Удушье, астероид или глупость. Что первым убьёт человечество?

Известный американский астроном Этан Зигель в своей колонке в Forbes недавно описал своё видение будущего Галактики после вымирания людей. Но почему тема "Что будет после вымирания людей" вообще так беспокоит учёных, в особенности — астрономов? Всё довольно просто. Астрономы века назад задали очень правильный вопрос: разум не мог появиться только на Земле, но почему же тогда его следов нет в космосе? Самый простой ответ на этот вопрос: что-то систематически убивает разумные виды. С тех пор наука нашла немало вещей, способных убить цивилизацию, в том числе и земную. Лайф попробовал разобраться с тем, чего стоит опасаться больше, а чего — меньше.

Самый надёжный сценарий гибели всей сложной жизни на Земле — поломка "углеродного кондиционера". На нашей планете и, скорее всего, на всех планетах такого типа стабильность климата поддерживается углеродным циклом. Так называют круговорот углекислого газа в природе. Солнце со временем наращивает светимость, отчего углекислый газ всё быстрее связывается горными породами. Горные породы постепенно погружаются в мантию, а потом оттуда поднимаются вверх. С извержениями вулканов газы из них снова попадают в атмосферу.

Углеродный кондиционер миллиарды лет поддерживал на Земле относительно стабильную температуру, но у него есть минус — ручек на устройстве нет, так что регулировать его сложно. Светимость Солнца за 4,5 миллиарда лет выросла на 30 процентов — и вулканическая активность не успевает справляться с возвратом СО2 в атмосферу. От этого, возможно, у нас последние два миллиона лет беспорядок с температурой: то ледниковый период, то межледниковье. Раньше такого не было, ледниковые периоды случались редко — раз в миллионы, а то и десятки миллионов лет.

Но если связь ледниковых периодов с тем, что "углеродный кондиционер не справляется", ещё надо доказать, то есть момент, считающийся доказанным. По мере дальнейшего роста светимости Солнца СО2 станет настолько мало, что растениям будет нечем дышать. Для них углекислый газ — главный строительный материал, ничуть не менее важный, чем вода.

По последним научным данным, всего через 830 миллионов лет СО2 в атмосфере станет меньше 150 частей на миллион (сейчас — 410 частей на миллион). В этот момент все растения с С3-фотосинтезом начнут вымирать (при 50 частях на миллион вымрут окончательно). Это, например, рис, ячмень и практически все деревья. Откровенно говоря, не очень весёлая перспектива. К слову, она может быть ближе, чем кажется. Во время последнего ледникового периода содержание СО2 в воздухе падало до 180 частей на миллион. Ещё на одну шестую вниз — и вымирание деревьев встало бы на повестку дня.

К счастью, есть ещё растения с C4-фотосинтезом. Они вымрут только тогда, когда СО2 в воздухе станет меньше 10 частей на миллион. По последним данным, это случится через 1,35 миллиарда лет. Тут, как говорится, и сказочке конец. Когда растения вымрут, есть можно будет хотя бы дрожжи, а вот выработать нужное количество кислорода без них будет сложновато.

Кстати, не стоит думать, что дефицит СО2 почувствуют только растения. Человек при недостатке этого газа в воздухе становится жертвой сразу двух процессов — гипокапнии (недостаток углекислого газа в крови) и алкалоза (повышение pH крови из-за снижения её кислотности, обеспечиваемой CO2). Гипокапния заканчивается головокружением и потерей сознания, алкалоз может привести к мышечным судорогам и практически всегда — к снижению умственной работоспособности. Так что из-за поломки углеродного кондиционера — и задолго до вымирания деревьев — человек потеряет возможность передвигаться по открытой местности без баллона, содержащего СО2. То есть, если ничего не делать, Земля станет для него чужой планетой ещё до того, как убьёт остальных многоклеточных.

Согласно расчётам астрономов, через 1,35 миллиона лет в Солнечную систему вторгнется другая звезда — Глизе 710. На первый взгляд — ничего страшного, с Солнцем она не столкнётся, чего ж переживать. На второй взгляд — всё куда мрачнее.

Наша система находится в сложном равновесии: все компоненты на своём месте, а появление массивного стороннего тела нарушит орбиты множества мелких комет и астероидов. Особенно в облаке Оорта, где их довольно много, откуда они после появления Глизе 710 могут начать массово мигрировать в сторону Солнца. Между ними и нашей звездой лежат внутренние планеты — в том числе наша. Излишне говорить, что поток крупных комет и астероидов может сделать с нами. Мы уже подробно описывали этот ужас, в сравнении с которым ядерная война — бирюльки.

