Život i smrt planete Zemlje

PETER WARD & DONALD BROWNLEE

Život i smrt Planete Zemlje

Koliki je (prosječni) životni vijek miša, čovjeka, slona, to znamo. No koliki je životni vijek jednog planeta? Zemlje, na primjer. Koja su razdoblja njenog života? Hoče li se jednoga dana vratiti ledenjaci? Svi kontinenti srasti u jedan superkontinent? Kad če biti kraj biljnog života, kraj životinja, nestanak oceana? A Sunce, hoće li nas progutati jednoga dana? Kada? Koliko je čovječan­ stvu još preostalo vremena da uživa u ovom lijepom plavom planetu velikih oceana i bujnog života Ako vas zanimaju takva pitanja na vremenskoj skali od stotina milijuna i milijarda godina, onda je ova knjiga vrhunskih svjetskih stručnjaka za tu temu vaš najbolji izbor za čitanje. Peter Ward je profesor geologije i zoologije na Sveuči­ lištu Washington, Seattle. Autor je devet znanstvenih knjiga, među njima i Metuzalemov trag: Živi fosili i velika istrebljenja te Kraj evolucije. Donald Brown lee je profesor astronomije na Sveučilištu Washington, Seattle, bio je uključen u mnoge istraživačke projekte NASA-e, među njima i analizu uzoraka minerala koje su astronauti donijeli s Mjeseca.

Naslov originala Peter Ward and Donald Brownlee THE LIFE AND DEATH OF PLANET EARTH © 2004 by Peter D. Ward and Donald Brownlee © BiH izdanja Reprint, Sarajevo, 2008.

SADRŽAJ

Prolog 1. Naš v r e m e n s k i t r e n u t a k 2 . Čudesan s t r o j

4

13 27

3. R a z d o b l j e ž i v o t a na n a s t a n j i v i m planetima 4. Povratak ledenjaka 5. P o v r a t a k s u p e r k o n t i n e n t a 6. K r a j b i l j n o g života 7. K r a j životinja 8. N e s t a j a n j e oceana 9. C r v e n i div 10. S l u č a j n i A r m a g e d o n 11. Kakav ćemo o s t a v i t i t r a g ? 12. K r a j s v j e t o v a i D r a k e o v a j e d n a d ž b a 13. Veliki b i j e g Epilog

50 68 86 99 115 127 146 162 172 182 192 202

PROLOG

VATRA? LED?

Pođite s nama u budućnost Zemlje, u svijet koji je odraz naše pradavne prošlosti. Zamislimo naš planet nekoliko desetaka tisuća godina u budućnosti, vremensko razdoblje mnogo veće nego što je bilo potrebno da se naša vrsta razvije od lovaca-sakupljača do indu­ strijske civilizacije. S povoljnog položaja nekog napuštenog i za­ boravljenog satelita koji se giba u dalekim prostorima svemira, izgled našeg bjelokosnog doma jednako tako uznemiruje koliko i zbunjuje: Zemlja je sjajna prostrana bjelina. Led s polova širi se prema ekvatoru kako ledenjaci napreduju, a zimski snijeg traje sve dulje u sve kraće ljeto. Alpe, Himalaja i sjeverne Ande za­ robljeni su cijele godine u sve deblje slojeve leda. Čak i na Kilimandžaru i Mjesečevim planinama u centralnoj Africi rastu ledenjaci. Razina mora, koja je nakratko rasla razvojem civiliza­ cije, sada opada, otkrivajući nove obalne linije, povezujući otoke i stvarajući kopnene mostove. Luke postaju livade. La Manche i Beringov prolaz postaju klanci. Svi zemljovidi se mijenjaju. Noću planet više ne svjetluca bezbrojnim gradskim svje­ tlima koja su se nekoć prostirala od Arktika do Antarktike.

Umjesto toga, Sjeverno more je napušteno, a ocean oko Antarktike potpuno zamrznut. Svjetla koja još tu i tamo svjetlucaju nalaze se u uskom pojasu oko ekvatora pa do umjerenih geo­ grafskih širina. Većinom su to sada logorske vatre. Čini se kao da vrijeme nije išlo unaprijed nego unatrag. Pla­ net stravično počinje ponovno sličiti svijetu iz ledenog doba, koje su naši primitivni preci morali trpjeti. Doba fosilnih goriva odavno je prošlo, planetne zalihe nafte, plina i ugljena potrošene su u pohlepnoj gozbi potrošnje ener­ gije, koja je u kratkom roku izbacila milijarde tona ugljikova dioksida u atmosferu. Kao posljedica toga, globalno je zagrija­ vanje izazvalo uništenje poljoprivrede i hirovite klimatske pro­ mjene koje su trajale nekoliko katastrofalnih stoljeća, ali to je samo treptaj u vremenu planeta. Polako, prirodni procesi koji teže uravnoteženju našeg planeta odstranjuju ugljikov dioksid iz atmosfere. Okrutne vremenske prilike nestaju i uskoro se naša vrsta ponovno veseli povratku u "normalnost". Ali, sada je klima uronila u prijeteće uvjete. Zemlja se vratila u uvjete koji su prevladavali tijekom proteklih tri milijuna godina: u ledeno doba. Ljudska civilizacija, koja se razvila u kratkom međuledenom razdoblju, sada se bori za preživljavanje u hladnijem i sušem svijetu. Raznolike i prostrane kišne šume tropa zamje­ njuju savane. Livade i oranice umjerenih širina, koje su nekoć hranile svijet, kao na primjer američka velika središnja nizina, sada su postale pustinjske zavale. Razorni vjetrovi, koji postižu brzinu od 200 km/h, zavijaju nad napredujućim ledom te čine nemogućim trajno nastanjivanje u blizini njihovih rubova. Le­ denjaci su plavičasti zidovi, šljunkoviti na vrhu i u podnožju, koji uništavaju šume, naselja i ceste. Čak su i neboderi Manhattana i Londona sravnjeni sa zemljom pod nadirućim polukilometarskim ledenim zidom. Zemlja je postala planet na ko­ jem se ljudi mukom prehranjuju. Promjenljiva klima napravila je sprdačinu od godišnjih doba, a na zemlji se uzgaja ono što dopušta pretpostavljena sezona. Naši potomci gladuju. Zadrhtimo od studeni i idemo dalje.

Krenimo u još goru budućnost. Carstvo leda će se ponoviti, ali neće trajati vječno. Slijedit će ga vatra u obliku sve toplijeg Sunca. Sada ne putujemo samo koracima od tisuću godina već od stotinu milijuna godina: u razdoblje dalje od sadašnjosti nego što je ova od pramora i prvobitnih močvara što su prethodile dinosaurima. Smjenjivanje ledenih doba, koja su Zemlju dr­ žala u sužanjstvu milijunima godina, odavno je zaboravljeno. Gledan iz svemira, naš planet više ne izgleda niti blijed niti ze­ len pa čak ni modar. Njegovi su kontinenti pustinjski crvenkasto-smeđi, a atmosfera gusta od prašine koju vjetar diže. Spu­ stite se u mislima na taj strani svijet. Zamislite da stojimo na morskoj obali, na rubu pustog oce­ ana, pokrivenog bijelom kapom. Voda nam je, napokon, bli­ ska. Kao što je to bilo donedavno u zoru Zemljina vremena, more je puno života. Jata riba promiču kroz vodu obasjanu Suncem. Ispod, na pješčanom dnu, su rakovi i anemone, listo­ vi i zvjezdače, koralji i priljepci. Razlika je samo u tome što je ocean - jednom kolijevka života koji je izmilio na kopno - po­ stao sada utočite. Životinje, potučene nemilosrdnim Suncem, povukle su se natrag u vodu. Obala oceana, koja je nekoć bila uporište života, postala je njegov Dunkirk, a vrste koje se nisu uspjele ponovno prila­ goditi vodi osuđene su na istrebljenje. Pješčana plaža na ko­ joj stojimo postala je pećnica u kojoj se velika vojska životinja bori za preživljavanje između dva svijeta: vruće vode i još to­ plijeg zraka. Za vrijeme velikih plima, nekoliko vrsta odvažnih rakova i mekušaca tu jure i love, hraneći se i razmnožavajući se. Ali za oseke, sav vidljivi život nestaje, životinje se skrivaju u školjke kao pod suncobran ili u šupljine stijena, pokušavajući preživjeti smrtonosno sunčanje. Pogledajmo gore. Nebo je sivo-žuto, snažni vjetrovi nose pješčane oluje orkanskim brzinama. Kontinenti su postali pu­ stinje izribanog stijenja i pokretnih dina. Iako nezamjetljivo oku, Sunce je nešto sjajnije, a Mjesec, koji se polako udaljava po spirali, prikazuje se nešto manjim i slabijeg je sjaja. Najvi-

ša temperatura zabilježena u naše doba je 58 °C u mjestu Le Aziza u Libiji 13. 9. 1922. U ovom svijetu budućnosti, ta tem­ peratura se javlja svakodnevno i to ne samo u Sahari nego i u umjerenim širinama koje su nekoć bile hladne i šumovite. Vlaga je 90 postotna, zrak zagušljiv, s malo kisika. Borimo se za dah kao u visokim planinama. Kakav je život postao? Nema naplavljenog drvlja na obali, jer više nema drveća na Zemlji. Ni grmlja. Čak ni trave. Jedino preostalo zelenilo su mahovine koje se nalaze zajedno s lišajevima i gljivama koje se drže zajedno u nesigurnoj egzistenciji. Čak je i tlo stvar prošlosti, jer umiruće korijenje planetne flore odneseno je vjetrovima ostavljajući stjenovitu podlogu, praši­ nu i dine. Kopno je postalo ogromno područje stijenja i pije­ ska. Rijeke izgledaju poput Colorada, čokoladne boje, noseći erodirano tlo u more. Neke životinje postoje čak i u tom novom paklu. Ako se spustimo na koljena, možemo vidjeti stonoge i pauke kako vrebaju na insekte. Mravi trčkaraju u potrazi za otpacima. Amfibijski gušteri traže hranu. Sve te vrste rade svoj posao užur­ bano, grčevito jureći da ga završe prije nego što dođe grozno podne. Tada se i one moraju sakriti. Nema više ptica. Nema sisavaca ni vodozemaca. Nema pje­ sme ni hlada. Da bismo izbjegli vrućinu, i mi isto ulazimo u vodu, ali ona je neugodno topla. Moramo razviti škrge i za­ roniti dublje da nađemo ugodniju temperaturu. No čak su i oceani samo privremeno utočište za životinje koje tu borave. Ogromni ocean isparava, njegove vodene molekule pomalo se gube u prostoru. I on, kao i sve, konačno će doći do kraja. Duga povijest mora ostavit će samo blještave slane ravnice.

U doba kada je prognoza vremena po­ uzdana samo za nekoliko dana unaprijed, kako mogu znan­ stvenici predviđati sudbinu našeg planeta milijunima pa i mi­ lijardama godina u budućnosti? KAKO TO SVE ZNAMO?

Naša spoznaja o tome je novijeg datuma. Ima samo nekoli­ ko desetljeća od kada je znanost počela ispravno shvaćati puni životni ciklus planeta, a time i vjerojatan život i smrt planeta Zemlje. Geologija, oceanografija, biologija, znanost o atmos­ feri i astronomija samo su neke discipline koje su pridonijele otkriću kako naš planet djeluje i kako će odgovoriti na nemi­ losrdno sve sjajnije Sunce i kako će se konačno slomiti. Nama susjedni planet Venera i Mars, jedan užasno vruć, a drugi le­ den omogućuju važne pokazatelje kako je rijedak, jedinstven i divan naš vlastiti dom. Oni nas također upozoravaju da se prehrambeni okoliš, kojeg uzimamo zdravo za gotovo, može promijeniti. Hoće li? Po prvi puta u povijesti jedna vrsta ima mogućnost da bitno preoblikuje svoj svijet, bilo na gore bilo na bolje. Ta vrsta smo mi. Kao što su renesansni liječnici istraživali čudesa ljudskog ti­ jela i iscrtavali potpuno nove sustave poput krvotoka, današnji znanstvenici počinju razumijevati cikluse života Zemlje. Već je u 18. stoljeću jedan od pionira geologije, James Hutton, primi­ jenio metaforu krvotoka na tu novu znanost, predmnijevaju­ ći da stijene cirkuliraju poput krvi u beskonačnom krugu, od stvaranja uzdizanjem iz dubina, erozije, i ponovnog potonuća u dubine. Huttonova metafora je točnija nego što je on ikad pomislio. Iako čudno zvuči, naš zrak i voda održavaju se u rav­ noteži upravo tom cirkulacijom stijena, kao što ćemo objasniti u slijedećim poglavljima. Osim promjena Sunčevog zračenja, potrebno je gibanje i skrutnjivanje dijelova Zemljine kore, litosfere, da se ta ravnoteža poremeti. Ova znanost o životu i smrti planeta ima novo ime, astrobiologija, i sjedinjuje otkrića u astronomiji s otkrićima znanosti o Zemlji. U traženju odgovora na pitanja kako priroda djeluje nemamo samo jedan svijet za ispitivanje već čitav Sunčev su­ stav s mnogim svjetovima. Nemamo ni samo jedno Sunce na raspolaganju već bezbroj sunaca, raspršenih po našoj Galakti­ ci, koja su u različitim stadijima života: mladih, u punoj sna­ zi, starosti i smrti. Također, nemamo samo naš kratki trenutak

vremena za učenje, imamo mogućnost razumijevanja prirode unatrag stotina milijuna pa i milijardi godina. Svemirsko doba, uz otkrića o Zemljinoj davnoj prošlosti, pomoglo je da se do­ godi tiha revolucija u našem razumijevanju vlastitog planeta, koja je na svoj način isto toliko dramatična kao i otkriće nekog novog svijeta. Astrobiologija je znanost korisna u predviđanju tipova pla­ neta koji mogu udomiti život, u potrazi za tim životom i u ra­ zumijevanju životnog ciklusa našeg vlastitog svijeta. Autori ove knjige su astrobiolozi i naša teza je jednostavna: Zemljina budućnost i njezina opasna sadašnjost može se danas po prvi put razumjeti zahvaljujući proučavanju njezine prošlosti i pro­ učavanju naših svemirskih susjeda. Naša znanstvena metodologija objašnjena je samim nazi­ vom astrobiologija. "Astro" dolazi od vrlo starog i tradicional­ nog područja znanosti - astronomije. Astronomi su već dobro upućeni u istraživanje konačne sudbine našeg svijeta, budući da već dugo istražuju svršetak drugih svjetova daleko od Ze­ mlje. Svojim snažnim dalekozorima astronomi rutinski pro­ matraju objekte daleko u svemiru koji su pouzdano uništeni ostaci nekoć naseljivih planetnih sustava. Proučavaju maglice preostale nakon eksplozija supernova, tih eksplodiranih zvi­ jezda. Analiziraju erupcije energije s rubova crnih jama, koje izbacuju ogromne količine smrtonosnih gama zraka, kada ci­ jelu zvijezdu guta njihovo zjapeće ždrijelo. Proučavaju doslov­ no milijune zvijezda kako bi razumjeli energiju i razvoja zvi­ jezda. Ta istraživanja omogućuju nam predviđanje ponašanja zvijezda, uključujući i našu vlastitu, milijarde godina u buduć­ nosti. Astronomi također otkrivaju planete veličine Jupitera u tako ekscentričnim stazama oko njihovih zvijezda i čak čude­ sno neobične galaktike koje su nastale sudarom dviju spiralnih galaktika poput naše. Ta astronomska znanja daje bjelodano svjedočanstvo o konačnome kraju naše Zemlje: drugi planeti koji su imali vodu, toplinu, život, pa možda čak i inteligentne vrste, uništeni su u kozmičkim katastrofama. Ipak, svi astro-

nomski podaci dolaze do nas u obliku davno emitirane svje­ tlosti s fantastičnih udaljenosti. Oni su bezlični, čisti, i činilo se donedavno da ne daju jasnu poduku o tome kako može skon­ čati naša Zemlja i život na njoj. Sama astronomija može nam jedino reći kako drugi svjetovi završavaju. Da upotpunimo naše razumijevanje moramo se obratiti drugom dijelu našeg novog naziva - biologiji. Da bi se razu­ mjelo kako život mora skončati moramo razumjeti kako on nastaje, kako je oblikovao neke fizičke značajke našeg planeta, i kako se održava. Većina toga znanja dolazi iz rastućih spo­ znaja o današnjim biljkama i životinjama. Mnogo toga dolazi i iz paleontologije, proučavanja života u prošlosti i njegovog izumiranja. Paleontologija nam može reći o živom svijetu našega planeta koji je već nestao te kako se taj nestanak dogodio. Smrt dinosaura je u širokoj javnosti najpoznatiji od tih nestanaka, ali bilo je i većih istrebljenja od toga. Ti nestanci ostavili su svoje tragove u Zemijinom stijenju i mogu se lako opažati na mnogim krajevima našeg planeta, Astronomija, geologija i paleontologija su znanosti o prošlo­ sti. Stijene, fosili, pa i svjetlost koju primamo teleskopima, samo su djelići prošlosti preneseni u današnjicu. Da bismo razumje­ li budućnost, potrebno nam je dakako više od toga. Moramo shvatiti kako djeluje naš sadašnji svijet te postaviti modele, ali ne od gline i balzina drva već od brojeva, fizike i kemije. Ti ma­ tematički modeli, utemeljeni na sveopćim prirodnim zakonima, prikazuju moguću budućnost, a mi provjeravamo njihovu toč­ nost uspoređujući njihove projekcije sa stvarnim stanjem Ze­ mlje i planeta današnjice. Skupine znanstvenika posvuda u svi­ jetu stvaraju takve modele da bi istražili što promjene Sunčeva zračenja ili geografske i atmosferske promjene mogu učiniti kli­ mi, oceanskim strujama, razini kisika ili drugim promjenljivim veličinama. Pišući ovu knjigu, mi smo skupili njihove nalaze. Dva čimbenike iznad svih drugih ponajviše utječu na sud­ binu ne samo života na Zemlji nego i na sam planet. Prvi je količina ugljikova dioksida, hrane života na planetu, a koji

se nalazi u vodi i u atmosferi. Taj staklenički plin sudjeluje u regulaciji temperature našeg svijeta, i naš je planet izvanred­ no osjetljiv na promjene količine toga plina. Druga, još važni­ ja veličina je količina Sunčeve energije koju prima naš planet. Sunčevo zračenje mijenja se tijekom vremena. Poznavanje energetskih procesa u zvijezdama omogućuje nam da predvi­ dimo kakva će biti njegova razina u dalekoj budućnosti i kakve će posljedice izazvati. Svima je naravno poznato kako su prognoze vremena pod­ ložne pogreškama. Pa kako netko uopće može tvrditi da po­ stoji ikakva izvjesnost u predviđanju klime koja će vladati ti­ sućama ili milijunima godina u budućnosti? Radi se o tome da je prognoziranje buduće klime mnogo lakše i vjerojatno mno­ go pouzdanije od prognoze vremena koju dnevno koristimo. Mi za kratko razdoblje želimo znati očekivanu temperaturu, mogućnost kiše i vjerojatnost opasnih vremenskih uvjeta, po­ put oluja i tornada, ali predviđanje vremenskih uvjeta u točno određenom danu i na određenom mjestu teško je, jer uključu­ je velik broj nepoznanica. Vrijeme je kaotični sustav u kojem male promjene mogu izazvati domino efekt posljedica, sve do točke u kojoj je pouzdana prognoza nemoguća za više od ne­ koliko dana unaprijed. Predviđanje pravih dugotrajnih klimatskih promjena je, međutim, lakše budući da nismo opterećeni detaljima poput pitanja kakva će biti temperatura u neko nedjeljno poslijepod­ ne za 123. 456 godina, već nas samo zanima opće stanje klime u to doba. Razina uspjeha predviđanja dugoročnih promjena planetne klime može biti mnogo viša od one kad se bavimo detaljima u sadašnjosti. Planeti su vrlo kompleksna tijela i, kao kod ljudi, na njihovo ponašanje utječu mnogi različiti i često slučajni čimbenici. Njihove dnevne promjene mogu se činiti kaotičnima, ali je njihovo konačno stanje jako predvidivo. Kao kod zavojite rijeke, precizan tok u određeno vrijeme može biti nepredvidiv i teško odrediv, ali sigurno je da voda teče nizbrdo i da konačno stiže do mora.

Naša knjiga počinje traganjem za predviđanjem znanstve­ nog, fizikalnog svršetka svijeta. Istražujući to, ustanovili smo, prilično na naše iznenađenje, da ne postoji samo jedan "kraj svijeta" već više njih: slijed dramatičnih promjena klime, bio­ logije, oblika tla i atmosfere učinit će od naše Zemlje jedna­ ko tako neobično i strano mjesto u dalekoj budućnosti kakvo je bilo u dalekoj prošlosti. Koliko je nama poznato, ova knjiga je prvi sveobuhvatni prikaz tih "krajeva svijeta", temeljena na našem novom razumijevanju općeg razvoja planeta i zvijez­ da. Ona pokušava skupiti golem broj suvremenih otkrića koja ukazuju na to kako je naš planet nastao, kako živi i kako će umrijeti. Smatramo da nema važnije zadaće u zoru 21. stoljeća. Po­ vjesničari upozoravaju da je onaj tko ne proučava pogreške prošlosti osuđen da ih sam ponovi: Mislimo da nas nebriga za razumijevanje Zemljine izvanredno neobične prošlosti i mo­ guće budućnosti ostavlja u nerazumijevanju kako je uistinu čudesan, lomljiv i pogibeljan naš sadašnji svijet, svijet kojeg smatramo "normalnim". Naš cilj nije propovijedanje neizbjež­ ne propasti. Želja nam je pridonijeti razmišljanju o čuvanju našeg današnjeg svijeta i potaknuti raspravu o dugoročnoj bu­ dućnosti našeg planeta i naše vrste. U punom smislu nove zna­ nosti astrobiologije, Želja nam je i spoznavanje našeg mjesta i vremena u svemiru.

