожалуй, достаточно велик, для того чтобы удовлетворить самого отпетого гигантомана.
Конечно, если подойти к делу радикально, с размахом, увеличив, либо уменьшив, допустим, количество получаемого нашей планетой тепла в 10-100 раз, места для привычных условий уже не найдётся. Мир превратится в подобие оплавленного солнечным жаром Меркурия, либо покроется панцирем вымерзших газов. Но Меркурием и Плутоном мы располагаем и так. Не напрягая фантазию.

Первичную атмосферу планеты приобретают ещё на этапе формирования. Позже она освобождается
от лёгких газов (за счет их «убегания» в космос) и пополняется вулканическими выбросами.


Естественной границей климатических отклонений, о которых стоит говорить, является способность человека к выживанию без помощи высоких технологий. Потому что с их помощью, не меняя образа жизни, приспособиться можно ко всему. Даже к отсутствию климата как такового. Уже в наши дни строительство городов на орбите или колонизация Луны — всего лишь вопрос затрат и целесообразности. Ограничено в возможностях лишь тело. Разум же позволяет освоить газовые океаны Юпитера, ледяные осколки на границах Солнечной системы, даже космическую пустоту. Но это не будут человеческие миры. Людям в них достанутся лишь крошечные рукотворные островки.

Не втиснуто в узкие рамки только давление. Атмосферу нельзя сделать слишком разреженной. Даже вдвое менее плотная, она уже не будет пригодной для человека. Но её можно изрядно «загустить».


Кислород

Насытить сверхплотную атмосферу кислородом не трудно. Ведь важно не его относительное содержание, а только абсолютное количество животворного газа, попадающего в лёгкие при вдохе. Поэтому, чем глубже погружается аквалангист, тем меньшим становится процент кислорода в его дыхательной смеси. Иначе к глубинному азотному опьянению добавится ещё и кислородное. А все знают, как вредно смешивать напитки.
Беда в том, что закономерность распространяется и на вредные газы. Даже 0,03% углекислоты сделают плотную атмосферу удушающей. Так что, живым существам придётся изрядно потрудиться, изымая углерод из атмосферы и захороняя его в горных породах. Планета будет изобиловать пещерами, промытыми в известняках, меловыми скалами и угольными отложениями.

Именно болота, «консервируя» органические останки, спасают кислород для атмосферы.

Иду в глубину

Итак. Какое же давление может вынести человек?
Глубину погружения с аквалангом ограничивает опасность «глубинного опьянения», вызываемого проникающим в кровь азотом. Сам по себе этот применяемый для наркоза газ безвреден, но, начав разговаривать с рыбами, ныряльщик рискует потерять загубник. Проблему решает применение специальной дыхательной смеси на основе гелия, позволяющей человеку уйти на глубину 300 метров. Только при давлении свыше 30 атмосфер даёт знать о себе так называемый «гелиевый барьер», также связанный с расстройством психики и двигательных функций.
Однако ещё в конце 60-х годов прошлого века было установлено, что при условии последовательной смены нескольких дыхательных смесей, гелиевый барьер вполне преодолим. Добровольцы начали испытывать дискомфорт лишь при давлении... 240 атмосфер! Что эквивалентно погружению почти на два с половиной километра. То есть, люди оказались способными вынести те же условия, что и кашалот.

Максимальная достигнутая при погружении с аквалангом глубина — 330
метров. Но только всплытие после этого занимает почти девять часов.


 

Как считается, кашалот опускается на глубины от 2200 до (может быть) 3000 метров, охотясь на гигантских кальмаров.
Но загадкой остаётся, чем сами кальмары могут питаться на такой глубине. Разве что не рассчитавшими сил кашалотами.


Несмотря на возможности, предоставляемые гелиевыми смесями,
наиболее практичным снаряжением для работ на глубинах от 120
до 600 метров является жёсткий водолазный скафандр, внутри
которого давление сохраняется равным атмосферному.