Затяжная планетарная зима после падения астероида с температурой в минус 20 в тропиках может убить всех крупных животных. И 66 миллионов лет назад она уже сделала это, убив всех крупных динозавров и млекопитающих. Выжили лишь очень мелкие. Из малых динозавров остались те, кого мы называем птицами (правильная классификация — динозавры-манирапторы), из насекомоядных млекопитающих выросли мы сами. То есть, с одной стороны, чужая звезда может расчистить путь к успеху нынешним мелким млекопитающим (допустим, крысам), а с другой — нам от этого вряд ли будет веселее.

Что интересно — Солнце может периодически сближаться с другими звёздами. Расчёты астрономов указывают, что в более отдалённом будущем есть немало кандидатов и помимо Глизе 710. При этом вероятность опасных сближений тем выше, чем больше звёзд в окрестностях нашего светила. Прямо сейчас оно входит в очередной галактический рукав, а в рукавах плотность звёзд заметно выше, чем между ними. Так что вероятность появления в нашей системе ещё одного возмутителя спокойствия будет оставаться высокой довольно долго — многие миллионы лет.

Можно вспомнить ещё один — любимый фантастами и Голливудом — сюжет: нефть, газ, уголь и уран кончились, отчего мир впал в средневековье, энергии для производства азотных удобрений нет, наступает голод, варваризация и гибель человечества.

Попробуем оценить реальность такого сценария. Для этого достаточно ответить на один простой вопрос. Бывало ли в прошлом, чтобы какой-то ископаемый ресурс заканчивался? Ответ на него отрицательный: нам не известны такие примеры. На первый взгляд это кажется странным: ведь мы не закачиваем нефть под землю, а выкачиваем её из-под земли, значит, её там становится меньше. То же должно относиться к металлам, углю и прочему.

Однако если мы обратимся к реальной истории добычи ископаемых ресурсов, то увидим парадокс. Чем дольше человек что-то потребляет, тем больше способов его добычи он находит. Несколько тысяч лет назад в добыче золота начались серьёзные проблемы — его самородков было не так много, по мере их собирания с земли становилось всё меньше. Тогда золото стали добывать из золотоносного песка. К XX веку подисчерпали и этот источник — и тогда золото научились выщелачивать, обогащать десятком разных методов, что позволило начать добычу из руд, которые раньше считались слишком бедными для разработки. Итоги впечатляют: добыча золота за последние 130 лет выросла в 20 раз! И процесс всё ещё идёт: за последние 30 лет добыча удвоилась.

Золото человек добывает много тысяч лет. Если мы до сих пор быстро наращиваем его добычу, то наивно надеяться, что у нас будут проблемы с такими недавно добываемыми ресурсами, как уголь, нефть, железная или урановая руда. Типичный пример — та же нефть. Кривая Хабберта предсказала так называемый пик нефти ещё в 1970-х. На самом же деле добыча нефти всё ещё растёт и будет расти, потому что её начали добывать из сланцевых пород, о чём в 1970-е даже не предполагали.

На сегодня есть только один сценарий, при котором добыча ископаемого ресурса может снизиться. Это случается, когда он становится никому не нужен. Десять тысяч лет назад человечество впервые в своей истории начало делать шахты и добывать в них кремень. Сегодня шахт такого рода ноль. Кремень не закончился, зато закончилась потребность в нём, благо современные материалы превзошли его по всем статьям.

Сходная история случилась с углём. Только разведанных его запасов хватит на сотни лет потребления, однако реальная добыча угля с 1999 года не только не выросла, но и слегка упала. Ещё бы нет: газовые и ветроэлектростанции дают энергию дешевле, но при этом не убивают по одному человеку на каждые 100 миллионов киловатт-часов выработки.

В принципе, нефть ждёт та же судьба. Потребность в ней начнёт сокращаться уже в 2030–2040 годах: как мы уже писали, господству ДВС-автомобилей осталось не так долго. Ждать её исчерпания можно хоть до бесконечности, только дождаться шансов нет. Это же можно сказать и про металлические руды и все остальные виды ископаемых ресурсов. Голливудские фильмы вроде "Бегущего по лезвию" навсегда останутся только фильмами — человек всю свою историю находит новые ресурсы быстрее, чем тратит старые, и эта ситуация не изменится в будущем.

Наиболее неприятную из угроз, которую будущее таит для людей, трудно даже назвать политкорректным образом. Суть её в том, что фантасты прошлого ошибались: Homo sapiens не эволюционирует в сторону карлика с огромной головой и хилым телом. То есть тело у нас действительно хилее, чем 20 тысяч лет назад, но и объём мозга за то же самое время сократился на 5–10 процентов (сравнивая с кроманьонцами). Даже самые оптимистические сравнения показывают, что средний объём мозга упал на пять процентов, и многие антропологи ждут дальнейшего снижения его объёма.