1 N A Š VREMENSKI TRENUTAK

razdoblju ljudske povijesti, vremenima katastrofalnih ratova, zamašnih političkih pokreta, revolucio­ narnih društvenih promjena, zbunjujućih otkrića i religijskih i filozofskih zbrka. Čovječanstvo nikad prije nije imalo takvu brzinu rasta stanovništva, tehnologije i informacija kao danas. Nikad prije nije tempo znanstvenih otkrića bio tako brz, a sin­ teza i prihvaćanje tih otkrića tako teško. Mnogi se od nas povremeno povlače od te žurbe tražeći pribježište u prirodi u cilju pronalaženja neke postojanosti u životu. Svijet prirode, napokon, čini se umirujuće stabilnim. Uzimamo za sigurno da će sutra opet svanuti novi dan, jer se Zemlja pouzdano vrti oko svoje osi. Kako se naš planet giba oko Sunca, računamo na promjene godišnjih doba. Tiskamo knjižice koje predviđaju plime za slijedeću godinu. S pouzda­ njem očekujemo godišnje seobe ptica ili lososa i obrađujemo vrtove u očekivanju kiše, sunca i topline. U ljudskoj je prirodi smatrati svijet u kojem smo, široke plave oceane, bujne trope, vjetrovite prerije i planine pod snijegom, kao nešto stalno. Kad želimo "sačuvati" prirodu, neizgovorena pretpostavka je da je divljina koju štitimo umirujuće nepromjenljiva. ŽIVIMO U BURNOM

S gledišta našeg kratkog životnog vijeka, naravno, to oče­ kivanje nepromjenljivog prirodnog svijeta može počesto biti točno. No, glavni razlog za pisanje ove knjige je taj da je ma­ tični planet, kojeg smatramo normalnim, sve drugo osim toga. U našoj ranijoj knjizi, Rijetka Zemlja, suprotstavili smo se sno­ vima autora znanstvene fantastike, jer smatramo naseljive pla­ nete s inteligentnim životom poput našeg izvanredno rijetki­ ma u svemiru. U ovoj knjizi pokazati ćemo da je čak i Zemlja, koju danas prihvaćamo kao gotovu činjenicu, privremena po­ java. Civilizacija je izrasla u kratkom razdoblju nakon zadnjeg ledenog doba, u osebujnom razdoblju klimatske stabilnosti, a Zemlja će u dalekoj budućnosti našeg planeta, osim ako sta­ nje ne promijenimo ili ga ne izbjegnemo, biti toliko neobično i neprijateljsko mjesto za ljude u budućnosti, kao što je bila i u počecima. Poput rasta, bujanja i smrti biljke ili životinje, i naš je planet osuđen na sličan slijed promjena. Na neki način, povijest će se ponavljati unatrag dok konačno Zemljin okoliš ne stigne do jednostavnog ekološkog stanja kakvo je bilo pri­ je stotina milijuna godina. To opadanje, smatramo, nije samo nadolazeće; ono je već počelo. Biološki, Zemlja je već bila po­ stigla vrhunac vjerojatno prije oko tristo milijuna godina, i mi već živimo u relativno osiromašenom svijetu. Znamo da je naš planet star približno 4, 5 milijarde godina i da je život star naj­ manje 3, 4 milijarde godina. Kao što ćemo pokazati na idućim stranicama, možemo predvidjeti da će posljednje životinje izu­ mrijeti za samo 500 milijuna godina. A možda i ranije, ako se dogodi neko novo veliko istrebljenje, slično onima iz prošlosti, ponovno desetkujući planet. Ako su znanstvenici u pravu da je brojnost i plodnost vrsta bila veća u prošlosti, mi ne živimo na planetu koji je u mladosti već u zreloj dobi ili starosti. Naš je planet već stupio u fazu odumiranja. Takovo stajalište, naravno, na našu egocentričnu vrstu dje­ luje zaprepašćujuće. Prošlo je samo nekoliko stotina godina od dana kada je većina mislilaca smatrala naš planet središtem svemira. Taj svemir je bio skromno mjesto od nekoliko bliskih

svjetova, pregršt vrsta koje mogu stati u jednu arku, i s povi­ ješću ne većom od ljudskog sjećanja. Znanost ima, više nego ikad, uznemirujući običaj da umanjuje naš ego. No zamisao da nastanjujemo svijet inferioran prošlom "zlatnom dobu" zapravo je uobičajena u mitologiji i povijesti. Isto tako i ideja da svijet mora jednom završiti. Dok istočna religijska tradicija drži da je svijet nezamislivo star i da se reinkarnira bez konca kraja, zapadna tradicija nastala u Egiptu i Perziji proizvela je židovsko, kršćansko i islamsko vjerovanje da je povijest planeta kratka i da će uskoro doći žestoka reli­ gijska kataklizma. Sve do relativno nedavno čak su i školovani Zapadnjaci smatrali da naš planet nije mnogo stariji od ljudske povijesti i da je čitav smisao stvaranja stvaranje nas - ljudi. Još prije samo dva stoljeća, mnogi su dobri, čak obrazovani, kr­ šćani smatrali da je svijet star koliko biblijska povijest ili oko šest tisuća godina. Neki suvremeni fundamentalisti smatrali su prije nekoliko godina da će njegov kraj nastupiti u godini 2000. pa i nakon što je ta godina minula, ustrajavaju u pretkazivanju skorašnje apokalipse ili Armagedona. Naravno, godi mnogima vjerovati da naša generacija možda živi u najkritič­ nije vrijeme, u presudno doba kraja sve povijesti. Činjenica da su bezbrojni promicatelji propasti bili ranije u krivu uopće ne sprečava nove proroke da nas upozoravaju kako sveopći smak svijeta tek što nije kucnuo. Znanost danas ima bolji uvid u to, da se blago izrazimo, ali tek nakon revolucije u znanstvenoj misli i shvaćanju koje još uvijek potresaju svjetsku kulturu. Početkom devetnaestog sto­ ljeća nije bilo pravog razumijevanja geologije, evolucije, gra­ đe materije, astronomskog vremena i prostora, relativnosti ili kvantne mehanike. Spoznaja da postoje galaktike izvan naše Mliječne staze stara je manje od sto godina, a otkrića DNK i tektonike ploča stara su samo pola stoljeća. Do otkrića kako se Zemlja ponaša kao sustav uglavnom smo došli tijekom posljednjih nekoliko desetljeća, a ponajviše u posljednjih ne­ koliko godina. Korištenje naših novih spoznaja o Zemljinoj

prošlosti za predviđanje njezine daleke budućnosti potpuno je novo i potpuno hrabro. Međutim, to je ono što ova knjiga želi postići. Potrebno je prije našeg kretanja na put u daleku budućnost razumjeti dubinu značenja vremena u znanosti. U ubrzanom vremenu, u kojem se današnjim tinejdžerima čini vijetnamski rat maglovitom poviješću, pravilno shvatiti znanstveno vri­ jeme - silnu starost Zemlje i svemira - izvanredno je teško. Ništa nas iz naše prošlosti nije pripremilo za takvo misaono putovanje. Jedva da išta u ovoj knjizi biva jasno bez razumije­ vanja golemih vremenskih razdoblja kroz koje mi znanstvenici rutinski prolazimo. Cijenjeni paleontolog Stephen Jay Gould koristi slijedeći mjerilo da bi svojim studentima na Harwardu objasnio veli­ činu geoloških doba: ako je početak postojanja našeg planeta na vrhu vašeg nosa, a sadašnjost na vrhu palca ispružene ruke, jedan potez turpijice po palčevom noktu može odnijeti svu ljudsku povijest. Ne samo povijest civilizacije nego sveukupno postojanje vrste Homo sapiens pa i svih primitivnih hominida. Ako pak drugi način zamislimo da smo svu povijest našeg planeta od 4, 5 milijarde godina sabili u jedan dan od dvadeset četiri sata, u tom bi danu kambrijska eksplozija kompleksnog životinjskog carstva, koja se zbila prije nekih 530 milijuna go­ dina, zauzimala mjesto poslije deset sati navečer odnosno po­ slije protekla više od dvadeset i dva sata od ukupnih 24 koli­ ko je prošlo vremena od nastanka našeg planeta! Dinosauri se pojavljuju tek nakon jedanaest sati navečer i nestaju nakon pada asteroida ili kometa oko dvadeset minuta prije ponoći. A mi moderni ljudi? Nakon što smo prije stotinjak tisuća godina naslijedili naše ranije pretke, hominide, mi Homo sapiens po­ javljujemo se u zadnje dvije sekunde. Sva zabilježena povijest civilizacije, a to je nekih pet tisuća godina carstava, umjetnosti, politike, ljubavi i religija, zauzima posljednju desetinku sekun­ de. U cjelodnevnom filmu Zemljina postojanja naša je povijest samo jedna sličica.

Za treću usporedbu, geolozima dragu, zamislite da ste se odlučili popeti na Čomolungmu (Mt. Everest, prim ur. ) i us­ poredite njegovu visinu sa starošću našega planeta. Vježbate mjesecima ili godinama. Tjednima pješačite do baznog logora. Penjete se po ledenjacima i stijenju dan za danom, zrak je stal­ no sve rjeđi, vjetar huji, temperatura opada. Konačno stižete na vrh. Upravo ste osvojili povijest Zemlje, a cijeli vaš životni vijek u usporedbi s visinom na kojoj ste, predstavlja debljinu jedne pahuljice snijega na vrhu planine. To pregolemo vrijeme jednako je teško zamisliti kao i pregoleme udaljenosti u svemiru. No znanstvenici ne samo da ga zamišljaju, oni se u njemu snalaze i sa sve većim pouzdanjem shvaćaju ne samo što se dogodilo sa Zemljom u njenoj ogro­ mnoj povijesti nego i predviđaju što će se dogoditi za milijarde godina u budućnosti. Shvaćanje vremena je možda najranija od svih znanstvenih spoznaja. Davnašnji su astronomi promatrali promjene na ne­ beskom svodu kako bi ih koristili za mjerenje protoka vremena pri predviđanju sjetve i žetve. Vrijeme je općenito usklađeno na astronomski način: naša godina, mjesec i dan temeljeni su na nebeskoj mehanici. No za sagledavanje velikih vremenskih jedinica moramo napustiti kratkotrajne astronomske pojave i okrenuti se usporenom metronomu: hodu organske evolucije, usponu i padu vrsta i njihovih dinastija, kao što su dinosauri, pa čak i sporom plesu kontinenata na licu Zemlje. Takav je na­ čin mjerenje vremena u geologiji. Geologija je prvenstveno znanost o prošlosti. Ponajviše je empirijska i, više od ostalih znanosti, vezana uz vremenska razdoblja. Ni jedno drugo znanstveno područje nije smatralo potrebnim utvrditi posebnu vremensku skalu još od starinskih i romantičnih viktorijanskih početaka. Ne postoji neka biološ­ ka ili kemijska vremenska skala. Ta i ostala polja istraživanja koriste svima poznate vremenske intervale: sekunde, minute, sate, dane i godine. Geolozi pak govore o vremenima koje na­ zivaju razdobljima, epohama, erama, eonima: tajnovitim po-

djelama na geološkoj vremenskoj skali. Ako astronomi imaju potrebu za godinama svjetlosti i megaparsecima za put kroz svemirsko prostranstvo, geolozima je potreban vlastiti jezik za označavanje bezdana vremena. Do prve je velike podjele vremena u geologiji došlo na te­ melju proučavanja fosila. Oni su poznati i određeni po događa­ njima velikih istrebljenja ili globalnih katastrofa koje uzroku­ ju velike biološke prevrate i posljedice. Dva su takva događaja bila posebno dramatična. Na kraju 250 milijuna starog permskog razdoblja i na kraju mnogo mlađeg, 65 milijuna godina starog kredskog, veliko je mnoštvo životinjskih i biljnih fosila zamijenjeno bitno drukčijim. Nigdje drugdje u slojevima stije­ nja, koji čine ono što se naziva "stratigrafski zapis", nije nađen takav prekid i posvemašnja promjena. To je navelo engleskog geologa Johna Phillipsa da 1860. godine podijeli geološku vre­ mensku skalu u tri velika vremenska odjeljka. Paleozojska era,

Eoni, ere, razdoblja i epohe geološkog vremena

ili vrijeme starog života traje od prve pojave života s kostima ili školjkama prije nekih 530 milijuna godina sve do kraja u ogro­ mnom i najmisterioznijem od svih masovnih istrebljenja, koje se zbilo prije 250 milijuna godina. Kasnije ćemo se na to vratiti u ovoj knjizi. Mezozojsku eru, ili vrijeme srednjeg života, ozna­ čava carstvo dinosaura i završava prije 65 milijuna godina, što je barem djelomično uzrokovano padom kometa ili asteroida, kako danas smatraju znanstvenici. I na tu temu ćemo se vratiti. Kenozojska era, ili vrijeme novog života traje od te katastro­ fe do današnjeg dana i označena je pobjedom sisavaca. Iako su se sisavci pojavili u isto vrijeme kad i dinosauri, nisu domini­ rali na planetu sve do kraja mezozojske ere. Taj sustav potječe iz slikovitog vremena od prije stoljeća i pol, kada su se znanošću bavili samo dokoni bogataši, a nije još postojala kao profesionalno zanimanje. Vremenska skala popunjena je neobičnim i neprikladnim imenima složenim jedno na drugo poput ukrašene hrpe opeka, u bitnoj namje­ ri da riječima opiše slojeve stijenja koji označavaju prošlost. Jedno je od glavnih temeljnih znanstvenih otkrića u povijesti spoznaja da sedimentne stijene leže u slojevima ili naslagama, koje označavaju tijek vremena, a da se slični slojevi iz sličnog doba mogu pronaći širom zemaljske kugle, te da su mnogi slojevi označeni posebnim fosilima karakterističnim za njih. Drugim riječima, svijet je nezamislivo star, a svaki sloj može biti datiran pomoću fosilnih ostataka bića koji su pronađeni u njemu. To otkriće teklo je postupno i polako i zato geološka vremenska skala sadržava i ponešto nezgrapnih naziva budući da je nastala na povijesnim kompromisima tijekom duljeg raz­ doblja istraživanja. Od sredine pa do kraja dvadesetog stoljeća, revolucija u tehnologiji datiranja unijela je mnogo veću točnost u tu fosil­ nu vremensku skalu. Znanstvenici su otkrili da se stupanj ra­ dioaktivnog raspada u stijenama i orijentacija magnetiziranih čestica u njima može udružiti s fosilnim zapisima i dati mnogo točnije podatke o starosti. S obzirom na to da takvo datiranje

postaje sve netočnije što su stijene starije, ono je danas preci­ zan niz vrijednosti za razdoblje unatrag 100 milijuna godina i dovoljno dobar za razumijevanje svih graničnih doba do poja­ ve fosila životinjskog svijeta od prije 530 milijuna godina. To sjedinjenje starog i novog omogućilo je da se paleozojska, mezozojska i kenozojska era podijele u periode. Mnoge od njih su nam poznate iz opće kulture, poput jure, krede i kambrija. Usput rečeno, prosuđujući po dinosaurima koji su bili klonira­ ni, knjigu i film ]urski park bi bilo točnije nazvati Kredski park. Ostale periode su manje poznate, ali svaka označava ili prva ili zadnja poglavlja nekog oblika života. Kao dodatak, određene su nove ere, još starije od kenozoika, mezozoika i paleozoika, koje su paleontolozi prve prepo-

Raznolikost višestaničnih organizama tijekom posljednjih 543 milijuna godina

znali. Proterozoik se proteže od 530 milijuna godina u proš­ losti do 2, 5 milijardi godina i označava period od uspona eukariota - vrste stanica od kojih smo i mi sačinjeni - do pr­ vih kompleksnih životinja koje ostavljaju zapis u obliku kosti i ljuštura. Arheozoik (arhaik) se pruža od te 2, 5 milijarde go­ dina stare granice do 3, 8 milijarde godina u prošlost, kada se pojavljuje prvi primitivni bakterijski život ili prokarioti. Hadska era naziv je za predživotno razdoblje sve unatrag do prije 4, 5 milijarde godina, kada je Zemlja bila oblikovana. Ovu skalu objašnjavamo, jer ćemo u daljnjem tekstu opisati hipotetske događaje, koji ako se povežu u slijedu mogu tvoriti nekoliko krajeva svijeta. Taj budući niz era i perioda još nema imena, naravno, ali on je odraz prošlosti Zemlje i zapravo čini se kao da se "film" o Zemljinoj povijesti počinje vrtjeti una­ trag. Ni mi, poput pionir geologije devetnaestog stoljeća, ni­ smo u stanju točno označiti prijelaz era, ali imamo vrlo dobru predodžbu o relativnom redoslijedu u kojem se te različite taze planetnog izumiranja pojavljuju. Naše usklađene pretpostavke su da prošlost Zemlje omogućuje model za shvaćanje kako će se razvijati budućnost, i da ćemo na neki način ponovno pro­ živjeti prošlost. Zemlja se promijenila od vrlo vrućeg mjesta u mnogo hladniji i vodom pokriveni svijet. Ta promjena je bila postupna. Većina povijesti živih bića je u evoluciji i prilagodavanju planetu na kojem temperatura opada, na kojem se pojavljuju oceani, atmosfera se puni kisikom, a tlo postaje nastanjivo. U budućnosti, taj slijed će biti obrnut. Svi znanstveni modeli predviđaju postupno vraćanje u vrući svijet u kojem će život tijekom vremena biti manje raznolik, manje zamršen i manje rasprostranjen, sve dok posljednja živa bića ne budu sličila prvobitnim jednostaničnim bakterijama, posljednjim preživjelim potomcima svega što je bilo prije. Kada će se to točno dogoditi nije, naravno, poznato, ali imamo vrlo dobru predodžbu o tome. Za zabavu, predlažemo geološke ere budućnosti. Naš kenoproterozoik bio bi era koja se proteže od 500 milijuna do milijardu godina u budućnost,

u kojem će prvo biljke i životinjski svijet, a potom i eukarioti, nestati. Naš kenoarhaik bio bi era koja seže još daljnjih 500 milijuna do možda milijardu godina i to je razdoblje u kojem bi čak i primitivni svijet mikroba bio doveden do istrijebljena. Naša neohadska era proteže se više od 5 milijardi godina u bu­ dućnost do trenutka kada i planet biva dokrajčen. Može li život trajati dulje? Ima izgleda i za to, kao što ćemo vidjeti. No većina podataka ipak ukazuje na to da život na Ze­ mlji postoji već dulje nego što će ustrajati u budućnosti.

dolazi iz suradnje znanstvenih dis­ ciplina koje predstavljaju autori ove knjige. Peter Ward je pa­ leontolog, netko tko je proveo život gledajući pokraj svojih stopala, vrebajući stare kosti u drevnim geološkim slojevima i hodajući unatrag u vremenu. Paleontologija je znanost o mr­ tvom, a paleontolog nije ništa drugo do hvaljeni i dobro ško­ lovani pljačkaš grobova koji, da bi razumio pradavnu smrt, mora razumjeti život. Peterov neizbježni brak geologije i bio­ logije pravi je način interdisciplinarnog razmišljanja potreban za tu vrstu istraživanja. TA SNAGA PREDVIĐANJA

Don Brownlee je astronom, još jedan putnik kroz vrijeme, koji promatra noćno nebo i koristi taj najjači i zapanjujući vre­ menski stroj, svjetlost udaljenih zvijezda. Svemir je tako golem da može skupiti tisuće, milijune pa i milijarde godina stare fotone u našim teleskopima i očima. Mi ne vidimo zvijezde ka­ kve su one danas nego kako su izgledale kada ih je svjetlost napustila. Tako, kad promatramo svemir, mi gledamo prošlost i povijest koja nas upućuje i na našu budućnost. Don je lovac kometa, od sićušnih čestica koje ulijeću u našu atmosferu (i koje se nazivaju Brownleejevim česticama u čast njihova otkrivača) i koje su glavni predmet istraživanja u pro­ jektu Zvjezdana prašina, pomoću istoimene svemirske sonde lansirane 1999. , a koja treba sakupiti prašinu kometa Wild-2 i vratiti je na Zemlju. Peter je zemaljski oslonac i dubinski ro-

nilac koji krstari svijetom, gospodar bušilica stijenja i čekića, blatan i znojan. Don je analitičar i sanjar udaljenih svjetova. Peter sebi živo predočava prastari svijet. To je neobično par­ tnerstvo, u osobnostima i u pristupu, a ipak produktivno. Prvo smo surađivali na jednoj knjizi koja se bavila pitanjima o uče­ stalosti složenih oblika života u svemiru te zaključili da se ri­ jetko događa. Potom smo se zapitali kako će svijet završiti. Da bismo došli do toga, morali smo dakako prvo shvatiti kako je sve počelo i kako se sve do sada odvija. Razumno je zapitati se zašto se time uopće bavimo. Na­ pokon, tko od nas ima volju saznati detalje o tome kako - i - kada - će naš život završiti? Vidjeti samrtnu postelju ili va­ trenu propast, samoubojstvo ili utapanje, ili intenzivnu njegu u bolnici? Za većinu ljudi, neke stvari je bolje ostaviti nepo­ znatima. Mi imamo najmanje tri bitna razloga. Prvi je zato što može­ mo. Mi smo znanstvenici. Znatiželjni smo! Nikad prije nije zna­ nost imala tako dobro razumijevanje o tome kako naš planet i Sunce djeluju i kako će dalje djelovati u budućnosti. Napast da zacrtamo budućnost neodoljiva je. Drugo, predviđanja kako se naš planet može ili mora pro­ mijeniti na gore (s ljudskog gledišta) mogu nam dočarati opasnosti našeg sadašnjeg razvoja. Naša civilizacija oblikuje atmosferu, iscrpljuje oceane, troši zalihe površinske vode i pri­ donosi istrebljenju vrsta. Ako je naš planet sustav u ravnoteži, kako te promjene djeluju na taj sustav? Većina ljudi prirodno podrazumijeva da je stanje našeg planeta "normalno" i vjeruje da će takvo biti zauvijek. Mi želimo pokazati da ne samo da je naša vrsta planeta vjerojatno rijetka u svemiru, nego da je Zemlja mjesto, na znanstvenoj vremenskoj skali, latentne krh­ kosti i podložna burnim promjenama. Treće, tmurna budućnost koju prikazujemo - a to je da je naš planet prošao svoj vrhunac i da polagano umire - ukazuje na to da za preživljavanje naše vrste moramo ili pokušati odr-

žati naseljivost našeg svijeta ili naći drugo mlađe stanje planetnog života. Drugim riječima, moramo bolje znati što nam se nudi, ne samo na ovom planetu, nego i na bilo kojem nastanjivom planetu do kojeg možemo doći. Naučivši kako Zemlja djeluje (i kako, kada i zašto će prestati biti nastanjivi svijet), učimo općenito lekciju o drugim nastanjivim svjetovima. Ako možemo izgraditi ili razviti naš zaobilazni put oko neizbježne propasti našeg planeta, tada tek možemo krenuti u potragu za drugim planetima. Ova je knjiga prvi, pokusni korak. Predviđanje apokalipse, naravno, nije ništa novo. Prouča­ vanje legendi i literature koja se bavi krajem svijeta i Armagedonom naziva se "eshatologijom" i tradicionalno je prepušte­ no religiji i mitovima. Suvremena znanstvena otkrića dovode do novih načina znanstvene eshatologije, naravno: sadržajni­ jih, uzbudljivijih i podložnih žarkijim raspravama od one re­ ligijske. Svemirske sonde upućene prema planetima Sunčevog sustava, posebno prema Veneri i Marsu, pokazale su da slič­ na stjenovita tijela mogu imati sudbinu drukčiju od Zemljine. Štoviše, očito je da planet može biti uništen, jer astronomi ru­ tinski opažaju objekte daleko u svemiru koji su zasigurno sada nenaseljivi ostaci nekoć naseljivih planetnih sustava. Biologi­ ja nam, u međuvremenu, kaže koje fizičke granice organizmi mogu podnijeti, dok nam paleontologija, proučavanje neg­ dašnje biologije, govori da je u Zemljinoj povijesti bilo neko­ liko "bliskih susreta sa smrću", kada su veliki dijelovi života na Zemlji odjednom izumrli, bilo zbog pada asteroida bilo zbog promjena u sastavu atmosfere ili klime. Astronomija, biologi­ ja i paleontologija udružene daju otrežnjavajuću poruku: naš planet, kao i svi planeti, ima konačni vremenski rok postoja­ nja, što uključuje i život koji može održavati.

knjigu kao pridruženu i slijednicu naše knjige iz godine 2000. Rijetka Zemlja; Zašto je viši oblik živo­ ta rijedak u svemiru. Budući da smatramo da mikrobni oblik

NAPISALI SMO OVU

života može biti uobičajen u svemiru, dokazujemo da su pla­ neti, koji mogu održavati više životinje i inteligentan život, vjerojatno vrlo rijetki. Prvo, samo mali postotak planeta može imati potrebna svojstva koja dopuštaju razvoj višeg oblika ži­ vota, svojstva poput odgovarajuće temperature da održi vodu u tekućem stanju. Drugo, kad je planet jednom na povoljnom mjestu, on ima samo određeni period vremena tijekom kojeg postoje uvjeti potrebni za postojanje višeg oblika života. Ra­ spravili smo masovna izumiranja odnosno razdoblja kada je bilo moguće da raznolikost života na planetu iznenada bude smanjena zbog kratkotrajnih katastrofa poput udara meteora ili ogromnih vulkanskih erupcija ili eksplozija bliskih zvijezda. Dosad još nismo razmatrali kako dugo naseljivi planeti mogu trajati čak i ako takvih iznenadnih katastrofa i ne bude. Nismo u potpunosti uzeli u obzir da i planeti, poput organiza­ ma, imaju svoj životni vijek. Astrobiologija se razvijala stalno

Ura Zemljinog života

Zemlja će proživjeti ukupno 12 milijarda godina prije nego li je Sunce, u po­ sljednjim fazama svog života kao crveni div, ili proguta ili potpuno sprži nje­ nu površinu. Zemljina povijest se može prikladno ilustrirati urom na kojoj svaki sat traje jednu milijardu godina. Trajanje mandata životinja i biljaka je uočljivo kratko, počinje oko 4 i završava oko 5 sati.

upotpunjavana mnogim novim spoznajama, vodeći prema ne­ izbježnom zaključku da nastanjivi svjetovi mogu završiti kroz prirodnu evoluciju prema starenju. Planeti imaju "naseljive su­ stave", koji su ugrubo analogni organima živih bića, i koji na kraju posustaju, poput tih organa. Nastojimo prikazati sredstva i podatke potrebne da se razu­ mije taj razvoj, da se razumije gdje smo sada u procesu stare­ nja planeta te da predvidimo kako će život na našem planetu, a i planet sam, završiti. Rana i prijevremena smrt prijatelja ili člana obitelji uvijek dolazi poput šoka. Mi smo jednu iskusili za vrijeme sinteze ovih novih istraživanja, i kraj njene priče iskoristili smo kao analogiju za ovu priču. Naš je planet sada časna starina od 4, 5 milijardi godina, a postojat će sveukupno 12 milijardi godi­ na prije negoli ga proguta Sunce u nadimanju, no svi postoje­ ći znanstveni modeli vode do zaključka da će viši oblici živo­ ta, počevši od biljaka i životinja, završiti svoj put milijardama godina prije nego što planet bude progutan. Život će naime skončati zbog predvidivih uzastopnih slomova sustava naseljivosti našega planeta. Kao stanište višeg života, Zemlja je već sredovječna.