Сравнение с кашалотом, впрочем, не вполне правомерно. Ведь кит не дышит под водой. Его лёгкие относительно к телу невелики и содержат мало воздуха. Перед погружением морской гигант запасает кислород непосредственно в крови. Поэтому, проникновение в ткани азота, а значит, глубинное опьянение и кессонная болезнь китообразным не грозят.

Несмотря на ошеломляющий результат, секретные исследования в области адаптации к высоким давлениям были прекращены как не имеющие никакой практической перспективы. Ведь одним из условий безопасности сверхглубокого погружения, являлось то, что его скорость не могла превышать 10 метров в час. А всплывать пришлось бы намного медленнее. Без этого к изменениям не успевал привыкнуть организм и полностью смениться состав растворённых в крови газов. Но даже 30 часов, необходимых для погружения на заветную 300 метровую глубину в гидрокостюме выдержать невозможно.
Практически, для реального «пешего» спуска в океанскую бездну потребовалось бы создать постепенно уходящую в глубину цепочку из десятков водолазных колоколов, в которых ныряльщики могли бы отдыхать. Военные не смогли представить себе ситуацию, в которой подобные темпы были бы допустимы, а затраты оправданы.
Но вопрос о скорости погружения теряет актуальность в случаях, когда не нужно всплывать. То есть, если бы атмосфера Земли плотностью не уступала венерианской, само по себе это живым существам ничем не грозило бы. Вполне вероятно (по крайней мере, в рамках фантастических допущений), что людям не досаждал бы даже «глубинный наркоз». Чувствительность к отравлению этим азотом индивидуальна. Вероятно, к нему можно привыкнуть.


Летящий лес

Бескрайние облачные поля так прекрасны, что заслуживают быть населёнными.


Температура

На поверхности Венеры +470°. Но в верхних слоях атмосферы и давление, и температура оказываются вполне комфортными для земных существ. В «Поясе жизни» Забелин описывает проект «заселения» этой зоны растениями.

Несколько охладить энтузиазм, возбуждаемый захватывающими перспективами воздушного мира, может повышение температуры. На Земле при такой плотности атмосферы она должна подняться до 250 градусов Цельсия. Но океаны, кстати, не закипят. Давление в 100 атмосфер удержит воду в жидкой фазе даже при 300 градусах.
Для жизни как таковой подобные условия, пожалуй, даже более благоприятны, чем «земные». Ведь, по современным представлениям, она и зародилась в жерлах глубинных вулканов, лишь позже приспособившись к экстремально холодным, но куда более распространённым условиям Мирового океана. Однако для человека перегрев всего до 42 градусов уже смертелен.
Но расчёт является очень приблизительным. Плотность атмосферы, её состав, прозрачность и температура так хитро зависят друг от друга, что наука пока не способна с уверенностью распутать этот узел. В крайнем случае планету можно отодвинуть дальше от светила.

Воздух, в 100 раз более густой, сделал бы Землю совершенно иным миром. Способный поднять человека наполненный водородом шар в таких условиях имел бы диаметр всего один метр. И это значит, что «живые аэростаты», описанные, например, в «Посёлке» Кира Булычёва, получили бы полное одобрение физиков и биологов. Парение стало бы наиболее очевидным и эффективным способом передвижения, вполне доступным даже для существ с твёрдым панцирем, а значит, эволюция не обошла бы вниманием такую возможность. Летательные полости в телах животных стали бы настолько же обычными, как и плавательные пузыри у рыб.
Но первыми воспользовались бы преимуществами воздухоплавания растения. Если полый стебель, наполненный лёгким газом, ничего не весит, то и его высота, практически, не ограничена. Дерево может вытянуться вверх на сотни метров. Даже на километры. Чтобы вознести свою крону выше облаков. Ведь плотная атмосфера неохотно пропускает необходимый для фотосинтеза свет.
В любом случае, даже при умеренной высоте, деревья окажутся непохожими на земные. Подобно водорослям, они будут удерживаться в вертикальном положении благодаря подъёмной силе газовых пузырей, а не за счёт жёсткости ствола. С корневой системой парящие ветви свяжет прочный и гибкий жгут, обладающий минимальной парусностью и способный противостоять урагану.