Причины этого довольно просты. Мы рождаемся с мозгом вчетверо меньше, чем у взрослого человека. Во время взросления мозг растёт (с появлением новых нейронов) тем сильнее, чем выше физические нагрузки (особенно аэробные). Но сами по себе новые нейроны ещё ничего не значат. Если в течение месяца после их появления они не образуют связей (не будут востребованы в каких-то умственных нагрузках) с другими нейронами, то погибнут.

Первобытному человеку было просто: физнагрузки постоянные, умственные — тоже. Век живёшь — век учишься, потому что ты и рубило делаешь сам, и копьё, и травки для лечения собираешь. Ну нет вокруг специалистов узкого профиля. Переселяешься в новые места? Нет никаких гуглкарт и навигаторов. Ориентироваться в море по звёздам учишься сам (австралийцы именно так заселили Австралию 70 тысяч лет назад), повадки хищников и то, как с ними бороться, — тоже на своём опыте. Никаких книг, никаких записей: сказки детям на ночь и мифы для рассказов у вечернего костра — всё приходится держать в одной голове.

По мере развития цивилизации всё это нужно во всё меньшей степени. Карты и навигаторы — это ещё полбеды: в Аризоне уже начало ездить первое беспилотное такси. Полвека на таком транспорте — и большинство людей даже водить разучится. Будет натурально как в "Недоросле" Фонвизина: непонятно, зачем учить географию, если извозчик и так довезёт. Соответственно, ни ум, ни тело за период взросления не испытывает нагрузок, которые могли бы дать мозгам дорасти до таких же больших размеров, как у наших предков.

Лучше всего это обобщили авторы статьи в научном журнале Trends in Genetics: "Охотник-собиратель, не способный придумать решения для добычи пищи... вероятно, умер бы вместе со своим потомством. В то же время современный управляющий с Уолл-Стрит, сделавший ту же [по масштабу] ошибку, получит существенный бонус по итогам года и останется привлекательным партнёром. Определённо, интенсивный отбор среди людей ушёл в прошлое".

Авторы правы: отбор практически перестал давить на людей, и в перспективе это всё очень плохо кончится. Многие из тех, кто в палеолите не оставил бы детей в силу недостаточной остроты ума, теперь имеют такие же шансы на репродуктивный успех, как и все остальные. Из биологии нам известно, что любой вид, на который перестаёт давить отбор, постепенно теряет то, что было его сильными сторонами. Островные птицы жиреют и теряют способность летать, благо на острове нет хищников. Насколько деградируют люди, попав на "остров цивилизации", где на них не давит никакой отбор, толком понятно станет только через миллионы лет. Одно можно сказать точно: от отсутствия отбора ещё ни один вид не стал лучше.

Итак, объём мозга без отбора может быть всё меньше и меньше. Значит ли это, что наши потомки, как у Уэллса, превратятся в бессловесных животных-морлоков? Вряд ли. На данный момент известный рекорд по минимальному объёму мозга принадлежит французскому госслужащему, у которого как-то случайно обнаружилось не более 150 кубических сантиметров мозга (остальное заместила жидкость). Это меньше, чем у шимпанзе и горилл, причём солидно. Чиновник выглядел и говорил нормально и даже успешно доработал до пенсии. Да, не блистал (IQ около 70), но среди чиновников вообще не так много интеллектуалов. Никто, как говорится, особо и не удивлялся.

Вывод: цивилизация позволяет современным людям жить даже с очень малым объёмом мозга. Специализация, столь сильная в современном обществе, значит, что для успешного выживания достаточно быть винтиком в большом механизме, а думать самостоятельно на непривычные темы вовсе не обязательно.

На первый взгляд картина благостная: даже если мы сильно отупеем, внешне всё будет довольно благопристойно, наши потомки не потеряют способности говорить и работать на госслужбе. И в мирное время всё это вполне безопасно. Проблемы начинаются тогда, когда нужно принимать неожиданные решения в принципиально новой теме. "Господин президент, другая звезда влетела в нашу систему, отчего к Земле несётся астероид, что делать?" "Госпожа премьер-министр мирового правительства, углекислого газа в атмосфере стало меньше 50 частей на миллион, как будем выживать?"

Все эти проблемы, в принципе, легко решаются: проектов по защите планеты от астероидов немало, да и поднять уровень СО2 в воздухе (без перегрева планеты) не так сложно. Вопрос в том, что это сейчас не сложно, когда наш мозг всего на 5–10 процентов меньше, чем у кроманьонца. Через миллион лет он может быть меньше, чем у Homo erectus. И вот тогда принимать правильные решения политику станет куда сложнее.