2

ČUDESAN STROJ

i razumsko štovanje života samo se povećava znanstvenim spoznajama o tome kako je divna ta tvorevina zvana ljudsko tijelo. Kemijski elementi koji izgra­ đuju njegovo tkivo nisu postojali u trenutku nastanka svemira već su skovani tek nakon formiranja prvih zvijezda, njihovog sagorijevanja i konačne eksplozije. Naši osnovni građevni ele­ menti doslovno su skovani u tim kataklizmama koje su bile nužne da se jednostavni atomi, poput vodikovih i helijevih, koji su se pojavili u zoru stvaranje, pretvore u mnogo složeni­ je atome ugljika, željeza i mnogih drugih. Milijardama godina kasnije su se taj plin i zvjezdana prašina sakupili i oblikovali naše Sunce, planet i, konačno, nas. U vama ima više stanica nego što je zvijezda u Mliječnoj stazi, a svaka stanica je mini­ jaturni grad sa svojim cestama, tvornicama, postrojenjima za zbrinjavanje otpada i jedne zavojnice DNK koja pamti genet­ ske upute potrebne za stvaranje vaše genetske kopije. Za uz­ vrat su stanice združene tako da čine složeni organizam koji se može kretati, jesti, disati, množiti se, obnavljati se, misliti i sni­ vati. Koliko je god izvanredna ta naša biologija, mi smo smrt­ ni, stalno u opasnosti od bolesti, ozljeda, ili pak neizbježnog NAŠE UROĐENO, DUHOVNO

rastakanja uzrokovanog vremenskim trošenjem i nagrizanjem. Kraj koji para srce, naravno, posvećuje žestoko veselje početka. Slavimo rođenje i mladost kao protuotrov smrti. Naš rodni planet je na sličan način složen i na sličan način čudesan. Da bismo razumjeli kako će naša Zemlja umrijeti, prvo moramo razumjeti kako ona živi. Postoje jaki dokazi da je svemir počeo s eksplozijom, Velikim praskom, prije oko 15 milijardi godina, i da su dvije trećine njegove povijesti protekle prije stvaranja našeg Sunčevog sustava. Tijekom tog golemog razdoblja, evolucija i smrt zvijezda su iskonski vodik, helij i nešto malo litija, s kojima je svemir započeo, obogatili mnogo složenijim atomima poput ugljika, kisika, silicija, magnezija i dušika. Razbacana po prostoru energetskim vjetrovima i ek­ splozijama zvijezda, međuzvjezdana tvar stalno se iznova sku­ pljala u nove zvijezde i planetne sustave. No čak je i danas tek manje od 1 posto iskonskog vodika - najjednostavnijeg atoma - pretvoreno u složenije elemente. Atomi vašeg tijela - zapravo našeg svijeta - proizvodi su evolucijskog recikliranja u svemiru. U svom začetku, naš je planet bio proizvod vodika, zvjez­ dane prašine i gravitacije. Plin i prašina koji su lebdjeli u prostoru među zvijezdama, skupljani gravitacijom sve dok se nisu zgusnuli u rotirajući disk koji je postao naša planetna maglica, u čijem središtu se oblikovalo Sunce, a planeti se skupljali od gromada koje su kružile oko Sunca u prostoru nalik šarama na frizbiju, kojeg astronomi nazivaju "akrecijski disk". Zemlja je tada oblikovana u sudarima i nagomilavanju nebrojenih stjenovitih tijela koje je skupljala po svojoj stazi, a čije su dimenzije sezale od zrnca prašine do malih planeta. Budući da su astronomi otkrili da takav akrecijski disk oko drugih zvijezda traje samo nekoliko desetaka milijuna godi­ na, stvaranje Zemlje moralo je biti, za svemirska mjerila, jed­ nako tako brzo. Zemlja je "terestrički planet" što znači da je sastavljena go­ tovo isključivo od stijenja i metala. Plinoviti planeti poput Ju­ pitera i Saturna nemaju čvrstu površinu, a sastoje se uglavnom

ili od vodika i helija ili mješavine ugljika, kisika, dušika i vodi­ ka. Oni su golemi i plinoviti olujni svjetovi. Terestrički planeti koje poznajemo oblikovani su u unutarnjem toplom području protosolarne nebule (maglice) koje je poznato pod nazivom "snježna granica". Ovdje na Zemlji temperatura opada kako se penjemo u visinu i u općoj je upotrebi naziv snježna granica za visinu na kojoj se umjesto kiše pojavljuje snijeg, stvarajući bijelu granicu uzduž planinskih strana. Nebularni je disk tako­ đer imao svojevrsnu snježnu granicu budući da je bio vruć u središtu, a hladan u udaljenim područjima. Izvan snježne gra­ nice bilo je dovoljno hladno da se vodena para, uobičajena u nebuli (voda se sastoji od dva najzastupljenija elementa, vodi­ ka i kisika, i to je jedna od najzastupljenijih molekula u svemi­ ru) doslovno kondenzira kao snijeg. U unutarnjim dijelovima nebule, voda postoji samo u plinovitu stanju. Zemlja se nalazi unutar snježne granice, što znači da su djelići i komadi koji su udarali u planet bili uglavnom od vode, a također od ugljika i dušika, pošto te tvari ne mogu tvoriti krutine u vrućem nebularnom plinu. To znači da su ključne "hlapljevine" tako značaj­ ne za život, bile uglavnom donesene na Zemlju pri kasnijem njenom oblikovanju, bilo kometima, koji su bili velike grude snijega, bilo asteroidima koji su zadržavali vođu u hidratiziranim mineralima kao što je serpentin. Kad se hidratizirani minerali zagrijavaju, otpuštaju svoju zarobljenu vodu. Kasnije, posredstvom topline unutrašnjosti Zemlje, voda se može oslo­ boditi i doći na površinu planeta. Kako je naš mladi planet postajao sve veći, bio je istovre­ meno sličan usisivaču i puhalu. Njegova je gravitacija djelovala bilo tako da je uvlačila sve više i više komadića tvari da se pri­ dodaju njezinom obujmu, bilo da je dodavala dovoljno energi­ je prolaznim komadićima da se ubrzaju prema drugim plane­ tima ili izvan Sunčeva sustava. Bio je to beskrajni niz žestokih sudara i eksplozija, pometanje orbitalnog smeća, što je gotovo potpuno očistilo orbitalni prostor, a mladu Zemlju dovelo do crvenog usijanja od akumulirane energije bezbrojnih sudara.

Kasnije su tijekom tog procesa gomilanja udarala u budu­ ću Zemlju i tijela veličine planeta, čak velika poput Marsa. Kr­ hotine od takvih sudara oblikovali su prsten oko Zemlje, koji se ubrzo skupio u naš Mjesec. Kako je naš Mjesec bez sumnje najveći satelit u Sunčevom sustavu, on je (izuzmemo li Plutonov mjesec) i relativno najveći u odnosu na masu planeta kojeg obilazi, a njegova prisutnost je jedan od sretnih uvjeta koji čine naš planet tako osobitim. Naš relativno golemi Mje­ sec imao je dubok utjecaj na Zemljinu povijest. On je stabilizi­ rao nagib Zemljine osi rotacije, omogućivši stabilizaciju klime, godišnjih doba i cirkulacije oceana našeg planeta. Da naš pla­ net nema nagib osi, ne bismo imali godišnjih doba pri našem godišnjem obilasku Sunca pa bi temperaturna razlika između ekvatorskih područja i umjerenih područja bila još veća i za život manje gostoljubiva od današnje: ciklus ljeto-zima poma­ že usrednjavanju posvemašnjih temperaturnih ekstrema. Ako bismo bili previše nagnuti, ili ako bi se nagib mijenjao, naše bi klimatske promjene postale još žešće ili bi postale kaotične. To se možda dogodilo Marsu, zapravo, omogućivši da taj planet izgubi svoje oceane. Mjesec čuva nagib Zemljine osi pod sta­ bilnim kutom, osiguravajući stabilnost za složeni život. Mjesec je čak, stvarajući velike oceanske plime, stvorio i iz­ mjeničnu vlažno-suhu zonu, koja je omogućila prijelaz živo­ ta iz mora na kopno. Taj plimni potisak također je usporio i početnu brzu vrtnju Zemlje, produživši naš planetni dan na dvadeset i četiri sata. Taj ples dvaju svjetova nije samo smanjio vrtnju Zemlje već i gurnuo Mjesec na veću udaljenost, a taj se međusobni utjecaj nastavlja i danas. Samo se u posljednjih 500 milijuna godina, na primjer, duljina Zemljinog dana utjecajem Mjeseca povećala za deset posto. Mjesec također čuva na sebi zapis nasilne prošlosti, koja je na površini Zemlje izbrisana erozijom, a koja nam daje nepro­ cjenjivu obavijest o ranoj povijesti našeg vlastitog planeta. Pri­ vidni lik na Mjesečevoj površini, nazvan "čovjek na Mjesecu", nastao je žestokim udarom i kasnijim izljevima magme i na-

zvan morem, koji stvara šaru svjetlijih i tamnijih mjesta koja se nazivaju licem. Lijevo oko na "licu" je bazaltno Mare Imbrium, 3, 9 milijardi godina stari krater nastao udarom svemir­ skog tijela koji je bio promjera stotinjak kilometara. Atkinov bazen, na južnom polu našeg satelita, zapravo je udarni krater promjera preko 2400 kilometara. Došavši na Mjesec, astronau­ ti su nam pribavili geološke zapise koji nam mogu mnogo toga reći o ranoj povijesti Zemlje. Mjesečevo stijenje služi kao još jedna vrsta vremenske kapsule. Povijest našeg planeta malo je poznata za njegovih prvih 600 milijuna godina postojanja, budući da iz toga razdoblja nema kamenja na njegovoj površini. Otkriće sićušnih zrnaca minerala cirkona omogućuje pogled u ranu Zemlju, iako su stijene koje ih sadržavaju nastale uslijed promjena dugo vre­ mena nakon razdoblja nastanka samih tih minerala. Koristeći proizvode raspada radioaktivnih torija i uranija, starost cirko­ na može biti određena s točnošću od oko 1 posto. Analiza tih rijetkih zrnaca, čudesno preživjelih iz Zemljine najranije povi­ jesti, daje nam podatak da kopno i oceani postoje 4, 2 milijar­ de godina. Ipak, nije isto zaključivati iz nekog zrnca cirkona i proučavati čitav jedan satelit. Mjesec, bez zraka ili oceana koji bi erodirali njegovu površinu, omogućuje zamjenski zapis za ranu, burnu povijest Zemlje. Čak i nakon što su nastali "lice čovjeka na Mjesecu" i drugi golemi krateri, istovrsni golemi sudari događali su se na Zemlji. Svaki veliki sudar mogao je ponovno izbaciti dio naše slabašne atmosfere i ispariti novostvorene oceane. Ti kataklizmički doga­ đaji čini se da pretkazuju slabu budućnost bilo kakvom životu, a ipak izgleda da je to normalan proces rađanja jednog nastanjivog planeta. Jedva da se može i zamisliti još neprijateljskiji okoliš. Za­ pravo, te pojave uništenja čini se da su pridonijele stvaranju uvje­ ta za razvoj kasnijeg života. Da se naš planet oblikovao na nježni­ ji način, sa samo malim stijenama u svojoj orbitalnoj zoni, razvio bi se u hladan i mrtav, jer bi energija tijela koja bi padala na nje­ ga bila dovoljno malena da se izrači natrag u prostor. Nasuprot

tome, Zemlja je bila pogođena golemim komadima stijena i leda planetnih dimenzija, koji su se zabijali tako duboko u njenu unutrašnjost, da su se njihova toplina, voda i budući atmosferski plinovi uspjeli zadržati. Kako je Zemlja postizala svoju konačnu veličinu, velika energija pristigla zajedno s tim tijelima rastalila je Zemljinu površinu do stotina kilometara dubine, stvorivši ocean magme. Taj se proces zbivao i na Mjesecu i stvorio stara svjetlija područja, koja je lako opaziti i malim dalekozorom. Svijetli Mje­ sečev materijal sastoji se ponajviše od glinenaca, minerala koji su se oblikovali u starim lunarnim magmatskim oceanima, a koji su plutali na površini oblikujući još sačuvanu koru Mjeseca. U Zemljinoj najranijoj povijesti njezina je površina bila rastaljena stijena, a atmosfera zastrašujuća mješavina vodene pare i raznih plinova. To je uistinu bilo pakleno mjesto, iako se broj sudara smanjivao dovoljno da se površina ohladi, ostavljajući stjenovitu koru pokrivenu područjima vrele vode. Tijekom stotina milijuna godina, povremeni golemi objekti nastavili su padati na planet. Tek nastala embrijska pramora uzastopce su nestajala - pri sva­ kom novom sudaru s nekim tijelom većim od stotinjak kilome­ tara promjera - pretvarajući se u paru te se ponovno i ponovno kondenzirajući i oblikujući mora samo nekoliko tisuća godina nakon tih velikih sudara. Da li se život u tim ranim oceanima stalno iznova stvarao samo da bi bio uništen sljedećim sudarom? Možda, ali kako bi to itko mogao znati? Ali konačno, nakon 700 milijuna godina, nakon olujnog eona duljeg od onog u kojem postoje složene životinje na Zemlji, veliki su sudari uglavnom završili. Iako Ze­ mlja i dandanas svake godine dobiva četrdesetak tisuća tona sti­ jena i metala iz međuplanetnog prostora, današnji meteori nisu ništa u usporedbi s bombardiranjem koje se zbivalo u davnini. Najveći dio sadašnjeg godišnjeg dodatka masi Zemlje je prašina. Glavno razdoblje golemih sudara pri kojima su ključali oceani završilo je prije 3, 9 milijardi godina, ostavivši našem planetu uglavnom sigurnu i relativno stabilnu podlogu za život u mili­ jardama godina koje su slijedile. Ali ne potpuno stabilnu. Topli-

na unutrašnjosti našeg planeta ne osigurava Zemlji samo posto­ janje atmosfere i oceana, već ona stvara i tektonske ploče koje čine da se dno beživotnog oceana, dubokog oko tri kilometra, lomi u komade. Toplina i tlak počinju stvarati stijene lakše od oceanskog dna, pa one isplutaju iz magme stvarajući kontinente. To je od vitalne važnosti, jer je kopno nužno za razvoj kasni­ je više inteligencije. Kitovi i dupini imaju velik mozak i određe­ nu razinu razvijene komunikacije, ali pokazuju malo u odnosu na složenost inteligencije naše vrste. Uistinu, dokazano je da se razina ljudske inteligencije i tehnologija nikada ne bi razvile na planetu potpuno prekrivenom vodom. Za to ne bi bilo ni potrebe ni mogućnosti. Čini se da je rana Zemlja bila potpuno prekrivena vodom, a vjerojatno su i mnogi planeti u svemiru, koji su nalik Zemlji, također prekriveni vodom. Prosječna je dubina oceana oko tri kilometra i bez geoloških sila nije mogu­ ća pojava nepravilne topografije iznad površine. Veliki vulkani, poput onih koji su stvorili Havajsko otočje, vjerojatno nisu do­ voljni da se pojavi evolucija, jer su relativno mali i traju samo nekoliko milijuna godina prije nego ih trošenje i gravitacija potisnu pod morsku površinu. Ono što je životu bilo potrebno za napredovanje bio je dugotrajan kontinent, a Zemljina unu­ tarnja toplinska energija stvorila je uvjete za nastanak granita i andezita te za njihovo plutanje nad težim, gušćim bazaltom oceanskog dna. Osim toga, kontinenti su mogli nastati kad su divovski sudari izbacili goleme količine magme te je od izba­ čene tvari nastalo gorje. U svakom slučaju rana Zemlja imala je malo ili ništa kopna, koje je postupno raslo kako se nastavljao geološki proces. Kasnije ćemo razmatrati puni značaj tektonike ploča koje grade kontinente, no sada samo zabilježimo da je današnja površina kopna dva puta veća nego prije dvije milijar­ de godine te da će polako rasti i ubuduće. Zemljina mješavina kopna i oceana jedinstvena je u Sunče­ vom sustavu i važno je svojstvo koje je omogućilo Zemlji da bude relativno stabilna i nastanjiva kroz tako dugo vrijeme kao što je. Kombinacija vode i kopna omogućuje kruženje uglji-

kovog dioksida kruženje koje služi kao dugotrajan termostat, ublažujući temperaturne promjene koje bi se u protivnom zbi­ vale uzrokovane sastavom atmosfere, promjenama na Suncu i drugim čimbenicima. Površinska voda i kopno nad njom vje­ rojatno čine najvažniji sustav koji planet mora imati da bi bio utočištem razvijenog života. Kopno je bilo jedan od bitnih čimbenika za razvoj živo­ ta. Zrak je drugi. Života na Zemlji ne bi bilo bez atmosfere, a bez dovoljne količine kisika ne bi bilo viših oblika života. Sa­ stav naše atmosfere kroz Zemljinu povijest jedan je od razlo­ ga zašto je naš planet tako dugo ostao staništem života. Danas je atmosfera u velikoj mjeri uvjetovana biološkim procesima i vrlo se razlikuje od atmosfera drugih terestričkih planeta. Merkur uopće nema atmosfere. Venerina se atmosfera pretež­ no sastoji od ugljikovog dioksida i stotinu je puta gušća od Zemljine. Mars ima stotinu puta rjeđu atmosferu od ugljikovog dioksida. Zemlja se nalazi u sredini, u ugodnoj sredini. Zemljina je atmosfera u početku došla na površinu iz njezine vruće unutrašnjosti, ali se uvelike promijenila tijekom vremena. Čak i promatran s velike udaljenosti, Zemljin neobični atmosferski sastav može dovesti do čvrstog zaključka o postojanju života na njoj. Sastavljena od dušika, kisika, vodene pare i ugljikova dioksida (po silaznom redu udjela), to nije atmosfera koja se može održavati samo kemijskim procesima. Bez života koji bi ga nadopunjavao, slobodni bi se kisik ubrzano smanjivao, jer bi se njegov dio trošio na oksidaciju površinskih materijala, a ostatak reagirao s dušikom, stvarajući u konačnici nitratnu (dušičnu) kiselinu. Nekom nezemaljskom astronomu Zemljina bi atmosfera omogućila vrlo jak dokaz o postojanju živahnog ekosustava, sposobnog da nadzire kemijski sastav atmosfere.

mladi svijet prije nekih 3, 9 milijardi go­ dina, on će nam se učiniti nemogućom kolijevkom za buduću raznolikost života. U atmosferi uopće nema kisika, znači ne

VRATIMO LI SE U TAJ

može se disati. Bez kisika, nema ni stvaranja zaštitnog ozon­ skog sloja visoko u atmosferi, što prepušta ono malo kopna što viri iz valova, a i vodu samu, okrutnom bombardiranju Sun­ čevog ultraljubičastog zračenja. Što je još gore, mlado Sunce emitiralo je tada više tog zračenja nego danas. Iako je ukupna energija zračenja mladog Sunca 30 posto manja nego danas, Zemljina je površinska temperatura bila vjerojatno viša, jer je dominantni atmosferski plin bio ugljikov dioksid, poznat "staklenički plin", kojeg danas izbacujemo u atmosferu mi ljudi spaljivanjem nafte i ugljena. On je zarobljavao toplinu mladog Sunca i povisivao temperaturu na površini Zemlje. Iznad tog vrućeg, mrtvog svijeta, kojim dominira ocean, Mjesec bi izgle­ dao ogroman, budući da je tada bio bliži Zemlji. Jedini život, ako je uopće postojao, predstavljali su mikrobi. Nezemaljski astronaut, koji bi posjetio naš planet, ne bi ga stavio na listu životorodnih planeta. Pa ipak, unatoč tome kako bizarno naš planet izgledao u svom djetinjstvu, dva presudna uvjeta za budući život već su bila na licu mjesta. Prvo, Zemlja je bila na idealnoj udaljenosti od Sunca i to joj je omogućilo da zadrži svoju tekuću vodu To je presudno. Voda, jednostavna molekula od dva atoma vodika i jednog ki­ sika važna je, jer ostaje u ukapljenom stanju u istom tempera­ turnom rasponu u kojem može postojati život. To je neuobi­ čajeno za tekuće kemikalije, uobičajene za planete ili mjesece. Amonijak, metan, etan, ugljikov dioksid, sumporov dioksid i dušik pojavljuju se u ukapljenom stanju na mnogo nižim tem­ peraturama. Na primjer, Saturnov mjesec Titan može imati oceane metana, no nije vjerojatno da tamo postoji i život bu­ dući da je temperatura minus 150 °C, što je mnogo hladnije nego na Zemljinom beživotnom južnom polu. Samo voda ostaje tekuća okolina u rasponu temperatura koje su najpo­ godnije za biološku kemiju. Voda je također važno otapalo; ona erozijom oblikuje tlo, ublažava atmosferu i stvara sretan okoliš za kemijske reakcije

potrebne za nastanak života. Kao rezultat, većina je organizama u biti samo složena vreća vode: mi, ljudi, sastojimo se od 70% H2O, a naši životni sokovi čuvaju slano sjećanje na more u nama. I konačno, smrznuta voda pluta na tekućoj vodi. To je važ­ no, jer, kad bi (teži) led tonuo, taložio bi se na dno oceana gdje ga ljetno sunce ne bi moglo otopiti pa bi se u konačnici sva ze­ maljska voda smrznula. Umjesto toga, smrznuta voda izolira tekuću vodu ispod, održavajući je na nastanjivoj temperaturi. Naši oceani sadrže 3% soli, a razlog tome dugo je istraživan. Je li sol isprana s kopna u more? Ili su oceani, zapravo, slani od svoga početka? Iako se općenito smatra da se količina soli u oceanima vremenom povećava, Paul Knauth s Arizonskog državnog sveučilišta smatra da je u pitanju zapravo obrnut slu­ čaj. Oceani su oduvijek slani, a vremenom se sve više i više soli nakupljalo u kopnene naslage u obliku ležišta soli i sličnih ge­ oloških naslaga. Drugi uvjet za život bila je velika toplina unutrašnjosti pla­ neta. Čini se čudnim reći da zrak i voda dolaze iz stijena, ali to je potpuno točno: voda i atmosferski plinovi, sadržani u grumenima krhotina koje su dojurile iz prostora, oslobođeni su konstantnim vulkanizmom našega planeta te su oblikovali njegovu tanku plinovitu ovojnicu i vodu koju nastava život. Udio vode na Zemlji je malen u odnosu na njenu masu, kao što se može i očekivati kod stjenovitih planeta unutar snježne granice: on je manji od jedne desetine postotka. Odakle po­ tječe ta umjerena količina vode? Iz vanjskog prostora, točni­ je područja iza Marsove staze. Njezini nositelji su tijela koja uključuju planetoidne i kometne tvari, kao i nekoliko objekata veličine Mjeseca pa i Marsa. Neki planetoidni meteoriti koji su se sudarili s mladim planetom nosili su više od 10 posto vode u obliku hidratiziranih minerala poput serpentina. Kome­ ti koji su padali bili su prljave snježne grude, možda pola od vode, a pola od stijena i ugljika. Neki meteoriti koji tvore pla­ netoidni pojas sastoje se do šest posto od ugljika i do 20 posto od vode u obliku hidrata. Sve je to dopremalo vodu na Zemlju