Бесполезные в нашем мире крылья дракона станут вполне функциональными в плотной атмосфере.


Ветер в «венероподобной» атмосфере — это «отдельная песня». Условий для возникновения бурь быть не должно, ведь температура повсюду почти одинаковая. Но даже лёгкое дуновение способно поднять человека и унести за тридевять земель. По счастью, этим неприятности и ограничатся. Ведь скорость полёта будет низкой и приземление сравнительно мягким.

Если удержаться за почву трудно, то почему бы не расстаться с ней навсегда? Воду, как это делают некоторые орхидеи, можно извлекать прямо из воздуха, раскинув паутину корней. Необходимые минеральные вещества растению, правда, придётся добывать из дождевой воды и пыли. Но земные лишайники вполне обходятся этими источниками.
Можно представить себе зеленоватые облака одноклеточных растений, парящих в среде, но не на капельках жира, как в море, а на пузырьках водорода или метана. Либо просто планирующих, как летают у нас паучки на своих паутинках. Или целые летающие острова — колоссальные ковры из переплетающихся полых стеблей и стелящихся по ветру листьев. Планета приобретёт сходство с полным сюрреалистических гигантов и крылатых тварей миром «Аватара».

Даже наши, привычные, «стационарные» растения способны реагировать на изменения погоды и времени суток. Воздушным же лесам придётся разработать механизм отслеживания высоты и скорости полёта. При приближении грозы начинённому водородом дереву понадобится подняться выше облаков.

Слоны в воздухе

Рыба-шар (только надутая не водой, а водородом) может рассматриваться, как
реальный прообраз живого аэростата. При 100 атмосферах она взлетела бы.
Но не смогла бы направлять движение с помощью настолько маленьких
плавников. Плоскости пришлось бы увеличить.


Сколь странно бы не выглядели растения, животные в условиях сверхплотной атмосферы изменятся ещё больше. Оптимальным «решением» для условий плотной атмосферы окажется обтекаемое рыбообразное существо, 90% объёма тела которого займут полости с газом. Плавники, скорее, могут быть полезны в качестве рулей, а «двигатель» предпочтительнее реактивный, как у кальмара. Органом движения сможет стать и очень широкий плоский хвост. Размер же будет колебаться от большого до колоссального. Ведь при плавании в воздухе, как и при плавании в море, масса животного будет ограничиваться только доступными пищевыми ресурсами. Но, главное, гигантизм улучшает отношение массы к поверхности тела. Чем существо больше, тем проще ему, например, позволить себе замену мягких покровов на твёрдую известковую броню, непроницаемую для газа и неприступную для врагов. Наконец, летающий кашалот окажется вдесятеро больше морского, просто потому, что он надувной.

Похожие на перья выросты на телах ветвистоусых рачков, позволяют им «парить» в воде, подобно
тополиному пуху. В условиях плотной атмосферы это очень перспективный принцип движения.


В условиях средних между водными и воздушными следует ожидать и появления тварей, сочетающих черты зверей, рыб и птиц. Здесь будет возможно всё: компактные розовые слоники, передвигающиеся ухомашеством, собаки нездорового цвета левитирующие по принципу братьев Монгольфье на дыму, говорящие рыбы, бэтмэны, грифоны, драконы, химеры, политики, верящие в своё официальное кредо... В общем, сильная штука — азот.

Естественно, давление будет падать с высотой. В двадцати пяти километрах от поверхности оно составит уже всего десять атмосфер. Здесь уже могут быть ветры, и довольно сильные, но существо, увлекаемое массой воздуха, не будет ощущать их, и подавно не рискует столкнуться с препятствием. Область хороша для растений. Меньше воды и пыли, но больше света. Если внизу страшные +250°C, то на высоте температура окажется вполне комфортной. В противном случае, будет холодно, но тёмные покровы, нагреваемые солнечными лучами, поправят дело.
Главное, чем выше, тем меньше травоядных. Тварь весом в килограмм должна будет представлять собой пузырь диаметром с два футбольных мяча. Полости займут уже 99% её объёма. Для растения такое строение приемлемо. Для существа активного и сложно устроенного — вряд ли. Подниматься на двадцать и даже на шестьдесят километров смогут лишь «живые планеры» с внушительными плоскостями и членистоногие на паутинах. Ничто, впрочем, не будет мешать тем и другим отдыхать и даже селиться на парящих деревьях.


