Закрыть ☒

Почему отсутствие магнитного поля никак не помешает терраформированию Венеры и Марса

Классическая ошибка рассуждающих о терраформинге - это придание каких-то уникальных свойств магнитному полю и вообще педалирование именно этого фактора: мол, без создания магнитных полей земной интенсивности даже и браться за дело бессмысленно. Для этого никаких оснований для этого нет.

Обычно речь идёт о двух моментах: о том, что магнитное поле "защищает от радиации" - и о том, что оно препятствует рассеиванию атмосферы.

И то, и другое, в общем, правильно, но есть некоторые нюансы, которые радикально меняют картину.

Начнём с вопроса о радиации.

Магнитное поле, атмосфера и гамма-излучение

Во-первых: что подразумевается под "радиацией"?

Радиация делится на два вида. Есть электромагнитная радиация и корпускулярная. Электромагнитная радиация - это поток излучения. К ней относится и видимый свет. Самое жёсткая электромагнитная радиация - это гамма-лучи. Потом, по убывающей, идут рентгеновские лучи, потом ультрафиолет, видимый свет, инфракрасное излучение, микроволновое и радио.

Гамма-излучение рождается в ходе ядерных реакций. Этим оно отличается от следующего за ним рентгеновского, которое рождается при процессах в электронных оболочках атомов. Поэтому, кстати, диапазоны мягкого гамма и жёсткого рентгена пересекаются: различие у них в генезисе, а не в длине волны.

Гамма-излучение, несомненно, может быть опасным. Это не настолько жёсткая радиация, как корпускулярная, но, тем не менее, ничего особенно хорошего. Известная "кобальтовая бомба"и её аналоги основаны именно на поражающих факторах гамма-излучения.

Однако дело в том, что магнитное поле влияет только и исключительно на заряженные частицы. Электромагнитная радиация же с ним никак не взаимодействует и от неё защитить магнитное поле никоим образом не способно.

Во-вторых, существует корпускулярная радиация, то есть поток заряженных частиц. Это так называемый "солнечный ветер". Он состоит из электронов, а также ионов и "голых" атомных ядер, в основном протонов. Также в большом количестве встречаются альфа-частицы, то есть ядра атомов гелия. В значительно - на порядки - меньшем ешё и тяжёлые ионы или ядра других элементов.

Вот на них магнитное поле, конечно же, влияет. Они им отклоняются в сторону полюсов, заключается в радиационные пояса планеты. В земную атмосферу они зачастую всё же попадают - в районах магнитных полюсов, но основная часть поверхности от "солнечного ветра" защищена.

Однако и ионы, и электроны точно также прекрасно вязнут в атмосфере. В частности, бета-лучи - то есть электроны, возникающие при радиоактивном распаде, в воздухе Земли могут пройти лишь несколько сантиметров. А от альфа-частиц, то есть ядер атомов гелия, прекрасно защищает даже лист бумаги.

Таким образом, наличие или отсутствие магнитного поля абсолютно никак на радиационную безопасность людей на поверхности обладающей атмосферой планеты не повлияет.

На что же повлияет магнитное поле?

Магнитное поле и период полурассеивания атмосферы Марса

Рассмотрим вопрос о рассеивании атмосферы.

Ну да, разумеется: "солнечный ветер" влияет на температуру верхних слоёв атмосферы. Кроме того, поток ионов и электронов разрушает сложные молекулы. В частности, разрушаются молекулы воды. При этом возникают кислород и водород.

Обратите внимание: Почему космонавты не любят сдавать "Пробу Васютина".

Водород планеты земной группы удержать не могут. Он улетучивается в космос... и в итоге планета лишается воды.

Метки: #терраформирование , #планеты Солнечной системы , #Марс , #Венера , #освоение космоса , #космическая экспансия , #терраформирование Марса , #магнитное поле , #солнечная система , #наука и техника

Именно так вышло с Венерой: её вода, очевидно, была выжжена солнечным ветром. Сейчас её там на несколько порядков меньше, чем на Земле, да даже и чем на Марсе. Да и в целом атмосфера под влиянием солнечного ветра диссипирует в космос активнее, чем при наличии магнитного поля.

Но насколько?

Возьмём Марс. Сейчас атмосферное давление там - около 1/150 части земного. Допустим, треть геологической истории планеты прошла без магнитного поля. Первоначальное атмосферное давление примем равным земному.

Процесс рассеивания атмосферы планеты - чисто статистический. Есть некоторая вероятность, что конкретная частица наберёт вторую космическую скорость и покинет планету навсегда. То есть за единицу времени будет теряться определённая доля всех атомов/молекул. Соответственно, есть некий срок, скажем так, полурассеивания атмосферы: через это количество лет давление снизится вдвое. Ешё через такой же срок - ещё вдвое. А относительно первоначального давления будет иметь место снижение уже в четыре раза. Ещё через такой промежуток времени давление снизится уже в 8 раз и т.д.

То есть что мы имеем? На Марсе давление снизилось в 150 раз. Округлим это число до 2^7 = 128. То есть прошло семь сроков полурассеивания с момента, как атмосферное давление на Марсе было равно земному. Треть геологической истории Марса - это, округляя, 1.5 млрд лет. Делим 1.5 млрд на семь - и получается, округляя, что-то около 200 млн лет.

200 млн лет - это срок полурассеивания марсианской атмосферы. Есть там магнитное поле, нету ли, но срок этот именно таков.

Извините, но это означает, что, если мы создаём на Марсе плотную атмосферу, но не снабжаем его магнитным полем, то на ближайшие 20 млн лет об этой проблеме мы смело можем забыть. За этот срок диссипация атмосферы и гидросферы будет пренебрежимо малой. Ну, а через 20 млн лет уже наши потомки, будем надеяться, что-нибудь придумают... Для современной земной цивилизации "через 20 млн лет" - это ровно то же самое, что и "никогда".

Это всё, что следует знать о влиянии магнитного поля на терраформирование.

См. также

Навигатор по каналу "Море Ясности"

Еще по теме здесь: Космос.

Источник: Почему отсутствие магнитного поля никак не помешает терраформированию Венеры и Марса.