i smještalo je ispod površine, sve dok je vulkani nisu ispuhali. A čak i kada se svježa magma izljeva na jednome mjestu, na drugome stara kora biva usisana u vruću unutrašnjost i taljena. To stalno recikliranje Zemljine kore bilo je, kao što ćemo vidjeti, apsolutno vitalno u uravnoteženju naše atmosfere i održavanju života. Ne znamo točno kada, kako ili zašto je nastao prvi život na Zemlji. Možda je proizišao u okolini odušaka u morskim dubinama, kilometar ili više ispod površine. Možda je nastao u plitkim morskim bazenima. Možda je stigao iz svemira s meteoritima sa starijeg, biološki mnogo naprednijeg, Marsa: znanstvenici nastavljaju raspravljati otkad je meteorit s Marsa pronađen na Antarktiku, a koji nosi fosilne tragove mikrobnog života. U svakom slučaju, tragovi u stijenama pokazuju da su primitivne bakterije bile prisutne na Zemlji već prije najmanje 3, 6 milijardi godina ili gotovo odmah čim su se pojavili uvje­ ti, kad se bilo smanjilo katastrofalno bombardiranje iz svemira koje je steriliziralo planet. Evolucija je započela. Gotovo nema dvojbi o tome kako je izgledao najraniji život na Zemlji: on je nalikovao današnjim bakterijama i po veličini i izgledu. Kada nalazimo najstarije fosile tog prvotnog života, vidimo ih pokopane u stijeni stanice kakvi bi mogle pripada­ li bilo kojem od živućih mikroba. Uobičajeni oblici bakterija - štapići, loptice i spirale - razvili su se rano i izdržali kušnju vremena. Ono što se je promijenilo, nije oblik tih stanica već unutarnji ustroj - ponajviše način korištenja energije. Žive stanice su biokemijske tvornice okružene poroznim membra­ nama, a energiju dobivaju bilo direktno od Sunčeve svjetlosti ili indirektno, hraneći se drugim organizmima ili plutajućim spojevima koje su ti drugi organizmi proizveli. Stanice su po­ stale bitno razvijenije u svojim mogućnostima pohrane Sunče­ ve svjetlosti ili pak gutanja i pretvorbe drugih molekula da bi sebe održavale. Te rane bakterije bile su prokariotske stanice, a njihovo po­ tomstvo nastanjuje i danas Zemlju. Prokariotske stanice mno-

go su primitivnije od stanica od kojih su izgrađene biljke i životinje, protozoe ili gljive. Pretežno su malene, oko 0, 2 do 10 mikrometara - mnogo manje od većine stanica s jezgrom. Ako postavite pet stotina tipičnih bakterija u niz jednu do dru­ ge, one će dosezati debljinu novčića. Ime su dobile od grčkih riječi "prije koštice" ili jezgre. Za razliku od stanica koje tvore naša tijela, prokarioti imaju jednu jedinu DNK koja nije oba­ vljena membranom jezgre - slobodna je dakle unutar stani­ ce - te nemaju unutarnje organele, kao što su to mitohondriji koji su tipični za životinje ili biljke. Prokarioti nemaju složene membrane u stanici, a za gibanje imaju u najboljem slučaju bič (flagellum). U usporedbi sa složenošću moderne stanice, one su poput čamca na vesla u odnosu na prekooceanski brod, no ipak pokazuju ogroman raspon u načinima na koje i u okoli­ nama u kojima mogu preživjeti. Bakterije je moguće naći na mjestima tako različitim poput vrućih izvora ili dubokih pod­ zemnih stijena, a dominirale su Zemljom same mnogo dulje nego dinosauri i sisavci zajedno. Gledajući kroz cijeli Zemljin vijek, one su dominantan oblik života. Od prije tri milijarde godina, bakterijske kolonije prokariotskih stanica počele su srastati u isprepletene zajednice nazvane stromatolitima, u primitivne i neobične strukture koje ćemo ponovno susresti i u dalekoj budućnosti. Gornji sloj stromatolita sastavljen je od bakterija zvanih cijanobakterije ili plavo-zelene alge, koje obavljaju fotosintezu. (To se ne smije pobrkati s drugim vrstama algi poput morske trave, koje pripadaju posebnim biološkim carstvima). Poput zemalj­ skog bilja, koje je nastalo tek milijarde godina u budućnosti, te primitivne bakterije mogle su upiti Sunčevu svjetlost i vodu, lomiti kemijske veze molekule vode, te u zrak i vodu ispušta­ ti slobodni kisik. Bile su jednostavne, uspješne i dominantne u ranim plitkim zaljevima i morima. A s tim uspjehom došla je i revolucija: život je stvarao uvjete za svoj vlastiti razvoj u budućnosti. Kisik, iako korozivan i otrovan za bića koja su ga izbacivala, bio je poput injekcije brzine koja je omogućila bržu

i složeniju biološku kemiju. Nažalost po tadašnji život, pojava kisika omogućila je evoluciju naprednijih bića koja će na kraju jesti stromatolite. Tako se ovdje nalazi pouka od ranog global­ nog zagađivača: anaerobne bakterije ispuštale su otrovni plin (kisik) koji će popločiti njihov put u propast. Stromatoliti se mogu naći i danas, ali samo u posebnom okolišu poput vrlo slanih močvara ili vrlo vrućih jezera. Naj­ poznatija je lokacija nizu slanih bazena uz obalu Sinaja i superslani Shark Bayu na zapadnoj obali Australije. Kombinaci­ ja smanjenog dotoka vode i velikog isparavanja pod tropskim suncem uzrokovala je da taj zaljev postane do dva puta slaniji od normalnog oceana, zaustavljajući puževe i druge morske organizme koji bi inače prirodno jeli stromatolite. Mi tako možemo vidjeti, dodirnuti i izmjeriti neke od najranijih sta­ novnika Zemlje, bakterijske prostirke koje su daleko daleko starije od dinosaura. Te nepokretne krpe pomogle su u mije­ njaju svijeta. Ne trebate previše žaliti stromatolite. Kao što ćemo vidjeti na sljedećim stranicama, njihovo će vrijeme ponovno doći. Kisik koji su proizvodili stromatoliti fotosintezom promije­ nio je kemiju oceana i kopna. Transformacija je dugo trajala. Na početku je kisik reagirao sa željezom i na kopnu i u moru, kisik je bio trošen, a željezo u morskoj vodi izgubljeno, dok se prije 2, 2 milijarde godina nije uspostavila nova ravnote­ ža. Kad je to postignuto, kisik se mogao gomilati u atmosferi, omogućujući stvaranje sloja stratosferskog ozona koji će čuvati svaki budući život - posebice život na kopnu - od ultraljubičastog zračenja. Novo obilje kisika također je nenamjerno stvori­ lo prostor za više oblike života. Upotrebljivost kisika išla je na ruku evoluciji eukariotskih stanica, kod kojih je sav genetski materijal sakupljen u jezgri unutar stanice. Vaše tijelo sastoji se 13 14 od 5 x 10 do 10 eukariotskih stanica koje zajednički djeluju. Najstariji poznati fosili organizma koji pokazuje da je po­ stigao eukariotski stupanj organizacije nađen je u ležištima že­ ljeza u Michiganu. Fosili su promjera od oko jedan milimetar

i nađeni su u lancima do 90 mm dugim. To je preveliko da bi bilo jednostanični prokariot ili jednostanični eukariot. To biće, nazvano grypania, sačuvano je u obliku smotka ugljičnog fil­ ma na glatkoj sedimentnoj stijeni. Taj rani eukariot morao je biti rijedak s obzirom da se drugi eukarioti ne pojavljuju u fo­ silima tijekom 500 milijuna godina nakon te prve pojave. Za period između prije dvije i jedne milijarde godina ima nekoliko značajnih tekovina života, koje se mogu naći kao fo­ sili u stijenama. Poput današnjih ameba i paramecija, nedosta­ tak kostura ostavio je većinu tadašnjeg života nevidljivim u fo­ silnim zapisima. Prva sveopća pojava eukariota započinje prije oko 1, 6 milijardi godina, kada se u geološkim zapisima pojav­ ljuje mikroskopski fosil nazvan acntarch. To su loptasti fosili s relativno debelim organskim staničnim stjenkama. Smatra se da su ostaci planktonske alge koja je koristila fotosintezu za respiraciju i živjela u plićacima svjetskog oceana. Može se predvidjeti da su se razvili također i jednostanični grabežljivci koji su jeli te alge. Čitave armade tih plutajućih pašnjaka i njihovih žderača živjele su i umirale u toj, naizgled beskrajnoj, epohi geološkog vremena. Otvoreni je ocean imao malo živo­ ta, no obalna područja bogata hranjivim tvarima bila su ispu­ njena mikroskopskim životom. Prije jedne milijarde godina tempo se evolucije ubrzao i prve crvene i zelene alge - preteče moderne morske trave - počeše se pojavljivati. Evolucijski koraci potrebni za pomak od jednostaničnih biljaka i njihovih žderača do složenih morskih životinja su brojni. Disanje, hranjenje, reprodukcija, rasprostranjenost, primanje informacija i gibanje, sve to traži integraciju mnogih stanica na zajedničkom poslu. Stanice moraju svući svoj kruti vanjski ovoj i ogoljele spojiti se jedna s drugom, tako da mogu izmjenjivati živu tvar i informacije. Stanice se počinju udruži­ vati za međusobnu korist. To je bila loša novost za stromatolite, koji su do prije 600 milijuna godina praktički nestali sa Zemlje. Doslovno su bili pojedeni, jer je velika biološka revolucija koja se pokrenula

stvorila takve sustave organizama koji su bili prilagođeni ko­ rištenju biljaka kao hrane. Te nove razvijene životinjice koje su pasle (većina je izgledala poput malih crva) koristile su stromatolite za večeru. Prije oko 700 milijuna godina počela je opadati raznolikost stromatolita. Novorazvijeni žderači bi­ ljaka bili su sigurno tome razlog, mada ta bića koja su pasla nisu ostavila nikakva fosilnog zapisa o svom postojanju - bila su premala i nisu imala mineralni kostur koji bi se mogao fosilizirati. Kako su se mogu višestanične biljke i životinje razvi­ ti jedne od drugih? To ne znamo u potpunosti. Fosilni zapisi za te rane pokušaje mekih tijela su izbrisani i evolucijski slijed ostaje nam nejasnim; ono što je ipak jasno je to da se prije oko 530 milijuna godina dogodila nagla pojava morskih životinja u širokom rasponu pokušaja raznih oblika tijela. Tako je nagla ta pojava životinja sa školjkastim oklopima, da paleontolozi tu iznenadnu pojavu fosila nazivaju "kambrijska eksplozija", plit­ ka su mora odjednom bila puna bića koja su tuda puzala, gmizata, plivala i ukopavala se. Mnogi su rani pokušaji s različitim građama tijela brzo izu­ mrli, ali oni koji su bili uspješni nastavili su se razvijati i širiti se u nova ekološka područja. Prije nekih 400 milijuna godina prve su biljke i životinje izbjegle na kopno. To se naziva silursko razdoblje i to je doba kada se život proširio iz oceana u močvare, zatim nizinska obalna područja i potom dalje u unu­ trašnjost kopna. Ponovno je adaptacija, koja je bila potrebna za napuštanje mora, bila višeznačna. Biljke su trebale razviti neo­ bičnu ovojnicu da spriječe sušenje na suncu. Trebale su razviti korijenje da crpe vodu i minerale. Trebale su razviti otvore na ovojnici kroz koje će disati. Kako su postajale sve više u borbi jedna s drugom, trebale su razviti vaskularni sustav za prijenos vode i hranjivih tvari iz tla do svojih vršaka. Trebale su razviti sjeme (jajašca) koje se neće osušiti sve dok ne bude sposobno za dalji rast. Životinje koje su slijedile imale su gotovo iste izazove: odu­ prijeti se isušivanju, disati, gibati se i tako dalje. Trebale su im

izrasti noge, trebale su razviti pluća i usavršiti osjetila. Izazovi su bili izjednačeni s korišću, naravno. Biljke su izlučivale kisik koristan životinjama, a životinje su izlučivale ugljikov dioksid nužan za biljke. Jedni su koristili druge u beskonačnom krugu hranjenja, smrti, gnjiljenja i ponovnog rađanja. U stvari, život je složno djelovao pomažući samome sebi da Zemlju učini sve obilnijom životom. Ovoj poznatoj dražesnoj priči o napredujućem životu vra­ tit ćemo se podrobnije kasnije u ovoj knjizi, jer vjerujemo da se ta priča o rastućoj profinjenosti i složenosti preokreće kako naš planet stari. Umjesto da postaje sve raznovrsniji i složeniji, život na Zemlji postaje sve jednostavniji kako uvjeti za njega opadaju. Zapravo, mi smatramo da je naš planet već možda u fazi propadanja. Ta uznemirujuća ideja je vrlo, vrlo nova.

- ili raznovrsnosti obilja i složenosti zemaljskog bilja i životinja - prvo je razmatrana u radu Johna Phillipsa, pionira geologije koji je prvi podijelio ge­ ološku vremensku skalu na ere paleozoika, mezozoika i kenozoika. Phillips, koji je objavio svoje monumentalno djelo 1860. godine, uočio je da se velika masovna istrebljenja u prošlosti mogu iskoristiti za podjelu geološkog vremena. Ali Phillips je učinio mnogo više od uočavanja važnosti prošlih izumiranja i davanja naziva prošlim erama: pretpostavio je da je raznoliko­ sti u prošlosti bilo manje nego u sadašnjosti i da povijest bio­ loške raznolikosti sadrži povećanje broja vrsta, osim za vrije­ me i neposredno nakon masovnih izumiranja. Pretpostavio je da masovno izumiranje usporava razvoj raznolikosti, ali samo privremeno. Posljedica toga je da svijet postaje stalno bogatiji vrstama. POVIJEST BIOLOŠKE RAZNOLIKOSTI

To je bila nova i značajna ideja, ali prošlo je stoljeće prije nego što je ponovno privukla pažnju znanosti. Radovi koji su slijedili daju dobru sliku kako znanost djeluje, uvijek propitu­ jući ideje i odbacujući ih ako ne valjaju.

U kasnim 1960-tim godinama paleontolozi Norman Newell i James Valentine ponovno su razmatrali problem kada se toč­ no i kroz koje vrijeme svijet napučio životinjama i biljkama. Obojica su razmišljala je li stvarna slika stvaranja različitosti vrsta povećanje broja vrsta tijekom kambrijske eksplozije od prije oko 540 do 520 milijuna godina, koju je slijedilo mirno razdoblje nakon njega. Oni su smatrali da, iako je raznolikost fosila bila siromašnija u prošlosti, kako je to Phillips uočio, da je to možda samo stoga što je starije fosile teže pronaći zbog starosti i erozije stijena. Razlog rastuće različitosti, koju je uo­ čio Phillips, možda leži u boljem skupljanja uzoraka, a ne u porastu bioraznolikosti. Kao grubu analogiju zamislimo da sutra nestanu svi ljudi i da neki nezemaljski arheolog dođe na Zemlju i pokuša odre­ diti koja je civilizacija rabila više šalica - stari Rimljani ili mo­ derni Talijani? On će, naravno, pronaći mnogo više lončarije modernog doba, ali samo zato jer novijeg godišta i nije bila razbijena ili izgubljena. Slično tome, možda nalazimo manje fosilnih vrste iz davnih razdoblja, jer ih je nemirna Zemljina površina uništila tijekom vremena. Takav pristup snažno podržava paleontolog David Raup, koji u nizu članaka pokazuje da su starije stijene podložnije rekristalizaciji, trošenju i metamorfozama. Ima samo nekoliko nepromijenjenih starih stijena, pa time i nekoliko starih fosila, ali to ne znači da ih je i bilo samo nekoliko, zaključuje Raup. Jack Sepkoski sa Sveučilišta Chicago pokušao je riješiti taj prijepor tijekom 1970-tih popisujući, uz pomoć kolega i stu­ denata, ogroman broj podataka o fosilima. Proučavao je mor­ ske beskralježnjake, kao i kopneno bilje i kralježnjake. Činilo se da njegovi podaci potiskuju ranu Phillipsovu ideju. Posebno su krivulje koje je otkrio Sepkoski pokazivale izvrsno poduda­ ranje s tri glavne pojave naglog povećanja broja vrsta. Prva bi­ jaše kambrijska fauna, druga morski beskralježnjaci ordovicijske ere, a treća nagli porast u bližem razdoblju, koji je proizveo visoku razinu različitosti koja se danas pojavljuje u svijetu.

Dok se prema radu Sepkoskog čini da početak diversifi­ kacije, koja traje do danas, pada u doba dinosaura u kasnom mezozoiku, sumnja ranijih autora u postojeće opise fosila i da­ lje ostaje. Stoga je paleontolog Richard Bambach s kolegama odlučio istražiti raspodjelu raznolikosti među fosilima unutar određenog okoliša. On je to učinio istražujući broj vrsta na­ đenih unutar pojedinih iskopina fosilnog stijenja. Na primjer, njegova je grupa promatrala niz iskopina s nekadašnjeg plit­ kog morskog taložišta, gdje je svako iskapanje predstavljalo jednu točku podataka. Tada su postavili pitanje: da li razno­ likost tijekom vremena raste unutar sličnog okoliša? Činilo se da taj test pokazuje da neki okoliš ne pokazuje promjenu u ra­ znolikosti tijekom vremena (kao što su to obale pod utjecajem valova, kako u moderno tako i u staro doba), dok udaljenija dna pokazuju raspodjelu raznolikosti koja, čini se, podržava Phillipsovu i kasniju Sepkoskijevu hipotezu: raznolikost vrsta značajno raste u kasnom mezozoiku i nastavlja se do naših dana. Općenito, broj se vrsta na Zemlji povećava. Ali znanost nikada ne spava. Kompjutori su omogućili ubr­ zanje obrade podataka i stari su se podaci mogli ponovno pre­ ispitati. U zoru dvadeset i prvog stoljeća cijelo se pitanje moglo proći uporabom mnogo točnije baze podataka; na veliko čuđenje mnogih, proizišla je potpuno drugačija slika. Možda smo već od nekog vremena u stalnom stanju raznolikosti! Znanstvenici su ta­ kođer spoznali da je biološka produktivnost - ukupan broj živu­ ćih biljaka i životinja - bila veća prije nekih 200 do 300 milijuna godina, kada je planet bio topliji i bogatiji ugljikovim dioksidom, nego danas. (Vratit ćemo se na taj nalaz). To je bilo plodonosno otkriće. To znači da je, bez obzira na obilje vrsta, postojalo više života u prošlosti - velika količina žive tvari na planetu. Stoga je moguće da je najveći broj vrsta postojao rano u povijesti životinja i, nasuprot svim pogledima od Phillipsova doba, otada ostao u približno stabilnom stanju. Kako je kolo­ nizacija kopna dovela do previše novih vrsta, stvaranje je za­ vršilo u kasnom paleozoiku, možda prije 300 do 250 milijuna

godina. Otada je broj vrsta na planetu približno stalan ili čak opada. Planet je mogao biti bogatije mjesto u vrijeme dinosaura, kada je razina ugljikova dioksida, koji je potreban biljkama, bila viša, a i temperatura općenito imala veće vrijednosti, no nije bilo pretopio: tropski svijet koji se može usporediti s da­ našnjim tropima. Ako je to točno, posljedice su važne za našu tezu: možda je naš planet, umjesto da bude stalno bogatiji u biološkoj raznolikosti, već u fazi opadanja. Sto je sa suvremenom, ali sve važnijom, ulogom ljudi u us­ postavljanju biološke raznolikosti? Ovi modeli su uspostavlje­ ni na temelju daleke prošlosti i razmatraju svijet gdje se evolu­ cija zbiva u skladu sa "starim", to jest predljudskim pravilima. Ali naivno je vjerovati da procesi koji su djelovali u dugom predljudskom razdoblju djeluju na isti način u našem svijetu u kojem ljudska vrsta nadzire toliko zbivanja na planetu. Kakva je budućnost biološke raznolikosti u budućnosti Zemlje? Tu nam postojanje čovječanstva zamagljuje našu kri­ stalnu kuglu, a astrobiološki su modeli od male koristi. Čo­ vječanstvo je nešto poput džokera u kartama. Mi promičemo biološku raznolikost u nekim područjima, a smanjujemo u drugima. Sigurno je samo to da će bios koji čine naš svijet biti drukčiji. Ako se u bliskoj budućnosti izgled vrsta, njihova ras­ podjela, relativan broj i odnos jedne prema drugoj i izmijeni, a ako u dalekoj budućnosti uzmu maha akumulirane promjene, nema sumnje da će evolucijske sile - možda i jako potaknute od ljudi - stvoriti nove vrste i varijetete, što će za posljedicu dati globalni biotički popis vrsta na Zemlji različit od današ­ njeg. Napokon, u ovom dobu čovječanstva, stara pravila, koja su kao posljedicu imala biološku raznolikost sadašnjeg svijeta, neupitno su se promijenila djelovanjem ljudi. Nedvojbena je činjenica da je već zarana naša vrsta naučila manipulirati silama evolucije tako da joj služe za vlastite svr­ he, stvarajući varijetete životinja i biljaka koji se ne bi pojavili na Zemlji bez naše volje. Opsežno bioinženjersrvo već je bilo na djelu daleko prije izuma pisma. Taj proces nazivamo "udo-

maćivanjem" ali to nije bilo ništa drugo već uspješno i nemi­ losrdno bioinženjerstvo zaliha hrane - i odstranjivanje onih vrsta koje su predstavljale opasnost za njih. Kada su jednom novouzgojene domaće životinje i biljke postale neophodne za preživljavanje naše vrste, poduzeli smo masovno istrebljivanje napadača na te nove životinje. Suvremena nastojanja u biološkom inženjerstvu samo su produžetak ranijih napora pri stvaranju domaćih životinja i biljnih kultura. Sve do kraja dvadesetog stoljeća prirodni svijet nikada nije bio proizveo četvrtastu rajčicu ili bilo koju od broj­ nih drugih genetski izmijenjenih biljaka ili čak životinja, sada potpuno uobičajenih u poljoprivredi i znanstvenim laboratori­ jima. Jednako kao što fizičari tehnološkim putem donose nove elemente u prirodni svijet, tako je naša vrsta izumila nove pu­ tove za stvaranje novih varijeteta biljaka i životinja, koji nikad ne bi krasili planet bez ljudske ruke. Novi geni, stvoreni i smje­ šteni u postojeće organizme tako da stvore nove varijetete ži­ vota, imat će vrlo dugo vrijeme poluživota; neki mogu posto­ jati sve dok život konačno bude otpuhan nadimljućim Suncem nekoliko milijardi godina u budućnosti. Ljudi su stubokom promijenili biološki izgled Zemlje. To smo učinili jednako toliko finim koliko i grubim načinima. Spa­ lili smo čitave kontinente, što je kao rezultat imalo opstanak bi­ ljaka otpornijih na vatru u područjima u kojima su one postoja­ le samo u malom broju prije dolaska ili evolucije ljudi koji su se služili vatrom. Iskorijenili smo čitave vrste i desetkovali bezbroj­ ne druge, bilo u cilju da zadovolje našu potrebu za hranom ili sigurnošću, ili jednostavno kao slučajan nusproizvod mijenjanja okoliša za zadovoljavanje naših novih poljoprivrednih nastoja­ nja. Promijenili smo ulogu prirodne selekcije, dajući prednost nekim vrstama koje inače nikako ne bi preživjele u okrutnom darvinističkom svijetu među drugima sa značajno većim spo­ sobnostima. Stvorili smo nove tipove organizama prvo kod po­ ljoprivrednih životinja i bilja, a kasnije domišljatim manipulaci­ jama i spajanjem genetskih kodova različitih organizama koji su

nam bili zbog nečeg zanimljivi. Dolaskom ljudi počela je radi­ kalna revizija raznolikosti života na Zemlji - u broju postojećih vrsta i njihovoj zastupljenosti jednih u odnosu na druge. Nismo samo kreirali nove načine proizvodnje životinja i biljaka putem brutalne neprirodne selekcije nego smo i manipulirali s najve­ ćom silom evolucijskih promjena - metodom masovnog istrebljenja. Čovječanstvo je čak poduzelo novo masovno istrebljenje koje se razlikuje od bilo kojeg koje se ikada zbilo na planetu. Istrebljenje je konačna sudbina svake vrste; kao što se pojedi­ nac rodi, živi neko vrijeme na Zemlji i potom umre, tako se i vr­ sta pojavljuje kroz proces nastanka vrsta, postoji određeni broj godina (obično se broji u milijunima) i na kraju biva istrijeblje­ na. Fosilni zapisi ukazuju da se vremenom nasumice događaju istrebljenja. Ali učestalost tih "nasumičnih istrebljenja" tijekom geološkog razdoblja jako je niska. Da bi je izračunao, čikaški je paleontolog David Raup uveo pojam "pozadinske učestalosti istrebljenja". Raup je izračunao da je ona kroz posljednjih 500 milijuna godina iznosila jednu vrstu svakih četiri do pet godi­ na. Nasuprot tome, zaštitar prirode Norman Myers iz Oxforda proračunao je da u zadnjih trideset i pet godina dnevno nestaju četiri vrste samo u Brazilu. Biolog Paul Ehrlich smatra da je kra­ jem dvadesetog stoljeća učestalost nestajanja vrsta bila približno jedna vrsta na sat. Takva učestalost nadilazi sve poznato dubo­ ko u prošlost. Ako se to nastavi kroz duže vrijeme, smanjit će se svjetska biološka raznolikost do razine ispod bilo koje poznate u posljednjih 100 ili čak 200 milijuna godina i sigurno će do­ prinijeti svjetskom smanjenju biološke raznolikosti koja će se na kraju dogoditi prirodnim putem, zbog zagrijavanja i smanjenja količine ugljikova dioksida - ali milijune godina ranije nego što bi se dogodila da nema ljudi na planetu.