Шагающие по облакам

В мире, где атмосфера настолько плотна, что Архимед всегда готов протянуть руку помощи конструкторам, технический
прогресс пойдёт путями милыми сердцу любителей стимпанка.


Что человеку делать в таком экстремальном мире? Если внизу, вопреки предсказаниям планетологов, обычные суша и моря, то образ жизни не будет коренным образом отличаться от земного. Когда к проникновению в кровь азота выработается иммунитет, лишь постоянный мрак и возросшее сопротивление воздуха движениям будут напоминать о необычности условий. Среди странных колышущихся лесов, среди гигантских теряющихся в облаках стеблей, увлекаемых в мглистую высь цепочкой газовых пузырей, возникнет обычная цивилизация. Отличающаяся, впрочем, тем, что независимо от уровня технологического развития, воздушный транспорт будет преобладать. Ведь, даже у поверхности большинство зверей летают. Не составит большого труда приручить их.
Легко будет строить и «индивидуальные летающие аппараты» в виде воздушного шара размером с большой рюкзак и пары небольших крыльев. Для того же, чтобы осуществлять полноценное планирование, окажется достаточно прочной, способной выдержать вес человека плоскости размером с зонтик. Подойдёт что-то вроде щита.
На воздушных шарах, на «летающих зонтиках» можно подняться выше, за облака, туда, где светлее, где парят панцирные киты и составленные из сотен радужных сфер черви в милю длинной. Ничто не мешает и заселить летающие атоллы. Добыть пищу там не составит труда. Лишь некоторые укоренившиеся привычки человеку придётся пересмотреть. Например, разводить открытый огонь на небесных островах, начинённых горючими газами, довольно опасно. Зато, всегда есть возможность питать горелки газом, восполняющиеся запасы которого прямо под ногами.
Жизнь в постоянном страхе высоты? О каком страхе речь, если падение в столь плотной среде медленное, как во сне... То есть, если быть более точным, его скорость соответствует спуску на военном парашюте. Только в том случае, если внизу перегретая «скороварка», либо планетарный океан глубиной сотни километров, падение без предмета, который можно использовать для планирования, будет означать неминуемую смерть.
«Надоблачное» существование создаст множество проблем. Металл, конечно же, в воздухе не найти. Но кто знает, на что будут похожи и в каком качестве пригодятся кости и панцири летающих существ? Во всяком случае, разнообразные, прочные и лёгкие оболочки живых аэростатов наверняка осчастливят портных. Заскучать же не дадут колоссальные хищники и крошечные вредители, норовящие прогрызть покровы летающего острова. Равно как и отмирающие ветви, способные утянуть его вниз — в прошитую грозовыми разрядами пелену туч, к чёрным пикам гор или к обжигающей, словно магма, поверхности океана.

* * *

Говорят, что плавание с аквалангом удовлетворяет вечную мечту человека о свободном полёте. Но вода всегда останется средой чуждой человеку. Другое дело «пятый океан» — атмосфера, которой можно наполнить лёгкие. Пусть и не столь плотная, чтобы плыть в ней, но позволяющая как угодно долго парить на крошечных складных крыльях. Шагать по упругим стволам летающих деревьев... Смотреть на проплывающие внизу облака с украшенных роговыми гребнями спин воздушных китов... Будет ли несколько великоватое давление дорогой платой за это?


По теме

Что почитать?

Георгий Войткевич «Химическая эволюция Солнечной системы»
Роберт Гуди, Джордж Уолкер «Атмосферы»
Джон Имбри «Тайны ледниковых эпох»
Феликс Зигель «Путешествие по недрам планет»
Константин Кондратьев «Метеорология планет»
Станислав Лем «Астронавты»
Станислав Лем «Повторение»
Станислав Лем «Фиаско»
Михаил Мааров «Планеты Солнечной системы»