Луна. История будущего - Оливер Мортон

Суша темнее облака, а океан, вопреки ожиданиям Леонардо, темнее суши — за исключением одной точки в центре, чуть ближе к лимбу, чем к границе света и тьмы, и эта точка сияет сама по себе. Это часть Южной Атлантики, где в тот конкретный момент в той конкретной геометрии поверхность моря стала шелковичным зеркалом, которое представлял Леонардо: дневное солнце отражается от нее ровно под тем углом, который нужен, чтобы направить лучи на Луну, встающую на востоке. Это яркое пятно, которое в оптике называют правильным (то есть зеркальным) отражением, по природе своей отличается от облаков. Глянцевое, оно блестит как металл, а не как снег.

Но это тот же самый свет. Экипаж «Аполлона-8» находился слишком далеко, чтобы увидеть рукотворные огни в городах Африки, ведь они в то время были совсем тусклыми: в те дни вся Нигерия потребляла меньше электричества, чем небольшой американский городок. Астронавты не видели ни пожаров, ни вулканов, ни молний. И на Земле, и на Луне они видели лишь то, на что падал солнечный свет.

И все же как сильно отличаются одинаково освещенные солнцем тела на этом снимке: одно из них выглядит сложным, красивым, динамичным, но на мгновение замершим при щелчке затвора, как сфотографированный танцор в прыжке, а другое — серым, словно бесконечным, неровным, апатичным, застывшим под слоем лака, неподвижным. Оно кажется незавершенным, но давно покинутым, нуждающимся в чем-то, но не способным ни на что.

Луна отражает всего 12 % света, получаемого от Солнца. Остальное она поглощает, как гудрон в пустыне. За 354-часовой день камни на ее поверхности нагреваются более чем до 100 °C. За 354-часовую ночь они остывают, когда переданная им энергия Солнца уходит обратно в космос как тепло, и поздней ночью их температура достигает –150 °C. Однако столь огромный перепад температуры почти ничего не дает. Солнечное тепло проникает в пыль, камни и породу лишь примерно на метр, а глубже ничего не меняется. Энергия приходит с неба и уходит в небо, не вызывая существенных перемен по пути.

Земля поглощает на 20 % меньше солнечной энергии на квадратный метр, чем Луна, но находит ей гораздо более полезное применение.

Энергетический поток, который на Луне лишь нагревает тонкий слой породы, на Земле становится двигателем постоянных изменений. Каждую секунду под влиянием Солнца с поверхности Земли испаряется 16 миллионов тонн воды, которая поднимается в небо. Достигнув более высоких и холодных слоев атмосферы, этот водяной пар конденсируется в плоские слоистые и высокие кучевые облака, в облака, похожие на орлов, на китов и даже на ручные пилы, в крошечные капли тумана и увесистые капли дождя, в тяжелый град, в мокрый снег — в свет и тьму, мягкость и твердость неба. Конденсация воды выпускает в атмосферу энергию, которую вода при испарении забрала с освещенной Солнцем поверхности, создавая градиенты температуры и давления, непрестанно колышущие воздух.

Океаны тоже перемещают тепло, большими партиями двигая его из тропиков к полюсам, и это путешествие определяется той же силой Кориолиса, которая заставляет облака на «Восходе Земли» закручиваться в разные стороны на севере и на юге. Направленные к полюсам потоки перераспределяют около 5 % солнечной энергии: тепло их вод, взаимодействие течений и колебания воздуха под действием Солнца приводят к формированию штормов, ветров и гигантских волн, а также к возникновению моментов неожиданного спокойствия, ясных морозных ночей и туманов, неподвижно лежащих целыми днями. И все это происходит просто потому, что это возможно. Просто потому, что наличие океана и атмосферы позволяет это — и даже требует этого.

И это еще не все. Жизнь обеспечила Землю огромными листьями — совокупная площадь их поверхности не уступает площади самих континентов. Вместе с менее известными, но не менее важными фотосинтезирующими мембранами водорослей и бактерий эти листья поглощают примерно одну тысячную солнечного света, которую используют для преобразования части углекислого газа из воздуха и части испаряющейся и проливающейся дождем воды в кислород и биомассу.

Это преобразование не позволяет атмосфере стабилизироваться, и оно же лежит в основе жизни на Земле. Почти все живое на нашей планете живет благодаря этому преобразованию — вся энергия, получаемая при поедании другого живого организма, изначально происходит из солнечного света. Каждое сокращение мышцы и каждый проходящий по нерву импульс — это тоже солнечный свет.

Немногие из созерцающих «Восход Земли» понимают эту климатическую, океаническую и биогеохимическую механику. Но почти все чувствуют, что она значит: видимая на снимке сфера многообразна и многолика, изменчива и динамична. Она представляет собой полный жизни мир над унылым и безжизненным немиром. «Восход Земли» несет два простых сообщения: что Земля там, в небесах, живая и что живой человек там, в небесах, ее видел.

* * *

Наблюдения пепельного света, сделанные в обсерваториях Прованса и Аризоны в начале 2000-х годов, стали повторением «Восхода Земли». Используя отражения от Луны для формирования нового представления о жизни на Земле, эти и последующие исследования показали ту же самую несбалансированную динамику планеты, но теперь не на картинке, а в виде цифр.

Вот особенности Земли, которые можно увидеть в пепельном свете Луны. В составе атмосферы заметно химическое неравновесие, которое Джеймс Лавлок первым назвал признаком жизни: присутствие кислорода и метана, вступающих во взаимодействие друг с другом, требует наличия постоянного источника обоих газов, и мы знаем, что их источником служит жизнь. Существование океанов можно определить благодаря таким бликам, как экипаж «Аполлона-8» увидел в Южной Атлантике, потому что зеркальное отражение поляризует свет, а поляризация поддается измерению на расстоянии.

Пепельный свет показывает не только наличие морей и жизни. Так как океаны темные, а континенты светлые, на основании регулярных колебаний яркости можно установить распределение суши и моря. Очевидно, что регулярный 24-часовой период этих колебаний сам по себе показывает продолжительность суток, а сопровождающие их хаотические колебания помогают определить, насколько плотный на планете облачный покров и как он изменяется со временем. В 1990-х ученые стали систематически анализировать пепельный свет с Луны как раз для того, чтобы оценивать общий объем облачного покрова Земли и изучать, как он меняется в долгосрочной перспективе в результате глобального потепления.

В пепельном свете можно разглядеть и наличие растений — для этого нужно обратить внимание на любопытную характеристику, называемую «красным краем». Пигменты растений поглощают почти все видимые волны света, чтобы питать великий преобразовательный процесс фотосинтеза. При этом большинство растений обходится без зеленых волн, которые они отражают: именно поэтому листья кажутся зелеными. Однако за пределами видимого спектра они показывают и другой цвет. Листья очень эффективно отражают инфракрасное излучение, волны которого чуть длиннее волн видимого света. Так происходит не случайно, а по эволюционной необходимости. Если бы листья поглощали всю инфракрасную энергию, которую получают, а также большую часть видимого света, они бы слишком нагревались. В результате, когда мы смотрим на кроны деревьев с гор, они кажутся нам темными, но в объективе специальной камеры они ослепительно сияют отраженным инфракрасным светом.