uvjeti za bogatu zemaljsku raznolikost nisu nastali odjednom već da su rezultat milijarda godina geološ­ kih procesa, oblikovanja atmosfere i evolucije. Izrastao je sloPOKAZALI SMO DA

ženi sustav u kojem biljke i životinje služe jedne drugima i u kojem fotosinteza i životinjsko disanje održavaju razinu kisika približno stalnom na 21 posto u našoj atmosferi već 400 mi­ lijuna godina. Život je, na neki način, teraformirao planet, a naša je nada i vjerovanje da nastanjujemo mladi i krepki svijet pred kojim su tek najznačajniji životni trenuci. Ali što ako se zemaljski sustav, koji održava tu planetnu savršenost, počinje lomiti? Što ako je Zemlja već dobrano u staračkom dobu? To je ono što planetni "doktori" počinju vjerovati. Kakve su pro­ gnoze na temelju posljednjeg "zdravstvenog pregleda" Zemlje? Posjet liječniku znači - i uključuje - razne stvari vezane uz naše životno stanje. Dok smo bili dojenčad, vodili su nas na promatranje i cijepljenje. U tom životnom razdoblju, niti jedan se liječnik ne zabrinjava hoće li djetešce biti predebelo. Ali za­ brinuti smo za djecu koja nisu dovoljno uhranjena. Obično se za tih posjeta daju prognoze koje su utemeljene na nizu opaža­ nja kroz vrijeme: dijete će narasti do te visine ili težine - pred­ viđanja obično o budućem napretku organizma. Kasnije u dje­ tinjstvu posjeti liječniku postaju samo reakcije na događaje ili promjene: uglavnom ozljede ili povremene jake prehlade. Čak i kao mladi ljudi rijetko vidimo unutrašnjost liječničke ordina­ cije osim za rijetkih pojava raka ili ozljeda koje prijete životu. Ali u jedno doba koje nije moguće definirati - koje je pozna­ to pod nazivom "srednje doba" - posjete liječniku mijenjaju se po prirodi i važnosti. Po prvi put važnost se mijenja u novom i općenitijem smjeru, predviđanju kada i kako će vaš život skon­ čati i kako se nositi s tom neizbježnošću. Sada se liječnička služba bavi mjerenjem posebnih svojstava rada sustava organa, u smislu predviđanja koji od njih može zakazati. Svi mi dobro znamo postupak u to doba: krvni tlak, kolesterol, rad bubrega, rad jetra. Potraga za rakom. Rad srca. Slabljenje sustava repro­ dukcije. Promjena kemije tijela i njegovih hormona. Kada se ispituju godinu za godinom, ta očitanja omogućuju liječnički općeniti uvid kako se pojedino tijelo priklanja smrtnom kraju - i stoga je to glavna činjenica srednje dobi života, taj polagani

hod prema neumitnom kraju. Jedino je pitanje koliko će traja­ ti, koji sustav će prije zakazati i koje varijable mogu bilo dodati bilo oduzeti od već određenog vremena. U grubom smislu, ta se analogija proteže i na Zemlju. Ono što možemo nazvati "doba životinja" već je u srednjoj dobi. Ono je započelo, kao što smo vidjeli, samo prije 500 do 600 milijuna godina, na planetu 4, 6 milijardi godina starom. Po­ stoje specifični testovi i mjerenja koje poduzimaju astrobiolozi - doktori planeta. Kad se podaci usrednjuje po vremenu, daju važan podatak o tome koliko je vremena preostalo ne samo za životinjski svijet nego i za sav život na Zemlji, a i za Zemlju samu. I, na neke načine, jednostavnije je predvidjeti kraj Ze­ mlje nego kraj posebnog sustava organa u ljudi, budući da Ze­ mlja ima manje glavnih sustava koji određuju sudbinu života na planetu. U konačnici, postoje samo dva bitna čimbenika koji mogu odrediti sudbinu života na planetu: površinska tem­ peratura i količina ugljikova dioksida u atmosferi. I kao što li­ ječnici bockaju ponekog zanimljivog pacijenta, tako i doktori za planet mjere vitalne znakove u sadašnjosti i uspoređuju ih s njima ekvivalentnima, pohranjenim u zapisima u kori Zemlje. Rezultati su gotovo medicinski: postoji dobar zapis temperatu­ re pacijenta Zemlje kroz vrijeme kao i zapis o vitalnim kemij­ skim procesima. Za pojedine se komponente može predviđati, i predviđa se, kako dugo će trajati i kako će završiti. Rezultati su iznenađujući, ali to je uvijek tako u slučaju kada se daje di­ jagnoza o približavajućoj smrti. Zemlja, kao stanište životinjskog svijeta, je u starosti i fatal­ no bolesna. Zapravo, boluje od više bolesti. To bi se dogodilo i da se ljudi nikada nisu pojavili. Ali naše je prisustvo poput učinka na starog pacijenta koji puši nekoliko kutija cigareta dnevno - a mi ljudi smo cigarete.

3 R A Z D O B L J E ŽIVOTA N A NASTANJIVIM PLANETIMA

iz duboka sna smirena stalnim kuc­ kanjem jutarnje kiše o njene zatvorene prozore. Ruth Ward je dobrano prešla osamdesetu, nepovratno je u dobi života koje nazivamo starošću. Vrana kosa njezine mladosti već odavna je pobijelila, a njezin nekoć uspravni stas povio se pod teretom godina. U svojim dvadesetim godinama bila je prekrasna na jedinstven način: prebijele puti i crne kose. Njezino tijelo, koje ju je vjerno služilo u zdravu životu, slomilo se, a bol u to ta­ mno jutro u veljači bila je različita od one od uobičajenog ar­ tritisa i poremećaja krvotoka. Njezina najmlađa kći, koja ju je došla vidjeti kao i svakog jutra, našla je svoju majku hladnu i blijedu i u očiglednoj nevolji. Iako se Ruth slabašno protivila, smjestili su je u auto i odvezli do hitnog prijama najbliže bol­ nice. ŽENICA SE PROBUDILA

Liječnici su ustanovili da je žena bolesna, dehidrirana i da pokazuje pojavu pojačanog slabljenja sustava. Radiografija je pokazala puknuće crijeva, zbog čega su se hrana i žuč razlili u potrbušnicu i izazvala infekciju koja može dovesti do smr­ ti. Njezin imunološki sustav borio se u okrutnom ratu, čovjek protiv mikroba, i gubio je bitku.

Operacija je trajala tri sata. Umetnute su cijevi za dodavanje tekućine, otldanjanje žući i urina, te za davanje lijekova protiv boli. Spojena je na aparate za kontrolu rada srca, disanja i tla­ ka. Cijev za dovod zraka umetnuta je u njezino grlo i spojena na respirator da pomogne njezinim plućima. Sada je dijelom kao stroj, a dijelom čovjek, prevezena nakon operacije u šok sobu, okružena zabrinutom djecom. Njezina je bitka tek zapo­ čela, a činilo se da svaka pobjeda povlači novi poraz. Velike količine antibiotika u otopini su uštrcane u Ruthino tijelo da pomognu obrambenom sustavu potisnuti infekciju. Ali dok su pomagali jednom tjelesnom sustavu, te su otopine preopteretile probavili sustav. Već pod stresom izazvanim du­ gotrajnom operacijom i anestezijom, njezini su se bubrezi mu­ čili da se održe. Rano slijedećeg jutra njezini su vitalni znakovi ostali pozi­ tivni. Rad njezinih bubrega se poboljšao (iako je još preostao izvor zabrinutosti), a otkucaji njezina srca bili su jaki. Ali kad se ujutro probudila, dobre su novosti bile zasjenjene bijednim stanjem žene u krevetu visoke tehnologije. Ruth se naglo pro­ budila našavši plastičnu cijev duboko u svom grlu. Njezin živ­ čani sustav primao je stalni refleks gušenja, javljajući ostalim tjelesnim sustavima da je cijeli organizam u krajnjoj opasno­ sti. Njezin hormonalni sustav pojačao je lučenje adrenalina i drugih "bori se ili bježi" kemikalija koje je priroda razvila za potpuno druge životne situacije, cijedeći njezinu snagu i zalihe energije. Slijedeće su se noći njezini bubrezi i nadalje oporavljah, ali je njezino tijelo kao cjelina pojačano slabilo gubeći snagu i zalihe energije. Njezin metabolizam bio je pod stresom zbog nedostatka energije i hrane. Limfni joj je sustav bio zahvaćen infekcijom, a djelomično kolabirajuća pluća prezasićena anti­ bioticima. Biološka kriza prebacivala se s jednog na drugi me­ đusobno povezani sustav. Kako se njezin dišni sustav borio, njezino se srce mučilo. Po prvi su puta doktori pokazali više zabrinutosti nego optimizma.

Rano slijedećeg jutra pojavio se novi zabrinjavajući znak. Jedan od rutinskih krvnih testova pokazao je povećanje bro­ ja bijelih krvnih zrnaca, očigledan znak infekcije. Borba za di­ sanjem potrošila je energiju ostalih vitalnih sustava i naglo se povećao broj bakterija probavnog sustava. Njezin krvni i lim­ fni sustav krenuli su u akciju, boreći se s izvorom infekcije u njezinoj potrbušnici. Liječnici su nastojali povećati količinu antibiotika u njezinu tijelu, ali su to činili oprezno. Utvrdili su da je ta nova opasnost u stanju izazvati stres u drugim susta­ vima koji su već na mukama. Borba za život Ruth Ward sada je lirvanje sustava za sustavom u kojem se neki poboljšavaju neki pogoršavaju, a svi međusobno povezani. Kako ponestane energije, jedan po jedan sustav otkazuje, polako, ali neumitno. Stanice i tkivo još su na životu, ali složeniji biološki skupovi, organski sustavi, počinju se isključivati. Rano u tami prije zore jedne duge zimske noći u Seattleu le­ žala je tiho lagano dišući. Bolničarka je na monitorima opazi­ la sa zabrinutošću spori rad srca. Utješila je zabrinute članove obitelji i nastavila paziti. Dvoje od njih izmijenili su tihe riječi i potom nastavili promatrati monitore. Srce Ruth Ward konačno je stalo. Krv koja je kolala uspo­ rila se i zaustavila. Stanicama je uskraćen kisik. Električni si­ gnali su se prekinuli. Kako su sati prolazili, mnogi pokazatelji smrti preuzimali su njezino tijelo kako su pojedine kemijske promjene počinjale u organizmu. Stanične stjenke, organele i jezgre počele su se raspadati. Aminokiseline rastakati. Armije bakterija rastu i slijede jedne za drugima. Elementi Ruth Ward, jednoć skovani u zvijezda­ ma, započinju novi ciklus pretvorbi. Ta reciklaža bit će preki­ nuta dva dana kasnije kremiranjem, plamsajem topline koja te elemente prevodi iz organskog u anorganski oblik. Ruthino rođenje, odrastanje, život i smrt analogni su našem vlastitom planetu. Kako ćemo vidjeti u posljednjem poglavlju, Zemlja nije iznenada nastala u sadašnjem obliku; naprotiv, bile su potrebne milijarde godina da se razvije u ono što je danas.

Slično tome, današnji okoliš neće trajati vječno. Naš planet će se uništiti kao što to biva i s ljudskim tijelom u složenom nizu procesa koji se mogu predvidjeti s jednakom pouzdanošću kao i naša smrt. Ruth je umirala kao što mi smatramo da i nastanjivi planet umire: polako tijekom vremena tako da slože­ niji dijelovi prvi odlaze, ostavljajući iza sebe sve jednostavnije oblike života. Kraj majke Zemlje ne može biti drukčiji. Kako naš planet umire, prvo nestaje viši oblik života, ekosustav po ekosustav. Preostaju sve jednostavnije mikrobne zajednice. Konačno će i one biti izbrisane iz postojanja krematorijem koji će nastati u unutarnjem Sunčevu sustavu zbog starenja i ekspanzije Sunca. Je li povijest Zemlje analogna onoj ljudskog tijela? Je li Ze­ mlja poput organizma? Pouzdano znamo da se Zemlja mijenjala tijekom vremena. Kad bismo mogli gledati slike našeg planeta u intervalima od 500 milijuna godina, vidjeli bismo postupnu promjenu iz jed­ nog vrućeg, rastaljenog svijeta u svijet s oceanima i atmosfe­ rom. Život, kao što smo vidjeli - a vidjet ćemo detaljnije u na­ stavku knjige - dio je tih promjena. Dakle, je li Zemlja slična Ruth Ward, s rođenjem, trajanjem života i prijetećom smrću? Postoji hipoteza da je naš planet (i drugi, kako u našoj Ga­ laktici tako i u cijelom svemiru) uistinu živ. U nizu knjiga objavljenih u 1970-tim i 1980-tim britanski znanstvenik James Lovelock dokazuje da je Zemlja živi organizam, čak preimenujući našu Zemlju u Geju, prema grčkoj božici koja je stvori­ la život iz kaosa. On dokazuje da međudjelovanje zraka, vode, stijenja i organizama koje tvore kisik i pohranjeni ugljik sli­ či biološkom sustavu tijela te da Zemlji svojstvena ravnoteža može biti prepoznata od nekog međuzvjezdanog posjetitelja kao znak postojanja života. Lovelock piše: Kao što je kućica dio puža, tako su stijene, zrak i oceani dijelovi Geje. Geja, kao što ćemo vidjeti, ima kontinuitet u prošlosti, od začetka života, kao i u budućnosti sve dok će život postojati...

Može vam se činiti teško probavljivom predodžba da je bilo što tako veliko i na izgled nepokretno, kao što je to Zemlja, živo. Zasigurno možete primijetiti da je Zemlja gotovo potpuno stjenovita i skoro sva užarena toplinom. Teškoća se može uma­ njiti ako zamislite divovsku sekvoju. Drvo je bez sumnje živo, premda je 99% njega mrtvo. Veliko drvo je izdanak negdašnje mrtve šume sačinjeno od lignina i celuloze svojih prethodnika, s tankim slojem živih stanica koje tvore njegovu koru. Tim više to vrijedi za Zemlju, osobito ako uočimo da mnogi od atoma u stijenama i duboko dolje u magmi bijahu nekoć dijelom pradje­ dovskog života od kojeg smo svi potekli.

Lovelockovu uvjerenost da je Zemlja uistinu živi organi­ zam prihvatili su neki pokreti za zaštitu okoliša, ali ne i većina znanstvenika - uključivši i nas - pošto se Zemlja kao cjelina ne reproducira, nema metabolizma i ne razvija se (iako njezini dijelovi to čine). Organizmima je potrebna kako energija tako i novi fizički materijal za rast, a iako Zemlja stalno prima ener­ giju iz Sunčeve svjetlosti, ona (osim malog priloga meteorita) samo reciklira već postojeći materijal. Pa ipak, znanstvena je činjenica spoznaja da su neka poseb­ na svojstva Zemlje, koja su potrebna za održanje života, isto­ vremeno i samoregulirajuća i promjenjiva. Postoji jako slože­ ni sustav održanja života koji se sastoji od sastava atmosfere i njezina tlaka, temperature planeta, pa i svojstava površine koja je potpuno drukčija od one kod planeta bez života. U skladu s tim, nastala je nova znanstvena disciplina nazvana znanost o Zemljinom sustavu, kao posljedica izvornih zamisli Jamesa Lovelocka. Ona je podloga naše drskosti da tvrdimo da su ra­ zličiti svršetci svijeta uistinu predvidivi. Kao primjer, uočimo Zemljinu izvanredno stabilnu tempe­ raturu. Detaljnije ćemo objasniti zašto Sunce postaje sve topli­ je, ali za sada zapamtimo da se njegov sjaj od postanka našeg planeta povećao za 30 posto. Venera, pakleni planet s površin­ skom temperaturom dovoljnom za taljenje olova, budući da je

bliže Suncu dobiva samo 50% više Sunčevog zračenja nego naš planet. Zašto i Zemlja nije postala planet iz noćne more poput Venere? Što upravlja planetnim termostatom koji omogućuje vodi da ostane između točaka smrzavanja i vrenja, omogućivši tako život? Odgovor se krije u tri ciklusa: tektonika ploča, ugljikov ci­ klus i karbonatno-silikatni ciklus ili trošenje stijenja. Moramo shvatiti kako se to zbiva sada, da bismo mogli shvatiti što će se dogoditi s našim planetom u budućnosti.

proces koji stvara (uz mnoštvo drugih stvari) pokrete kopnenih masa, što se naziva "pomacima kon­ tinenata". Ništa nije važnije za regulaciju Zemlje, jer to gibanje omogućava ravnotežu stijenja, oceana i zraka. U knjizi Rijet­ ka Zemlja pokazali smo da je tektonika ploča tako bitna da je možda na svakom planetu neophodna za evoluciju i održanje složenih oblika života. Na Zemlji, tektonika ploča - to jest či­ njenica da ploče kontinenata i oceanskoga dna putuju i taru se jedna o drugu poput pokožice na kipućoj kaši - održavaju po­ vršinsku temperaturu koja omogućava tekuću vodu. Kao što je još davni geolog James Hutton predznanstveno predlagao, možemo zamisliti polagano pomicanje kontinenata, širenje oceanskoga dna i ogromno rastaljeno područje Zemlje dubo­ ko ispod koje sve to pokreće (ništa od toga nije bilo poznato u Huttonovo doba) kao analogiju jednom ogromnom sustavu cirkulacije. Ali taj sustav cirkulacije ne prenosi samo materijal s jednog mjesta na drugo, on ga mijenja, pomažući očuvanju oceana i atmosfere, tako neophodnih za život. TEKTONIKA PLOČA JE

Da bi se shvatilo zašto je Zemlja danas tako uspješna, a da će se u konačnici satrti, moramo razumjeti tektoniku ploča. Kontinenti se i danas pomiču: Atlantski se ocean postupno širi, a Tihi ocean skuplja. Stisak og tog skupljanja pomaže stva­ ranju vulkana i potresa na potezu "Pacifičkog vatrenog prste­ na". Himalaja je nastala kada je Indija udarila u Aziju, a Alpe

kada se Italija zabola u Europu. Antarktika je jednom davno bila dovoljno sjeverno da ima tropsku vegetaciju, a Afrika i Južna Amerika jednom su bile spojene poput pripadajućih ko­ madića slagalice. Naša se kora pomiče, jer je Zemljina unutrašnjost vruća, a ta toplina dolazi od sporog raspada radioaktivnih elemenata du­ boko u unutrašnjosti Zemlje. Kako se toplina penje prema po­ vršini, ona stvara golema konvekcijska područja vrućeg tekućeg stijenja u plaštu. Kao i kod kipuće vode, ta se masivna područ­ ja viskoznog vanjskog plašta uzdižu, hlade se dok se gibaju pa­ ralelno s površinom Zemlje i potom tonu. Dok se tako gibaju, nose i krhku koru našeg planeta sa sobom. Ponekad je taj vanj­ ski sloj kore sastavni dio dna oceana. Ponekad su to kontinenti, čiji lakši granit i andezit plutaju na težem bazaltu oceanskoga dna. Stijene koje tvore temelje kontinenata svjetlije su boje od bazalta zato jer sadrže više silikata ispodprosječne gustoće koji naginju bijeloj boji, poradi velike količine kremena u stijenju. Ta kontinentalna stijena nastala je u nekoliko koraka, ali ključni joj je sastojak voda, a njen nastanak je jedan od nekoliko primjera kako stijena, voda i zrak međudjeluju jedan s drugim. Ploče su različite debljine, njihova se dna tale kada donja o temperatura dostigne 1400 C. Oceanske su ploče debele oko 60 kilometara, a kontinentalne prosječno oko 100 kilometara. Ta kipuća smjesa stalno stvara novu koru. Skriveni ispod oceanskih valova, nalaze se najdulji planinski lanci na našem planetu, nevjerojatni grebeni usred oceana koji okružuju Ze­ mlju kao šavovi bejzbolsku lopticu. Ti su grebeni napuknuti po sredini, a kroz te pukotine dolazi u obliku magme nova količi­ na bazaltne kore. Ona proizvodi ključanje i zamuljivanje te se ubrzo skrućuje na temperaturama bliskim smrzavanju u dubi­ nama mora. Kako nadolazi sve više magme, ta nova kora biva odgurnuta u stranu od tih centara širenja. Kroz mnoge mili­ june godina oceanska se kora udaljava od mjesta rođenja, ša­ vova širenja, cijelo vrijeme nošena plutajući na konvektivnom plastu ispod nje. Kao i svako putovanje, naravno, i taj dugi put

mora jednom završiti. Najčešće se u dodiru s kontinentima to šireće oceansko dno podvlači i tone opterećeno svojom teži­ nom, a tamo ga vruća konvektivna smjesa opet polako vraća u dubinu Zemlje. Na tim područjima podvlačenja (subdukcije) stvaraju se kontinentalni planinski lanci. Neki nastaju uzdizanjem zbog sudara oceanske ploče i kontinentalnog ruba, a neki od podi­ zanja prema gore vruće magme koja se stvrdnjava u granit ili neku drugu magmatsku stijenu. U SAD-u je staro gorje Ap­ palachian sniženo trošenjem, dok je mnogo mlađi Stjenjak još uvijek visok, budući da je bio u zoni kontinentalne subdukcije u bližoj prošlosti, kada je uzdignut, i nije prošlo toliko mnogo vremena da bi erodirao kao gorje Appalachian. Taj se proces sada pomiče prema zapadu, a Kaskadno gorje u državi Was­ hington je primjer novijeg stvaranja gorja. Ledom okovani vul­ kanski vrhovi poput Mount Rainiera, Mount Bekera i Mount St. Helensa su izravni pokazatelji snage i važnosti subdukcije u stvaranju planinskih lanaca. Iako i drugi planeti i mjeseci ima­ ju vulkane, oni ne stvaraju planinske lance poput Zemljinih. To je jasan pokazatelj da samo Zemlja ima tektoniku ploča. Zemljini lakši kontinenti plutaju poput golemih splavi, a te su splavi, koje su tako važne za razvoj života, proizvod vode. Kako se dubokooceanski bazalt stvoren u centrima pukotina pomiče s mjesta svog rođenja, on mijenja sastav kako se voda dodaje kristalnoj strukturi temeljnih minerala. Ti minerali bi­ vaju hidratizirani, molekule vode ugrađuju se u kristalnu re­ šetku stvarajući bazalt. Te se hidratizirane stijene prve tale kad bazalt započinje ponovno spuštanje u dubinu Zemlju, a stvo­ rena taljevina ponovno se penje na površinu hladeći se uglav­ nom kao granit ili andezit, koji pluta na oceanskom dnu. To postaje okosnica kontinenata. Budući da su kontinenti relativ­ no lakši, oni nikad ne mogu utonuti. A ne mogu biti niti uni­ šteni. Kontinenti mogu biti razdvojeni, razlomljeni i razbacani, ali njihov temeljni volumen ne može se smanjiti. Zapravo, oni čak stalno rastu, sve od nastanka Zemlje.

To djeluje kao proturječje, budući da se oceanska kora stal­ no povećava širenjem morskoga dna. No, kao što smo već rekli, oceansko dno može potonuti i biti pretaljeno natrag u magmu, dok kontinenti ne mogu. U međuvremenu, novi hidratizirani minerali stalno plutaju prema gore u obliku lave iz vulkana i nove granitne i andezitne magme. Procjenjuje se da se volumen kontinenata godišnje povećava za 650 do 1300 ku­ bičnih kilometara svake godine! Stari savjet "kupuj zemljište, jer ga nikad neće biti više" zapravo nije posve točan. Geolozi smatraju da se u prošlosti kontinentalna kora stvarala i brže, kada je Zemlja vjerojatno bila vulkanski aktivnija zbog većeg toka topline iz njezine unutrašnjosti. Erupcija nove kore iz vulkanskih pukotina te podvlačenje stare kore u plašt na rubu kontinenata stvara kemijske promje­ ne kod novih mineralnih tvorevina, grijanjem i otpuštanjem plinova i vodene pare. To pomaže održavati stalnu temperatu­ ra planeta odstranjivanjem nekih sastavnih dijelova subdukcijom te dovođenjem drugih vulkanskim erupcijama. Možemo tektoniku ploča promatrati kao analogiju fiziološkog sustava koji omogućava sisavcima i pticama održavanje stalne tjelesne temperature, ni previsoke ni preniske. To je samo jedan prilog tektonike ploča svijetu kakvog po­ znajemo. Ona također djeluje i kao globalni sustav za reciklažu elemenata nužnih za život, kao što su fosfati, nitrati i ugljik. Ovaj posljednji nije samo temeljni građevni element svih or­ ganizama, nego njegov kružni tok u prirodi regulira i kako će topla ili hladna biti površina Zemlje.

s kisikom stvarajući ugljikov dioksid, staklenički plin koji grije površinu planeta tako što zadržava dio energije zračenja Sunca, a koja bi se kao toplina vratila s povr­ šine Zemlje natrag u svemir. Metan i vodena para su također jako efikasni staklenički plinovi. Ljudsko spaljivanje fosilnih goriva oslobađa u tlu pohranjeni ugljik u atmosferu u obliUGLJIK SE SPAJA

ku ugljikova dioksida, a povećanje količine toga plina navodi većinu znanstvenika na zaključak da je na djelu globalno za­ grijavanje izazvano ljudskim djelovanjem. Tijekom milijar­ di godina povijesti Zemlje otpuštanje i pohranjivanje ugljika pomagalo je održanju njezine temperature većinu vremena na razini prihvatljivoj za život. Ugljikov ciklus je time ključan čimbenik za trajanje života na nastanjivim planetima. Prijelaz ugljika iz anorganskog svijeta u živi ili organski opi­ sali su Lee Kump, James Kasting i Robert Crane u svojem udž­ beniku Zemljin sustav 1999 godine. On počinje molekulom ugljikova dioksida koja lebdi u atmosferi. Nakon nekog vre­ mena, ona dolazi do površine tla zbog turbulentnog gibanja atmosfere. Kad konačno dospije do biljke, prolazi kroz otvo­ re u listu, otpušta svoja dva atoma kisika i zamjenjuje ih vodi­ kom, dušikom i drugim ugljikovim atomima putem kemijskih veza. Taj atom ugljika tako postaje jedan od mnoštva atoma koji tvore materijalnu podlogu biljke i tako pretvara anorgan­ sko u organsko, odnosno iz dijela atmosfere postaje dio lista. Kada dođe jesen, list otpadne, razgradi se i postane dio tla. Naš ugljikov atom pojede neka bakterija iz tla i kemijskom re­ akcijom vrati ga ponovno u ugljikov dioksid, kojeg bakterija otpušta. On ponovno odlazi u atmosferu. Isto oslobađanje se može dogoditi i ako neki jelen pojede list. Na razini atoma, zrak postaje biljka, a biljka zrak, i tako u krug stalno nanovo. Kako god bile biljke krute, one su u biti proizvod kombinacije vode, zraka i svjetlosti. Varijacije ovog ciklusa mogu se ponavljati u prosjeku pet stotina puta dok se ne dogodi neki drukčiji slučaj. U tom slu­ čaju, tlo koje sadrži naš ugljikov atom biva erodirano i odne­ seno vodom u more. Tu može biti ponovno konzumiran od nekog organizma, ali pretpostavimo da se to ne dogodi već da taj autom završi u sedimentu. Kako se sve više i više sedimenta taloži, ugljikov atom ulazi sve dublje u svijet gotovo bez kisika, i tako traje u okolini u kojoj ne može doživljavati promjene. Ništa ga ne jede. Ništa ga ne izdiše. Zakopan je u stijenu i više

ne doprinosi učinku staklenika u našoj atmosferi. Ta je ugljikova molekula izbačena iz igre. Milijunima godina kasnije, naravno, tektonika ploča izgurat ce tu sedimentnu stijenu u visoku planinu. Sada vjetar i voda započinju rad i stijena erodira. Ugljikov atom se oslobađa, veže s atmosferskim kisikom i ponovno stvara staklenički plin ugljikov dioksid! Različite sudbine našeg ugljikova atoma spomenute ov­ dje pokazuju da postoje brojna mjesta. Ili spremnici, na kojim ugljik može biti pohranjen. Njihovo uravnoteženje je vitalno za regulaciju temperature našega planeta. Atmosfera sadrži 800 milijardi tona ugljika, tlo dva puta toliko, a oceani pedeset puta. Ali daleko najviše je pohranjeno u sedimentnim stijenama i va­ pnencu. Tektonika ploča je prijenosnik koji odnosi taj ugljik duboko u plašt, a potom ga oslobađa kroz vulkane u ciklusu koji pomaže da se uravnoteži Zemljina temperatura. Iako je

Tektonske ploče i s njima povezan proces podvlačenja podmorske kore is­ pod kontinenata ključni je čimbenik u održavanju dugoročne nastanjivosti Zemlje. Taj proces, osim što stvara planinske lance, reciklira ugljikov dioksid natrag u atmosferu, regulira time planetni termostat i održava dovoljnu razi­ nu C0 2 za rast biljaka.

planet u prošlosti bio neko vrijeme dovoljno topao da su visoke geografske širine imale tropsku klimu, a neko vrijeme dovoljno hladan da vladaju ledena doba i led do srednjih geografskih ši­ rina, nikad nije postao tako paklenski i nenastanjiv kao Venera niti tako zamrznut i negostoljubiv kao što je to Mars. Detaljni mehanizam kojim je ugljik uravnotežen naziva se "silikatno-karbonatni geokemijski ciklus". On uravnotežuje anor­ ganske reakcije koje se zbivaju duboko u Zemlji s interakcijama između atmosfere i površine Zemlje, a uključuje i pomoć biljaka i životinja. To nas dovodi do trećeg ključnog ciklusa koji pomaže da razina atmosferskoga ugljikova dioksida ostaje uglavnom stal­ na kroz duga geološka razdoblja, i time održava površinsku tem­ peraturu Zemlje relativno konstantnom.

procesa ključ su toga mehanizma. Prvi je izlučivanje karbonata. Ako se kalcij, kojeg naveliko ko­ riste životinje za izgradnju školjaka ili kostiju, miješa s ugljič­ nom kiselinom na određenoj temperaturi i pod određenim tlakom, oni se mogu spajati tvoreći kalcijev karbonat, to jest vapnenac. To je najčešća od svih sedimentnih stijena, a nje­ zino stvaranje odstranjuje ugljik iz atmosfere. Zapravo, što je više ugljikova dioksida u atmosferi, brže se zbiva stvaranje va­ pnenca, ako je dostupna dovoljna količina kalcija. Odakle dolazi osnovni kalcij koji tvori vapnenac? Izvorno, iz vulkanskih, sedimentnih i metamorfnih stijena donesenih na površinu vulkanima zbog tektonike ploča. Ista erupcija koja izbacuje ugljikov dioksid u atmosferu donosi i kemikalije koje će na kraju taj isti ugljik ukloniti iz atmosfere i tako odr­ žati atmosferu u ravnoteži. Kao što je pjevao Louis Armstrong, kakav čudesan svijet. Ali odakle ugljična kiselina? Ona dolazi iz drugog neop­ hodnog procesa, trošenja vrste stijena poznatih kao silikati, poput glinenca i liskuna. Kao što smo vidjeli uobičajene sti­ jene, kao što je to granit, ponajviše su sastavljene od silikata. DVA POTPUNO RAZLIČITA

Kada silikatna stijena erodira, nusprodukti se mogu spajati s drugim spojevima, izlučujući kalcij, silicij, vodu i prevažnu ugljičnu kiselinu potrebnu za stvaranje vapnenca. Već smo spomenuli da što više ima ugljičnog dioksida u atmosferi, tim se brže stvara vapnenac koji ulazi taj ugljični dioksid iz atmosfere. A što je veća količina stakleničkog plina zvanog ugljični dioksid, tim topliji postaje planet. Topliji svijet potiče isparavanje i time više kiše i vjetra. Uz više kiše i vjetra ubrzava se i erozija. S ubrzanjem erozije ubrzava se i osloba­ đanje ugljične kiseline, a time, ponovno, ubrzava se stvaranje vapnenca i uklanjanje ugljikova dioksida iz atmosfere, što u konačnici ponovno hladi planet. Na neki se način, naš planet sam regulira. To održava nastanjivu temperaturu. Ovdje je na djelu čudesno partnerstvo. Životinje poput ko­ ralja pohranjuju kalcij. Korijeni biljaka izlučuju kiselinu koja pomaže razbijanju stijena, ubrzavajući trošenje vjetrom i kišom stvorenom u atmosferi iznad oceana, stvarajući kiselinu potreb­ nu za tvorbu vapnenca. Sve zajedno djeluje u smjeru otklanjanja viška ugljikova dioksida iz atmosfere i njegova pohranjivanja u stjenovite rezervoare posvuda unutar Zemlje, i time uravnoteže­ nja temperature. Tektonika ploča istodobno pomaže uklanjanju ugljika putem podvlačenja (subdukcije) i njegovog ponovnog ubacivanja putem vulkana. Kad tog sustav cirkulacije stijenja ne bi bilo, na ovom bi planetu postojale samo bakterije, budući da bi se Zemlja ili pregrijala ili smrznula. Uistinu, to je tako izvan­ redno uravnotežen i samoregulirajući sustav da je razumljiv Lovelockov argument da planet može biti "živ". Sami detalji ovog sustava recikliranja mogu biti zamršeniji, budući da zavise o tome koliki dio kopna je izložen vremen­ skim utjecajima, koliki je udio biljaka koje sudjeluju u trošenju stijena, pošto njihovo korijenje pomaže u razbijanju stijena, kako se brzo morsko dno razdvaja i podvlači pod kontinen­ te stvarajući vulkane itd. Fina ravnoteža može biti privremeno poremećena. Tijekom globalnog zagrijavanja, oceanska voda zapravo otpušta više ugljika, jačajući time učinak stakleni-

ka koji se oteo kontroli. Kad je ledeno doba, plankton zapra­ vo uzima više ugljika i tako još pospješuje hlađenje. Stoga naš planet ima mnogo razdoblja u kojima je bilo ili pretopio ili prehladno, a ne idealno. Naše je sveukupno gledište jednostavno: stijene, zrak, voda i život uglavnom su se dosad udruživali u cilju održanja tem­ perature našega planeta izvan ekstrema dovoljno jakih da ubi­ ju sav život, kao što se dogodilo na planetima poput Venere i Marsa. Tektonika ploča, ugljikov ciklus pretvorbe organskog u anorgansko i obratno, stvaranje vapnenca i erozija, djeluju za­ jedno i čine Zemlju nastanjivom. Hoće li biti zauvijek tako?

(Bob Berner, Tony Lasaga i Bob Garels) pokušala je odgovoriti na to pitanje koristeći matema­ tički model pomoću kojeg su bacili pogled tijekom 600 miliju­ na godina prošlost, što je približno u razdoblje u kojem posto­ je životinje i više biljke na Zemlji. Krivulja koju su dobili kao rezultat pokazuje nekoliko zanimljivih trendova, medu kojima je najvažniji pojava dugotrajnog smanjenja ugljikova diok­ sida. U vrijeme uoči kambrijske eksplozije, koja je obilježena nastankom brojnih novih vrsta, razina ugljikova dioksida bila je oko petnaest puta viša nego danas. U slijedećih 100 do 150 milijuna godina povisivala se nizom fluktuacija do vrijednosti dvadeset i više puta većih od današnje. Zatim, prije nekih 400 milijuna godina, dogodilo se nešto vrlo značajno: razina uglji­ kova dioksida naglo je pala. Razlog se čini jasnim. Vremensko razdoblje od prije oko 400 milijuna godina podudara se s ra­ zvojem vaskularnih biljaka. JEDNA GRUPA ZNANSTVENIKA

Kako su kopnene biljke počele pokrivati planet i razvijati se od prvotnih slabašnih do šuma drveća, događale su se ogro­ mne promjene na planetu. Velike količine ugljika počele su bivati uključene u bujajuću vegetaciju, u, na kraju, današnji ugljen i naftu. Hranjivo tlo postajalo je sve deblje i bogatije. A kako se zelenilo širilo, fina ravnoteža između količine ugljika

sadržanog u atmosferi i onoga u tlu, oceanima i stijenju počela se mijenjati. Razina ugljikova dioksida počela je opadati. Biljke su ga upijale iz zraka i ugrađivale u sebe. Njihovo hranjivo tlo postalo je rezervoar ugljika. Biljke su povećale brzinu erozije silikatnih stijena kada je njihovo korijenje počelo izlučivati ki­ selinu da bi došlo do hranjivih tvari i da bi se učvrstilo, time omogućujući stvaranje još više vapnenca. Velike su se količine ugljikova dioksida našle vezane u ležištima ugljena, nafte i plina. To opadanje razine ugljikova dioksida čini se da se nastavi­ lo kroz 100 milijuna godina. Većina tog opadanja mogla je biti potaknuta tektonskim događajima, osobito geološkim uzdiza­ njem i potom erozijom Himalaja. Kako je taj najveći zemalj­ ski planinski lanac sastavljen uglavnom od silikatnog stijenja, a zbog njegova izvanrednog uzdignuća, izazvanog sudarom indijske tektonske ploče i Azije, čini se da je sam taj događaj značajno izmijenio udio ugljikova dioksida u atmosferi te time i klimu na Zemlji. Kako se Himalaja trošila, omogućivala je ra­ zličitim kemijskim karbonatnim ciklusima da izdvoje atmos­ ferski ugljikov dioksid formirajući vapnenac, i to brže nego što ga je vulkanski sustav mogao nadomjestiti. Tijekom 60 miliju­ na godina, taj proces, uz daljnje širenje biljnog pokrova na sve veća područja kopna, srušio je razinu ugljikova dioksida na geološki niske vrijednosti. Što je to značilo za klimu? Temperaturnu prošlost našeg planeta nije lako proučavati. Nema direktnih "paleotermometara" koji daju neku prosječnu globalnu temperaturu u bilo ko­ jem zadanom razdoblju. Iako postoji nekoliko načina mjerenja pradavne temperature, kao što je proučavanje omjera izotopa kisika u sedimentnim stijenama, ti zapisi vrijede više za poje­ dino područje, a ne za planet u cjelini, i primjenjivi su uglav­ nom za posljednjih 100 milijuna godina. To je, međutim, samo 2 posto Zemljine povijesti. Za ostalih 98 posto vremena mora­ mo se osloniti na indirektne geološke i paleontološke zapise. U tome pomaže postojanje posebne vrste sedimentnih stije­ na koje su indikativne za prošlu klimu. Na primjer, sedimenti

poznati pod nazivom evaporati, kao što su to stara ležišta soli, koji su značajni za toplinu. Taloži leda govore o razdobljima hladnoće. Fosili su također od velike važnosti, jer su njihovi različiti tipovi organizama često korisni u interpretaciji prošle klime. Tipovi fosilnog tla korisni su na sličan način, budući da je tlo jako ovisno o klimi. Koristeći te metode, paleoklimatolozi su došli do prihvatlji­ vog temperaturnog zapisa za prošlih 540 milijuna godina, raz­ doblje bogato fosiliziranim kosturima. To vremensko razdo­ blje, koje obuhvaća paleozojsku, mezozojsku i kenozojsku eru, pokazuje periode i hladnije tako i toplije od današnje prosječ­ ne temperature, koja je oko 15 Celziusovih stupnjeva. Ali tem­ peraturne razlike nisu bile velike - samo do 10 stupnjeva to­ plije ili hladnije od današnje prosječne temperature u bilo koje doba tijekom tog dugog razdoblja povijesti. Tako smo imali vruću Zemlju s prosječnom temperaturom od 25 °C, i hladnu s 5 °C. Niti jedan od tih ekstrema nije ugrozio stalno ukupno postojanje životinja i biljaka na planetu. Što je bilo dublje u prošlosti, prije pojave životinja? Tu su zapisi mnogo slabiji i stupanj slaganja oko prosječne tempera­ ture mnogo manji. Rezultati novih istraživanja, koja upućuju na to da se cijeli planet smrznuo prije oko 2, 3 milijarde godi­ na i ponovno prije između 700 i 600 milijuna godina, ukazuje na pojavu većih poremećaja globalne temperature u razdoblji­ ma prije pojave biljaka i životinja. Studije iz 1980-ih ukazuju na to da se planet naglo ohladio s nekih 80 °C, na kojima se pržio prije oko 3, 8 milijardi godina kada je prestalo bombar­ diranje iz svemira. Prije oko 3 milijarde godina temperatura se spustila na 40 °C, a prije oko 2 milijarde godina na 20 °C , a od tada nikad nije prešla 30 °C. Ovaj prikaz ukazuje na činjenicu da je temperatura malo utjecala na razvoj života unatrag oko 3 milijarde godina. Naravno, ovakav pogled nije općeprihvaćen. Analiza izotopa kisika iz niza prastarih stijena, koje su nasta­ le daleko prije pojave životinja s kosturom, daju bitno druk­ čiju sliku, nagovješćujući da je globalna temperatura ostala

viša kroz mnogo dulji period vremena: 70 °C stupnjeva prije 3 milijarde godina, 60 °C prije 2 milijarde godina i oko 40 °C sve do prije nekih 1, 5 milijardi godina. Ako je to slučaj, tada je evoluciji trebala dugo vremena da se pokrene, budući da je planet zajedno s oceanima bio jednostavno prevruć. Kakva god bila podloga, jedna stvar upada u oči. Jednom kada se život počne razvijati u svojoj složenosti i izađe iz mora, čini se da se temperatura stabilizira. Da, postojala su ledena doba i, da, bilo je razdoblja kada je velik dio planeta bio trop­ ski. Ipak, život se urotio razlažući stijene svojim korijenjem, gradeći školjke od njihova vapnenca i pohranjujući i otpušta­ jući ugljik da održi stvari u nastanjivom rasponu. Prije razvoja vaskularnog bilja u devonskom periodu, pri­ je nekih 400 milijuna godina, morao je postojati vrlo različit oblik kemijskog trošenja tla i time veći postotak ugljikova di­ oksida u atmosferi i viša planetna temperatura. Iako su neki istraživači napominjali da je bilo dovoljno gljiva i algi i prije tog vremena te da su one izazvale kemijsko trošenje stijenja, većina se slaže da je nastanak i razvoj sustava korijenja izazvao najznačajnije promjene. Eksperimenti pokazuju da prisutnost vaskularnih biljaka ubrzava trošenje za četiri do deset puta. Svima nam je poznato odmaranje u hladu stabla. Zanimljivo je razmisliti da je kroz dugo vremensko razdoblje još važniji bio rashlađujući učinak jakog korijenja biljaka. Dodajte tome ugljik kojeg biljke spremaju u ugljen, hranjivo tlo itd., pa mož­ da ne začuđujuće da je atmosferski ugljikov dioksid opao dva­ deset puta. Tim smanjenjem postala su ledena doba moguća. A kako ćemo vidjeti, kontinuirani pad imat će čak i veće bio­ loške posljedice. To nas vraća na Ruth Ward. Ruthin kraj započeo je slomom određenog sustava, njezi­ nog probavnog sustava. U konačnici, taj je incident utjecao na mnoge druge njezine sustave, uključujući njezin krvotok, disa­ nje, nervni sustav itd. Svaki od tih povezanih sustava neopho­ dan je za održanje ljudskog života, a slom jednoga uvijek utje-

če na druge. Nekada se ti slomovi mogu zbrinuti. U drugim slučajevima dovode do smrti. Ista istina vrijedi za planete. Kružni tokovi ugljika, dušika, sumpora, fosfora i različitih elemenata u tragovima neophodni su za održanje života, a ti su pak tokovi sa svoje strane izazva­ ni geološldm, atmosferskim i oceanskim sustavima. Gledajući na zapise prošlosti, kao što su fosili, stijene, ledene kore, kore morskog dna itd. , možemo shvatiti kako se naš planet pona­ šao do sada. Znajući kako ti sustavi djeluju, možemo razumjeti što se može dogoditi kada jedan ili više njih prestane djelovati. Ako možemo predvidjeti kako će se različiti planetni sustavi podrške mijenjati u budućnosti, možemo saznati i kakav će biti kraj svijeta. Naš vremenski stroj samo je niz predviđanja blagih promjena u razinama atmosferskih plinova, toka hra­ nidbenih tvari i toka energije sa Sunca, kao i topline koja se stvara unutar Zemlje radioaktivnim raspadom. Naravno da postoji razlika između ljudskog života i života našeg planeta. Ruth Ward, rođena 1916. , otmjeno je starjela, ali nikad nije sličila sebi u mladosti. To je bilo jednosmjerno putovanje. Planeti imaju drukčiji životni put: čini se da je Ze­ mlja na kružnom putovanju. Ako uzmete top i ispalite metak ravno uvis, on će doseći određenu visinu, usporit će se, zausta­ viti i potom pasti natrag na tlo. Životna putanja našeg planeta je slična. On započinje kao vrlo vruć svijet bez kisika. Voda, zrak, biljke, Sunčeva energija i tektonika ploča stvaraju uvje­ te za razvoj do sadašnjeg stanja, i kao što većina čitatelja pret­ postavlja, topovsko zrno biološke raznolikosti još se uspinje. Autori, naprotiv, smatraju da je to zrno već na silaznoj strani putanje i da se Zemlja već počela vraćati prema vrućem svi­ jetu u kojem život vremenom postaje manje raznolik, manje složen i manje rasprostranjen. Posljednji život mogao bi sličiti prvom životu, jednostaničnim bakterijama, koje su preživjele kao potomci svega što je prije postojalo. Kao rezultat, čini se da će naša Zemlja još jednom proživjeti mnoge vidove svoje prošlosti, uključujući i svoju vrlo nedavnu prošlosti.

4 POVRATAK L E D E N J A K A

na putu u budućnost samo je tisuće, a ne milijune godina udaljena. Iako to u odnosu na ljudski vijek izgleda jako daleka budućnost, to je samo trenutak u životu planeta. Ta je budućnost tako blizu da će se do sada razvijeni pianetni sustavi nastanjivosti malo promijeniti: Sunce neće biti sjajnije, količina ugljika bit će slična, pa čak neće ni količina ni priroda tektonskih sustava recikliranja biti različita od današ­ njeg stanja. Našem svijetu ne prijeti skorašnja smrti. Međutim, prijeti mu jaka prehlada koja će staviti na kušnju nas ljude kao i čitavu biosferu. Ovdje ćemo započeti prikaz kako i male pro­ mjene globalnog termostata mogu imati, a i imati će, golem utjecaj na klimu. Drugi rezultat zaleđivanja je smanjenje ko­ ličine života na planetu. Ali možemo li biti sigurni da će tako skoro biti debelih ledenih pokrova na velikim područjima? NAŠA PRVA POSTAJA

oko nas u blizini našeg doma, samo ako znadete kamo gledati. Debeli slojevi šljunka, izravnjeni bre­ žuljci, jezera i fjordovi koji se protežu i prema sjeveru i prema jugu. Velike stijene ostavljene poput razbacanog smeća stotiZNAKOVI SU POSVUDA

nama kilometara udaljene od planina svoga podrijetla. Ogre­ botine tvrdih stijena poput pruga gigantskog brusnog papira koje su ostavili zloćudi divovi. Sve nam to govori da su ne tako davno ogromne rijeke leda plovile uzduž i poprijeko tla. Mjesto gdje mi živimo, područje sjeverozapadnog Pacifika, frustrira geologa, jer praktički ne postoji kamena podloga na cijeloj nizini Puget. Nekoć je to područje bilo kao i svako dru­ go, s izbojima starih sedimentnih, vulkanskih i metamorfnih stijena koje su prikazivale dugu geološku povijest. Ali potom su došli ledenjaci i nakon što su prvo pokrili tlo ledom, povukavši se, ostavili su šljunak kao ostatak. Ledenjaci su izribali ili zatr­ pali starije tlo, režući velike količine originalnog stijenja, a po­ tom donoseći strano sa sjevera ili odnoseći lokalno stijenje na jug. Vrlo nedavno, prije nekih petnaest tisuća godina, na mjestu gdje su sada naše kuća u Seattleu bio je sloj leda debeo kilome­ tar i pol. Zloslutnu budućnost tako možemo spoznati razumi­ jevajući prošlost. Unatoč našoj utemeljenoj zabrinutosti zbog današnjeg globalnog zagrijavanja, smatramo da će se daleko veće katastrofe zbivati na drugom kraju temperaturnog spektra. Pođite s nama u Seattle petnaest tisuća godina od danas.

vjetrovito, tmurno i suho; vlažan morski zrak kojeg se sjećamo iz današnjih dana upijen je u led. Ledeni pokrov prekrio je i zamijenio panoramu centra našeg grada. Ostaci Seattlea naziru se na rubu ledenjaka zajedno s mulje­ vitom vodom. Prema zapadu se tlo spušta niže i strmije nego danas u nove prazne kanjone. Kao i za vrijeme prošlog lede­ nog doba, razina mora pala je stotinjak metara i Pugget Sound potpuno je bez vode. Vesela grupa djece dolazi do ruba ledenjaka i srčano kre­ će preko prljavog leda, ostavljajući zabrinute učitelje u zavje­ trini. Bučni zamotuljci jure i skližu se dodirujući se i sudara­ jući, zamotani u svoja topla odijela protiv prodiruće hladnoće i britkoga vjetra. Tapkaju po ledu koji sada pokriva tok rijeke JAKO JE HLADNO,

Duwamish, a na udaljenosti viri iz leda stup od betona i čelika s letećim tanjurom na vrhu. Širi se uzvik: "Svemirska igla! Tu je nekoć posvuda bio veliki grad" Jedno dijete se mršti. Što oni misle, da je on tako naivan? Grad ispod područja leda za koje zna da se prostire odavde pa do Sjevernog pola? Jadni odrasli koji ih slijede, pazeći na led i potomstvo, zavide djeci na veselju i bezbrižnosti. Roditelji znaju okrutnu isti­ nu da taj led raste: sve oskudnija žetva, nema više benzina i niz gladovanja. Knjige kažu da je nekoć tu bilo voćnjaka jabuka, nekoć davno, usred starog doba kada su se ljudi zabrinjavali zbog nečega što se nazivalo globalnim zatopljenjem. Budale! Da su barem mogli malo dulje zadržati svijet "globalno zagri­ janim". Ali kad je jednom bila potrošena sva nafta i ugljen, ni­ šta nije preostalo da drži ledenjake na lancu, pa su još jednom krenuli ledeni zidovi sa sjevera preko zemlje, stišćući ljudsku civilizaciju u toplija klimatska područja, iz umjerenih u niže geografske širine. Još jednom. Ovi ljudi su se željeli povući na jug, ali je stanovništvo tropa već bilo stiješnjeno u svojim dr­ žavama i mučilo se sa svojim nevoljama. Nekoć velike kišne šume Amazonije, Azije i ekvatorijalne Afrike pretvorene su u savane, a beskrajne stepe i travnate ravnice umjerenih širina u pjeskovite pustinje. Nije bilo ni prostora ni hrane za narode sjevera. Za razliku od posljednjeg ledenog doba i spiljskog čo­ vjeka, više nema ni jednog mjesta na Zemlji koje nije pretrpa­ no ljudima.

21. STOLJEĆA vlada sveopće slaganje o potrebi izbjegavanja brzog globalnog zagrijavanja planeta izazvanog ljudskim zagađivanjem zraka stakleničkim plinovima. Zagrija­ vanje doprinosi porastu razine mora, promjeni biljnih zajedni­ ca i migraciji tropskih bolesti u umjerena područja. Može doći do jačanja snaga oluja, većih razdoblja suša i poplava i pore­ mećaja u zemljoradnji. Kako se Zemlja zagrijava, može se po­ većati broj ratova za hranu, vodu i naseljiva područja. NA POČETKU

Kako je ta opasnost strašna i realna, ona je vrlo bliska ono­ me čime se mi u ovoj knjizi bavimo. Da, koncentracija ugljikova dioksida u atmosferi od izgaranja fosilnih goriva poput ugljena, plina i nafte, povećala se za 30% od početka industrij­ ske revolucije i sada je na najvišoj razini u posljednjih 450.000 godina. Staklenički plin metan porastao je za 145 posto. Du­ šikovi oksidi su porasli 15 posto. Dokazi da to izaziva stvar­ ne i dramatične promjene u svijetu naglo se množe. Dekada 1990-ih bila je najtoplija u povijesnim (ne u geološkim) zabilješkama. Arktički ledeni pokrov stanjio se 40 posto u prote­ klih 20 godina. Alpe su izgubile polovinu ledenjačke mase od 19. stoljeća, a snijeg na planini Kilimandžaro u Africi može nestati u petnaestak godina. Grmlje već raste u arktičkoj tun­ dri. Komarci se nalaze na većim visinama, prenoseći bolesti koje izazivaju istrebljenje ptičjih vrsta na mjestima kao što su to Havaji. Međunarodno tijelo za nadzor klime (IPCC), koju predstavlja 2500 znanstvenika, smatra da prosječna tempera­ tura planeta može u 21. stoljeću porasti za 1 do čak 6 °C. Po­ rast od 6 °C može pomaknuti klimatske zone za nekih 800 km prema polovima, poremećujući zemljoradnju, zalihe vode i snježni pokrov. Kako god to izgledalo katastrofično, to je tek trenutni do­ gađaj u dugoj povijesti našega planeta. Za nekoliko stoljeća vjerojatno će većina fosilnih goriva biti potrošena. Nove teh­ nologije za proizvodnju energije bit će razvijene. Ubacivanje ugljikova dioksida u atmosferu će se usporiti i potom prestati, a prirodni će mehanizmi, spomenuti u prethodnim poglavlji­ ma, početi smanjivati koncentraciju stakleničkog plina. U us­ poredbi s trajanjem naših života i ljudske povijesti, nekoliko stoljeća globalnog zagrijavanja je dugo razdoblje: toliko dugo koliko najčešće traju države ili carstva. No u životu planeta to zagrijavanje je kratka međuigra prije neizbježnog povratka na mnogo trajnije razdoblje. To razdoblje je doba leda. Neobično je, no mi smo sada u dva milijuna dugom razdo­ blju nadiranja i povlačenja leda. Prethodno veliko ledeno doba

bilo je prije 260 milijuna godina, kada je Sunce bilo energet­ ski slabije nego danas. Ali iako danas povećavamo ugljikov di­ oksid, povećana toplina koju je Sunce davalo milijune godina izazvala je dugotrajno opadanje količine atmosferskog ugljiko­ va dioksida. Kako smo raspravili u prethodnom poglavlju ra­ zina se ugljikova dioksida smanjila na 5 posto od one koja je bila prije pojave biljaka i životinja. Mnogo od tog smanjenja nastalo je pohranjivanjem ugljika u biljkama, kako na tlu tako i u moru, a još više u kontinentima koji se stalno povećava­ ju zbog tektonike ploča. Kako se te velike kopnene mase troše, one povlače ugljikov dioksid iz atmosfere. Rezultat je - kliza­ nje Zemlje prema ledenom dobu. Postoji obilje znanstvenih pokazatelja da danas živimo u svijetu koji je potpuno atipičan za planet Zemlju tijekom naj­ većeg dijela njezine prošlosti, a vjerojatno je atipičan i za naj­ veći dio njezine budućnosti. Bilo je hladno, neobično hladno, tijekom 2, 5 milijuna godina, a blago zelenilo koje smatramo normalnim je, u stvari, samo privremeno. Ljudska civilizacija izrasla je u kratkom međuledenomn razdoblju koje traje kojih dvanaest tisuća godina, i koje je, možda, pri kraju. Globalno zagrijavanje, koje su izazvali ljudi, može zaustaviti povratak ledenjaka za nekoliko stoljeća, ali ih ne može spriječiti. Veli­ ki preokret od pretjerano toplog ka pretjerano hladnom još će samo naglu promjenu klime učiniti burnijom. Iako povratak ledenjaka neće ugasiti postojanje života na našem planetu, re­ zultirat će višetisućkratnim smanjenjem biomase ili količine živućih biljaka i životinja. To će zapravo ukinuti svijet kakvog poznajemo, a možda i samu ljudsku civilizaciju. Ljudi će mo­ rati napustiti svoju rasprostranjenost širom planeta i morat se zadovoljiti s neizvjesnijim postojanjem u područjima nižih ge­ ografskih širina. Epoha pleistocena, ili ledeno doba, kako je poznatija, zapo­ čela je kad je svake zime više snijega palo nego što ga se u pro­ ljeće otopilo. Godinu za godinom, taj višak snijega gradio je ledenjake koji su se polako širili prema jugu. U konačnici su se

kontinentalni ledenjaci počeli spajati i miješati s planinskim, ujedinjujući se u nečastan brak, da bi tlo uhvatili u ledeni za­ grljaj i ledenu zimu. Nije cijeli planet bio obuhvaćen ledom. Još su postojali tro­ pi i koraljni grebeni, i topla sunčana klima cijele godine. Ali vjerojatno nijedno mjesto na Zemlji nije bilo pošteđeno glo­ balnim klimatskim promjenama, osim dubokog dna mora, makar raspodjelom vjetrova i kiša. Čak su i ta područja, dale­ ko od leda, bila klimatski promijenjena, možda hladnija, češće toplija, a često suša. Ogromne hladne pustinje i polupustinje prostirale su se uz rub napredujućih ploha leda, dok su po­ dručja koja su običajno suha, poput Sahare u sjevernoj Afri­ ci, doživjela povećanje oborina. Nasuprot tome, velike kišne šume koje pokrivaju područje Amazone i ekvatorijalne Afrike, područja relativno stabilne klime kroz desetke milijuna godi­ na prije pojave ledenog doba, doživjele su produženo hlađenje i isušivanje. Velika prašumska područja povukla su se u dže­ pove okružene prostranim savanama. U Sjevernoj Americi se pomicanje leda prema jugu zau­ stavilo u sredini kontinenta, a maksimum rasprostranjenosti posljednjeg zaleđivanja dogodio se prije osamnaest tisuća go­ dina. Prema sjeveru, većinu tla pokrivao je vječiti debeli led. Prema jugu, suha područja pokretnog pijeska stvarala su go­ leme pustinje i pješčane dine. To je zasigurno bilo izvanred­ no doba u povijesti našega planeta, ali ne i jedinstveno. Zale­ đivanje je obuhvaćalo velika područja našega planeta mnogo puta u prošlosti, kao tijekom prekambrijske ere prije milijardu godina i tijekom permskog perioda prije 260 milijuna godina. Ipak je posljednja epizoda, koja je završila prije samo 12 tisuća godina, bila među najintenzivnijima. Ledenjaci su promijenili prirodu života na Zemlji, i u mno­ go područja i samu geografiju planeta. U Europi su ledene plo­ he svojim širenjem i povlačenjem urezali skandinavske fjordo­ ve kao i mnoge druge geomorfološke oblike sjeverne Europe. U Sjevernoj je Americi led stvorio Puget Sound u državi Was-

hington i veliki unutarnji prolaz koji se proteže od juga Bri­ tanske Kolumbije do Aljaske. U središtu kontinenta nastala su Velika jezera, dok su u Aziji istovremeno stvorena velika jezera, poput Bajkalskog, djelovanjem pokretnog leda. Nasta­ la su velika jezera ispunjena ledom, a kada su naposljetku na rubovima popucala, led koji ih je napuštao stvorio je ogromne izljeve. Povlačenje leda stvorilo je goleme količine šljunka i stjenovitog otpada koji se u konačnici rasprostro naširoko po svim sjevernim kontinentima. Ledeni je sloj na mnogo mjesta bio debeo gotovo 2 kilometra. Kako god dramatično bilo to oblikovanje planeta u posljed­ njem ledenom dobu, to nije bilo ni prvo ni najgore. Prije nekih 2, 5 milijardi godina, a potom prije 700 do 800 milijuna godi­ na, prije nego što su postojale složenije vrste životinja, ledena su doba bila tako ekstremna da je Zemlja bila pokrivena ledom od pola do pola. Čak su i oceani bili smrznuti u to doba, koje je poznato pod nazivom "Zemlja kao gruda snijega". Te ano­ malije su nastupile kad je Zemljin sustav temperaturnog re­ gulacije popustio, a oceani se smrznuli sve do tropskih širina. Potpuno smrzavanje trajalo je samo nekoliko milijuna godina, no to je samo treptaj oka za Zemljinih milijarde godina posto­ janja, ali je bilo dramatično, a posljedice su mogle drastično promijeniti evoluciju života. To je moglo potaknuti eksploziju vrsta na početku kambrija, a moglo je imati i ulogu u ranijem razdoblju. Izvanzemaljski astronomi, koji bi promatrali našu Zemlju izdaleka, vidjeli bi kako naša "plava točka u beskraju" (kako ju je nazvao astronom Carl Sagan) postaje bijela kad srednja globalna temperatura padne na -50 °C, i ponovno pla­ va kada poraste na +50 °C, što je zaista silna promjena. Još se jedno vrlo hladno ledeno doba zbilo prije 400 milijuna godina te između 300 i 270 milijuna godina. Ali od toga permskoga perioda pa do bliske sadašnjosti, u razdoblju od više od četvrt milijardi godina, naš je planet bio pošteđen takvih uništavajućih epizoda. Dinosauri su se razvili i vladali, potom su ih sisavci zamijenili u dominaciji. Tada se,

Krivulja temperaturnih promjena dobivena na temelju ispitivanja uzoraka dubokog leda bušenog u ruskoj istraživačkoj stanici Vostok na Antarktici. Za­ mjećuju se četiri ciklusa ledenih doba u trajanju od oko 100.000 godina sva­ ki, a vide se temperaturni vršci koje označavaju kratka međuledena razdo­ blja. Valja zamijetiti i neobičnu širinu našeg sadašnjeg međuledenog doba, stoje pružilo priliku za uspon civilizacije.

prije samo 2, 5 milijuna godina klima promijenila i vratilo se ledeno doba. Mi smo ponovno u razdoblju ledenog doba i ne znamo kada će završiti.

da se ledeno doba sastoji od četiri na­ predovanja i povlačenja leda tijekom tih 2, 5 milijuna godina. No razvijenije tehnike datiranja, koje mjere raspad radioaktiv­ nih izotopa, danas pokazuju da je bili najmanje osamnaest odi­ jeljenih napredovanja i povlačenja leda. Sve u svemu, Zemlja je bila hladna, ali se poput urice svakih približno sto tisuća godi­ na pojavljivao kratki topli međuledeni period. Opominjuće je da su se ledena razdoblja kroz to vrijeme pojačavala u žestini i trajanju. Kao što se može očekivati, posljednje je napredovanje i povlačenje leda ostavilo najnoviji, i najmanji geološki zapis. Poznato kao glacijacija Wisconsin u Sjevernoj Americi, a kao Wurm u Europi, završilo je prije oko 12 tisuća godina. Led je VEĆ SE ODAVNA SMATRA

pokrivao cijelu Kanadu, sjeverni dio SAD-a te sjevernu Euro­ pu i Aziju, a toliko je mnogo morske vode bilo zarobljeno u rastućim ledenjacima, da je razina mora bila preko sto metara niža nego danas. Samo to je već stvaralo izvanredne okolnosti. Kad bi razina mora ponovno toliko pala, Long Island više ne bi bio otok, A otoci u Meksičkom zaljevu, kao i mnogi dru­ gi (uključivo i većinu jadranskih otoka, op. ur. ) postali bi dio kopna. Obala bi se proširila na desetke kilometara na mno­ gim mjestima. Aljaska bi se ponovno spojila s Azijom. Engle­ ska i Irska bile bi dio velikog poluotoka koji bi se protezao od Francuske. Veliki dijelovi Mediterana bili bi isušeni. Indija i Sri Lanka bi se spojili, Japan bi se spojio s Kinom, a Australi­ ja i Nova Gvineja činile bi veliki kontinentalni blok, odvojen od Azije uskim prolazom. Samo prije osamnaest tisuća godina svijet je tako izgledao, a to može ponovno za samo nekoliko tisuća godina. Na vrhuncu novog ledenog doba ledenjaci će se prostirati do New Yorka te srednje Europe, a Atlantski će ocean biti na­ pučen ledenim santama. Ledeni će pokrov biti do tri kilometra debeo, osam puta visine Empire State Buildinga. Brzina vjetra nad ledom dostizat će 300 km/h, stvarajući pustoš pijeska i prašine uz ledenu granicu. Krajolik sličan tundri bez drveća protezat će se na stotine kilometara južno od ledenjaka, još dalje na jugu nastat će ogromne pustinje. Zašto Zemlja mora proći ta drastična zahlađenja? Da bismo stavili ledeno doba u kontekst, trebamo baciti pogled u dalju prošlost. Brojni dokazi ocrtavaju sliku mnogo toplijeg svijeta prije 60 do 70 milijuna godina. Razina mora bila je mnogo viša nego danas, a globalna temperature približno jednaka od pola do ekvatora. To je bio svijet bujnih tropskih prašuma, konti­ nenti su bili mnogo bliži, a neki od glavnih planinskih lanaca, kao što su to Himalaja, Stjenjak ili Ande, još nisu postojali ili su bili tek u izgradnji te nigdje ni blizu svoje današnje visine. Međutim, nakon tog doba počinje dugi polagani pad tem­ perature izazvan kombinacijom smanjenja atmosferskog uglji-

kova dioksida, povećanja kopnene mase sjeverne polutke te promjenama u rasporedu oceanskih struja. Razina je ugljikova dioksida danas možda samo jedna desetina od one kakva je bila prije 60 milijuna godina, neposredno nakon što je završilo doba dinosaura. Prije 2, 5 milijuna godina uvjeti su se dovolj­ no promijenili da ledeno doba ponovno nastupi. Kao mnogi popularni nazivi, i izraz "ledeno doba" je nepre­ cizan. Ponekad se odnosi na cijelo hladno razdoblje, a pone­ kad na period širenja leda, poput vurmskog, unutar tog raz­ doblja. Bolji izraz za prvo je glacijalno razdoblje, a za drugo glacijacija. Mi smo sada u glacijalnom razdoblju i suočavamo se s još jednom glacijacijom. Posljednjih deset tisuća godina bilo je razdoblje izrazite topli­ ne u odnosu na prošlih sto tisuća godina. Posljednje tako toplo razdoblje bilo je prije oko 120.000 godina, na kraju još jedne glacijacije. U to je doba Zemlja bila nekih petnaest tisuća godina topla kao danas, a potom zaronila ponovno u led. No detaljnija istraživanja prošlih međuglacijacije pokazuju zabrinjavajuću ra­ zliku: čak je u to doba topline bilo značajnih temperaturnih pro­ mjena u rasponima od deset godina i manje godina. Zapravo, bušotine u ledu na Antarktiku u blizini ruske baze Vostok poka­ zuju da su sve prijašnje međuglacijacije bile doba velikih fluktu­ acija klime. Zašto je naše međudoba, naša međuglacijacija, tako stabilno? Još važnije, kako dugo će takvo ostati? Da na to odgovorimo, moramo razumjeti što uzrokuje glacijalna razdoblja i glacijacije, pitanje koje je stalan pred­ met istraživanja i rasprava. Znamo da su ti događaji izazvani hlađenjem, ali je teži dio zamisliti točne razloge zbog kojih se hlađenje događa. Povijest klimatskih promjena zapisana je u mnoštvu geoloških uporišta. Neki od tih podataka dolaze iz formiranja spilja, gdje sporo nakupljanje kalcija omogućava njegovim laboratorijskim pregledom uvid u razlike u slojevi­ ma. To omogućava začuđujuće precizno mjerenje davnih tem­ perature. Nakupine na dnima jezera mora također daju sjajne podatke o prošlosti klime. Ali jedan izvor podataka nadilazi

sve ostale: ledena kora izdvojena iz starih slojeva na Grenlan­ du i na Antarktiku. Ti zapisi u ledu ne daju samo vrlo točne podatke o temperaturi za prošlih četiri stotine tisuća godina nego i podatke o učestalosti te snazi prastarih oluja i mon­ suna, količini prašine u zraku, raspodjeli vlažnih područja u bilo koje doba, pa čak i o količini soli u oceanu. Također se može posve jasno uočiti da je u razdoblju od sto tisuća godina postojao period od devedeset tisuća godina u kojem je klima klizila polako od tople, slične današnjoj, prema glacijalnom in­ tervalu, kojeg je slijedilo brzo zagrijavanje koje nas dovodi do današnjice. Ali te ledene kore pokazuju također da je posljed­ njih deset tisuća godina bilo atipično mirno i konstantno glede globalne temperature i klime. Ono što imamo danas, što sma­ tramo normalnim, nije normalno prema svim dostupnim po­ dacima. Ali zašto, to je ono što ponajviše kopka klimatologe. Glavni se odgovor, čini se, krije u tragovima količine stakleničkih plinova u atmosferi: ugljikovu dioksidu, metanu, vode­ noj pari itd. Kako je razina ugljikova dioksida opadala tijekom posljednjih 70 milijuna godina, to je smanjilo količinu Sunče­ ve energije zarobljene efektom staklenika i smanjilo prosječnu temperaturu našeg planeta. Drugi je dio odgovora pomicanje kontinenata. Kako su se kontinenti pomicali prema polovima, stvarali su podlogu za oblikovanje debelih slojeva leda. Led na Antarktiku, na primjer. U prosjeku je oko tri kilometra de­ beo, jer leži na kontinentu. Led Arktičkog oceana, gdje nema kopna, u prosjeku je samo nekoliko metara debeo. Još jedan uzrok su i promjene strujanja u oceanima. Znamo da se nakon spajanja Sjeverne i Južne Amerike, koje su se spojile Panam­ skom prevlakom prije nekoliko milijuna godina, dogodio val izumiranja kada su se životinje dvaju kontinenata pomiješa­ le. No to je također prekinulo laku cirkulaciju između Tihog i Atlantskog oceana, a po nekim teorijama to je moglo znatno utjecati na promjenu vremenskih uvjeta. Na kraju, jedan od razloga može biti i Zemljina staza oko Sunca. Tu je posljednju ideju prvi iznio srpski astronom Mi-

lutin Milanković, po kojem teorija nosi ime. Milanković je pretpostavio da tri promjene Zemljine staze mijenjaju količinu solarne energije koja pada na planet i time globalnu tempera­ turu. Prva se promjena odnosi na mijenjanje oblika Zemljine sta­ ze oko Sunca od kružne do neke eliptične u periodu od oko 25.000 godina. Zbog te elipse danas je Zemlja najbliža Suncu oko 3. siječnja, a najudaljenija od njega oko 4. srpnja. Kako je većina kopna na sjevernoj polutci i kako je Sunce najudaljenije za vrijeme sjevernog ljeta, živimo u razdoblju u kojem ljetni snjegovi mogu dulje trajati nego što je to moguće u duljem pe­ riodu. Tijekom glacijacije talože se brže negoli se tope. Sadaš­ nji oblik Zemljine staze može biti jedan razlog lome. Druga promjena je promjena nagiba Zemljine osi, iako je nagib relativno stabilan u usporedbi s planetima poput Marsa zahvaljujući utjecaju Mjeseca, ipak se taj nagib mijenja od 21, 8 stupnjeva do 24, 4 stupnja kroz razdoblje od 41.000 godina. Taj nagib uzrokuje pojavu ljeta i zime na našem planetu, a kad je veći veće su i razlike između ljeta i zima, pa i veći izgledi da se snijeg i led mogu početi nagomilavati. Treća je promjena njihanje Zemljine osi u ciklusu od 22. 000 godina: tu oscilaciju, poput one vrha zvrka, znanstveni­ ci nazivaju precesijom. Ona mijenja godišnje doba u kojima je Zemlja najbliža Suncu, Danas sjeverna polutka ima ljeto, a južna zimu kad je naš planet najudaljeniji od Sunca. Za oko 11.000 godina situacija će biti obrnuta. Svaki od tih čimbenika utječe na količinu insolacije Zemlje u određeno doba. Milankovićeva genijalnost bila je otkriva­ nje kako te tri varijacije djeluju zajedno te se time omoguću­ ju predviđanja. Proučivši prošlih 600.000 godina, ustvrdio je da postoji korelacija između glacijacija i tih promjena staze Zemlje, iako je u svoje doba Milankovićev rad bio zanemari­ van, potvrđen je 1960-ih, kada su detaljni klimatski zapisi u kori dubokog mora pokazali da nisu bile samo četiri glacijacije nego najmanje osamnaest, u skladu s njegovim predviđanjem.

Ipak, zagonetka ostaje. Promjene Sunčeve svjetlosti su male; kako mogu izazvati tako goleme promjene klime? I zašto se le­ deni pokrovi mnogo brže tale nego što rastu? Napredovanje leda traje 10.000 godina, a može se povući u samo tisuću. Za­ što? Nedavno se ukazala nova mogućnost: svakih 100.000 go­ dina, ili toliko negdje, Zemlja prolazi kroz pojas kozmičke prašine i plina što zaklanja planet i blokira dovoljno Sunčeve svjetlosti da omogući početak glacijacije. Ta ideja, koju je iznio fizičar Rich Muller s Berkeleya još je predmet rasprava. Zbrka što ju čini mnoštvo sustava koji djeluju na klimu i njene promjene izaziva poteškoće u točnijem prognoziranju buduće klime. Iako možemo prognozirati kada će se Milankovićeve promjene solarne energije dogoditi, postojeći znan­ stveni modeli ne mogu egzaktno objasniti kako te dugoročne promjene mijenjaju klimu iz jednog stanja u drugo. Druga metoda predviđanja budućnosti je da se jednostavno pogleda trajanje prošlih međuglacijacija. Zapisi u ledenoj kori i paleontološki zapisi dubokog morskog dna ukazuju da su kroz proteklih 800.000 godina međuglacijacijski periodi - toplija razdoblja između mnogo hladnijih glacijacija - trajala u prosjeku polovicu od 22.000 godina dugog precesijskog ciklusa, odnosno oko 11.000 godina. Tekuće međuglacijacijsko razdoblje već traje više od 11.000 godina, a neki pokazatelji ukazuju da smo u toplom periodu već 14.000 godi­ na. Znači li to da su nam ledenjaci u ovom trenutku na pragu? Odgovor je odlučno ne, budući da precesija nije jedina orbital­ na varijacija koja utječe na klimu. Zapisi pokazuju da je između 450.000 i 350.000 godina u prošlosti postojalo meduglacijacijsko stanje koje je trajalo mnogo dulje od 11.000 godina. Taj se međuglacijal podudarao s vremenom kada je orbitalni ekscentricitet bio najmanji. Upravo se približava takav oblik minimal­ ne ekscentričnosti staze, ukazujući da se ovo međuglacijacijsko razdoblje može produžiti za tisuće, a možda i za desetke tisuća, godina u budućnost. Ili može završiti u svako doba.

Kako dugo će ovo glacijalno razdoblje, koje postoji već 2, 5 milijuna godina, kao cjelina trajati? Jedno su predviđanje dali R. Chris Wilson, Stephen Drury i Jenny L. Chapman u svojoj knjizi Veliko ledeno doba objavljenoj 2000. godine. Oni pred­ viđaju da se sadašnje međuglacijacijsko doba treba završiti za najviše nekoliko tisuća godina, a da će ga slijediti pad globalne temperature od desetak stupnjeva Celzija kroz slijedećih 80. 000 godina. Takvo hlađenje bilo bi dovoljno da uzrokuje po­ javu žestoke nove glacijacije. Bi li taj novi ledeni juriš nastupio postupno ili odjednom? Ponovno se vraćamo u prošlost odakle učimo da su prošla međuglacijacijska doba naglo završavala, i s malo upozorenja. U izričaju klimatologa koji proučavaju te zapise, "netko" okre­ ne prekidač i klima se promijeni. Prvi pokazatelji dolaze iz se­ dimenata u Atlantskom oceanu, koji pokazuju veliku količinu stijenja i oblutaka koji su morali biti doneseni na jug ledenim bregovima i odbačeni u more kada su se ledeni bregovi rastali­ li. To je ponukalo znanstvenike da zamisle "armade leda" koje putuju sa sjevera noseći sa sobom gomile pijeska i stijenja od početka posljednje glacijacije, te ga talože na morsko dno. Taj period bilježi brzu promjenu prema jako niskim temperatu­ rama, prekidan velikim kolebanjima između toplih i hladnih odsječaka od desetak godina. Potom je hladnoća došla i ostala. Te fluktuacije navele su znanstvenike da upozore da je naša sa­ dašnja stabilna klima možda mnogo nemirnija, i može se vrlo brzo obrnuti u ekstreme koji bi bili kobni za civilizaciju. Spaljivanje fosilnih goriva je, naravno, nepoznanica u pro­ računavanju buduće klime. Hoće li nas naša ludost zapravo spasiti od nadolazećeg leda? Ljudskim djelovanjem proizvedeni plinovi ugljikov diok­ sid, metan, klorofiuorougljici, sumporov dioksid i dušikovi oksidi, zadržavaju Sunčevu toplinu. Upravo sada su ledenjaci u povlačenju na mnogo mjesta u svijetu, od Kaskadnih plani­ na do dijelova Antarktika. Kako znanstvenici predviđaju da će se razina ugljikovog dioksida udvostručiti za stoljeće, novim

kompjutorskim modelom što su ga razvili znanstvenici sa Sve­ učilišta East Anglia u Engleskoj, ustanovljeno je da to ljudsko rukom izazvano globalno zagrijavanje može odgoditi slijedeću glacijaciju za možda čak 50. 000 godina. Ipak, kad se led vrati, prema njihovim proračunima pojavit će se još ekstremnija glacijacija negoli inače. Drugi se znanstvenici boje da bi globalno zagrijavanje mo­ glo potaknuti dolazak slijedeće glacijacije. Povod tom para­ doksu leži u novom razumijevanju atmosferske i oceanske cirkulacije. Atmosfera prenosi vlažan zrak isparen u tropima prema polovima, a čim je zrak topliji, prijenos je veći. Velika je mogućnost da povećana vlažnost na dalekom sjeveru uzrokuje povećane snježne oborine te širenje ledenjaka u tom području, unatoč tome što će općenito temperatura Zemlje prolaziti kroz kratkotrajno povišenje. Osim toga, kratkotrajno zagrijavanje može potaknuti taljenje leda tijekom ljetnih mjeseci, poveća­ vajući time količinu svježe vode koja ulazi u sustav oceanske cirkulacije. To može poremetiti oceanske struje i djelovati na klimu na jako nepredvidiv način. Dok većina naseljenog područja u Sjevernoj Americi leži između 30 i 45 stupnjeva sjeverne širine, većina populacije u Europi živi desetak stupnjeva sjevernije: London i Pariz bli­ zu 50° N , Berlin na 52° N, Kopenhagen i Moskva na 56° N, a gradovi u Skandinaviji i na 60° N. Unatoč tome, europski kon­ tinent ima jako produktivnu zemljoradnju. On održava dva puta veću populaciju od Sjeverne Amerike na mnogo manjoj kopnenoj masi, jer ga grije Golfska struja. Ta struja, koja na­ staje u Meksičkom zaljevu i na Karibima, teče duž istočne oba­ le Sjeverne Amerike i potom prelazi preko Atlantika donoseći topliju vodu sjevernoj Europi, održavajući je 5 do 10 stupnjeva toplijom nego što bi inače bila. Jedan ogranak Golfske struje donosi topliju vodu u blizinu Islanda i Norveške. Na kraju se ona hladi, tone dublje u ocean i vraća na jug kao hladna dubinska struja. Kako tone, odnosi više soli, jer je slanija voda teža i tone zbog svoje veće gustoće.

Tako topla svježa voda putuje na sjever po površini, a vraća se kao hladna slanija voda na jug. Paradoksalno, no taj bi krug mogao biti prekinut ako bi se dodalo više svježe vode, izazva­ ne globalnim taljenjem leda, na morsku površinu; Golfska bi struja započela naime svoj dubokomorski povrat na jug prije negoli bi došla tako daleko na sjever. Izostanak samo jedne struje na prvi se pogled ne čini da bi mogao biti uzrokom globalnih klimatskih promjena. No svjet­ ski oceani su jedinstveno vodeno tijelo, i tok topline je globa­ lan. Ako strujanje u sjevernom Atlantiku, sa svojom toplom vodom i povratnom dubokom hladnom vodom, zakaže, cije­ li će svijet iskusiti nagle klimatske promjene. Europa sa svojih 650 milijuna ljudi otići će u duboko zamrzavanje. Njezina mo­ gućnost da prehrani samu sebe će nestati. Znanstvenik sa Sveučilišta Washington William Calvin, koji je pisao o tim iznenadnim promjenama klime, ovako opisuje taj mogući događaj: Smanjenje žetve prouzročit će da će neke jake zemlje pokušati zauzeti svoje susjede ili udaljena područja, ili će njihove armije, neplaćene i u nedostatku hrane, same poći u pljačku, kako kod kuće tako i preko granice. Bolje organizirane zemlje pokušat će iskoristiti svoju vojsku, prije nego što se potpuno raspadne, da zauzmu područja sa značajnim preostalim resursima, iseljavajući ili izgadnjujući njihovo stanovništvo, pa i bez upotrebe moder­ nog oružja, da bi ostvarili jednaki svršetak: eliminaciju takmaca za preostalu hranu. To će biti opći svjetski problem i može dove­ sti do Trećeg svjetskog rata.

Calvin procjenjuje da će Europa imati klimu kao sada Ka­ nada, a umjesto da bude samodostatna u hrani kao što je sada, moći će prehraniti samo jednog od dvadeset i tri stanovnika. Ono što čini globalno zahlađenje osobito strašnim je to da. ne zahvaća relativno malo područje, poput uragana, tornada ili potresa. A nije niti kratkog trajanja, Calvin ističe da čak ni udar

meteora, koji bi ubio većinu stanovništva u kratkom vremenu, ne bi kroz dulje vremensko razdoblje bio tako poguban kao nova globalna glacijacija. A za razliku od kraja posljednje, kada je bilo najviše 2 do 3 milijuna ljudi razasutih po globusu koji su se trebali prehraniti, danas ima preko 6 milijardi usta. Očekuje se da će ljudska populacija prijeći 10 milijardi između 2050. i 2100. godine, pretpostavljajući godišnji prirast od i, 6%. Iako je taj postotak ponešto reduciran od 2, 1% projekcije iz 1960-ih, ostaje brojka koja izaziva vrtoglavicu. Do 2150. prema procjena­ ma Ujedinjenih Naroda populacija bi mogla narasti na 28 mili­ jardi, ili gotovo pet puta današnje veličine. Je li to održivo? U svojoj knjizi iz 1995. Koliko mnogo ljudi Zemlja može podnijeti? autor Joel Cohen navodi da "mora biti ozbiljno raz­ matrana mogućnost da je Zemlja dostigla, ili će dostići za pola stoljeća, maksimalan broj koji može podnijeti, uz način života koji smo mi i naša djeca i njihova djeca izabrali. . . " A naravno, te procjene vrijede za planet kakvog danas po­ znajemo, a ne za planet s dolazećom glacijacijom. Kada započ­ ne slijedeće približavanje leda, svjetska klima će postajati sve hladnija i suša, a umjerene geografske širine s područjima tra­ ve (koje sada opskrbljuju tako mnogo ljudi hranom) smanjit će se po veličini. Proizvodnja hrane stisnut će se u uske zone umjerenih širina, stegnutih između ledene kape na sjeveru i pustinja na jugu. Pola svjetske populacije morat će se premje­ stiti na manje geografske širine. Razvijene nacije tražit će ži­ votni prostor od južnih susjeda, a kada to ovi odbiju, može se dogoditi rat. Svaki roditelj učinit će sve što je potrebno da na­ hrani svoje dijete. Mi smo ljudi zaslijepljeni trenutkom u kojem živimo, u kratkih deset tisuća godina mirnoće, koja odstupa od prosjeka, i topline koja obilježava ovo postojeće medugiacijacijsko raz­ doblje. Takvi su trenutci uistinu rijetki i brzo prolaze, da bi bili zamijenjeni, u prosjeku, s 90.000 godina oblačne hladnoće, leda, prašine i suše. Uživajte u ovom ljetu, Prognoza je duga, brutalna zima koja izgleda da nikad neće završiti.

Ali završit će za možda 2 do deset milijuna godina od da­ nas, kada se kontinenti pomaknu prema jugu i smanji kopno pogodno za ledene kape. Tada će doba leda završiti zauvijek. Zatim će nastupiti doba, za 250 milijuna godina od danas, kada će na planetu postojati samo jedan ocean i samo jedan kontinent. To će biti vrijeme nove geografije. Hoće li ljudi biti dio te budućnosti?

5 POVRATAK SUPERKONTINENTA

U POSLJEDNJIM DANIMA paleozojske ere, nekih 250 milijuna godina prije pojave Homo sapiensa, mali cynodont kaskao je po sprženom krajoliku u prostranoj unutrašnjosti južnog kon­ tinenta kojeg danas nazivamo Gondvana. Brzo je zaobilazio šikare umirućeg drveća glosopterida i nisko grmlje ginka da bi stigao do najbliže lokve vode. Trunući kosturi nedavno umr­ lih životinja ležali su posvuda po toj opustošenoj oazi, teme­ ljito počišćeni jednostavnim rastvaranjem u sluz bogatu bak­ terijama, pod nevjerojatno jakim Suncem. Temperatura je bila normalna za to rano jutro, preko 40 °C, i cynodont nije mogao izdržali mnogo vremena izvan svoje jazbine. Brzo piće i za­ tim natrag u sigurnost i hladnoću svog dubokog podzemnog brloga, gdje njegova družica doji novi okot. Cynodont je bio mali grabežljivac samo pola metra dug, i sličio je pomalo na jednog svog budućeg evolucijskog potomka: na malog psa. Ali iako nalik na psa po veličini i izgledu, nikad cynodont ne bi mogao biti zamijenjen za zgodnog psića u doba čovjeka: bio je to pas bez dlake, pas s ljuskavom kožom poput guštera, okrut­ nim, nadolje povijenim očnjacima, žutim uskim gušterolikim očima i s mozgom jedva većim od golubljeg. On se pokoravao

preživljavanju u svijetu koji je postajao paklenski. Još nije bio sisavac, ali će postati sjeme od kojeg će svi sisavci poteći. On je isto tako pripadao sretnoj manjini na Zemlji; njegova će vr­ sta preživjeti najstrašnije masovno istrebljenje koje se ikad do­ godilo, razdoblje masovne smrti u kojem je nestalo približno 90% svih organizama na planetu. Cynodont je provodio noćne sate tražeći kukce, a danju je spavao duboko u podzemlju. Ali pronalaženje hrane i vode postajalo je sve teže, čak i ovdje u blizini južnog pola, gdje je temperatura bila ipak dovoljno niska da dopusti preživljavanje životinjama. Dalje prema sjeveru, bliže ekvatoru, Zemlja je već bila beživotna, osim za insekte i pauke. Nije bilo moguće naći obilje života nigdje na planetu, a iz godine u godinu ga je bilo sve manje Cynodont se oprezno približio lokvi. Jedva je bacao sjenu iako je dan bi bez oblaka, jer je zrak bio zasićen vulkanskom prašinom i golemim količinama ugljikova dioksida i metana, dovodeći planet do ključanja kao u unutrašnjosti staklenika za vrućeg ljetnog dana. Kao i obično, nekoliko je svinjolikih lystrosaurusa nehajno paslo oko jezerca koje se smanjivalo, gacajući po velikim blatnim kaljužama da bi se nahranili pre­ ostalim živućim vodenim biljem i gomoljem iz kojeg je raslo. Cynodont je bio najinteligentnije stvorenje koje se ikad razvi­ lo na Zemlji do tada, dovoljno inteligentno da bude na oprezu prema svemu što bi se moglo skrivati iza velikih hrpa šljunka koje su okruživale rupu s vodom. Počeo je laptati toplu, smrd­ ljivu vodu i zatim se munjeviti ukočio zbog pokreta kojeg je uočio krajičkom oka. Kraj zgrbljenog cynodonta projurio je zastrašujući lik gorgone, tri metra zgrčenog mišićavog bijesa. To je bio najveći do tada razvijeni kralježnjak, zastrašujući vr­ hunski mesožder kasne paleozojske ere. Gorgona je uletjela među skvičeće lystrosaure, zgrabivši jednu užasnutu životinju svojim ogromnim sabljastim zubima, trgajući svojim velikim čeljustima biljojeda. Ali zalet gorgone odnio je i nju i njezin plijen u središte jedne jame, u kojoj je crni muljeviti katran

jedva bio prekriven tankim slojem svježe vode. Sve su četiri noge gorgone potonule u crni mulj i polako se ocrtavala nje­ zina budućnost. Ogromna gušterska glava zakrenula se prema nebu i rikala u bijesu, ali to je nije moglo osloboditi. Cynodont je mogao iz svog sigurnog zaklona danima slušati njenu riku, a potom je sve utihnulo. Gorgonin kostur na kraju je potonuo u mulj i bio pokri­ ven talogom. Kosti su se održale zajedno u ljepljivom blatu i kada je meso istrunulo, a kako su godine prelazile u dekade, potom u milenije, potom u vremenske intervale koji se broje u. stotinama milijuna godina, njezini okamenjeni ostaci bili su duboko zakopani pod tisuću metara sedimentnog stijenja. Da­ leko iznad njezina počivališta razvili su se prvi dinosauri kao male plašljive životinje i potom povećavali rast i brojnost, sve dok nisu zavladali Zemljom. Veliki superkontinent Gondvana razdijelio se, a njegovi su dijelovi lutali u svim smjerovima po Zemljinoj površini. Gorgonino posljednje počivalište postalo je Afrika i mnogo je vremena proteklo. Planine su se uzdizale i spuštale, a i dinosaursko dugo ljeto došlo je do strašnog kraja u jednom danu pada asteroida. Sitni preživjeli sisavci, sve po­ tomci cynodonta, naslijedili su Zemlju; množili su se, počeli razlikovati, a jedan njihov ogranak napustio je život na drveću da bi postao uspravan dvonožac s golemim mozgom. Ti dvonošci su znatiželjna stvorenja koja sada iskopavaju odavno mr­ tve kosti samo da zadovolje svoju znatiželju. Zato su, 250 milijuna godina nakon njene smrti, u maloj isušenoj rupi na ostarjelom planetu, usnule kosti gorgone bile uznemirene po prvi put. Pljuštali su udarci po mirnoj kripti i uskoro je Sunce ponovno obasjalo gorgonu. Prazne očne du plje na gorgoninoj lubanji okrenute nebu, da su mogle vidjeti, ugledale bi lice Petera Warda. Peter je bio u lovu na najveće istrebljenje u povijesti našega planeta, istrebljenja većeg od dinosaurskog i od onog u ledeno doba. On je koračao unatrag u vremenu da bi shvatio slijedeću veliku katastrofu koja može još biti spremljena za planet Zemlju.

Naši podaci i modeli pokazuju da kao što su jednom svjet­ ski kontinenti oblikovali superkontinent kojeg nazivamo Gondvana, prije četvrt milijarde godina, oni se isto tako mogu spojiti zajedno, tvoreći nasljednika Gondvane četvrt milijarde godina u budućnosti. I tako to može ponovno izazvati masov­ no istrebljenje koje će ubiti većinu života na planetu.

katapultirani naprijed u vremenu do tog ujedinjenog kopna. Našli bismo svijet toliko čudan kao onaj ledenjaka u ledeno doba. Naše prvo opažanje je da zrak smrdi, poput močvarnog plina, a da je vlaga blizu 100%. Temperatura je dobrano preko 38 °C. Nalazimo se na rubu mora, gdje izvor tog mirisa postaje očigledan: možemo vidjeti da je talog goto­ vo crn, propuštajući mjehure metana. Nema priobalnog života, nema puževa ni školjaka. More se čini mrtvim. Tada opažamo čudne grudice razbacane po dnu, vadimo jednu da je pogleda­ mo, a ona otpušta mjehur smrdljivog plina. Ona je kamenita, slojevita i pokrivena želatinoznim slojem. To je naš stari prija­ telj stromatolit, oblik slojevite bakterijske prostirke koja je bila tako uobičajena prije životinja, i koja se ponovno pojavila tije­ kom vremena masovnog istrebljenja u dalekoj prošlosti. Ona je opet ovdje, u našoj dalekoj budućnosti, zato jer su nestala stvorenja koja su je nekoć jela. ZAMISLIMO DA SMO

To smrdi. Gledamo na more. Nema riba koje skaču. Nema morskih ptica koje rone. Nema ničega. Mrtvo more za sve osim za stro­ matolite. Okrećemo se. Kopno je bogatije životom od mora, s biljkama i insektima u izobilju, ali ako detaljno pogledamo čini se na neki način osiromašeno. Iako smo na vrlo toplom mjestu, na mjestu koje bi u našem današnjem svijetu bilo napučeno biološkom ra­ znolikošću, uskoro opažamo da vegetaciju čini vrlo malo vrsta koje se ponavljaju u beskraj. To je kao kad bi jednostavnost ar­ ktičkog ekosistema, sačinjenog od nekoliko vrsta, bila prenesena

u trope. Gledamo prema Suncu. Čini se sjajnijim. Je li to naš pri­ vid? Ono je zasigurno dovoljno vruće. Ovo mjesto je poput naj­ goreg na Srednjem zapadu jednog vrućeg ljetnog dana, ali kako klima Srednjeg zapada može vladati ovdje, na morskoj obali? Je li to svršetak svijeta? Ne. Je li to umirući svijet? Zasigurno da. Peter osjeća kao da je bio ovdje već prije, budući da se čini da je taj svijet dvojnik 250 milijuna godina starog permskog svijeta, gdje su vladale gorgone i gdje je preživljavao cynodont. Što je uzrokovalo to najveće istrebljenje? To je jedna od naj­ većih zagonetki znanosti. Je li uzrok udar asteroida ili kometa? Iako neki zemaljski znanstvenici tako misle, ne postoji nedvo­ smislen dokaz da je to slučaj. Prevladavajuće mišljenje je da je planet Zemlja učinio to sam sebi spojivši svoje kontinente, a naši matematički modeli kontinentalnih pomaka predviđaju povratak tim uvjetima. Možda će slijedeći takav događaj do­ krajčiti sav životinjski svijet, umjesto da to gotovo učini. Sto može uzrokovati tu nevolju? Možda sama plodnost tog bizar­ nog futurističkog svijeta može biti uzrok. U prošlosti je bilo razdoblja kada je nagomilavanje bogatih organskih sedimena­ ta izazivalo kratkotrajne biološke krize. Jedna takva kriza može se dogoditi našem planetu 250 milijuna godina u budućnosti. Hoće li to ubiti sav život? Neizvjesno je. Hoće li to promijeniti smjer evolucije? Ako je prošlost ikakav vodič, to je moguće. Ključ za naše pretkazivanje je budući razmještaj kontinena­ ta. Kontinentalno pomicanje djeluje jednako i na Euroaziju i na Sjevernu Ameriku tako da napuštaju visoke geografske širi­ ne, a isto tako na Antarktiku da napušta ekstremne južne širi­ ne i konačno završi s tiranijom leda. Imamo dobru predodžbu kako, pa čak i kada će se to dogoditi, temeljenu na simulacijama pomicanja ploča snažnim novim računalima. Pomicanje ploča tijekom proteklih 600 milijuna godina uglavnom je po­ znato, a pozicija kontinenata tijekom posljednjih 200 milijuna godina jako je dobro poznata. Kad su se složenije životinje prvi put pojavile za vrijeme kambrijske eksplozije, kontinenti su bili naširoko rasprostranjeni uzduž ekvatora. Tijekom slijede-

ćih 200 milijuna godina veliki pomaci i sudaranje kontinenata rezultirali su stvaranjem sve većih kopnenih tijela kao i većih planinskih lanaca. Ali prije nekih 300 milijuna godina većina kontinenata bila je spojena u jedinstveni blok, superkontinent kojeg nazivamo Pangea, a 50 milijuna godina kasnije obliko­ vao se velik južni kontinent zvan Gondvana. Potom se i on raspuknuo, konačno poprimajući oblik kakav je na današnjim zemljovidima. Sjeverna Amerika odcijepila se od Europe, a Južna Amerika od Afrike, stvarajući Atlantski ocean. Tijekom prošlih 120 milijuna godina južni kontinenti su se također raspuknuli, Afrika, Antarktika, Indija i Australija su se gibali u različitim smjerovima do nama danas poznatih mjesta. Pomicanje kontinenata se nastavlja. Atlantski se ocean širi svake godine otprilike brzinom rasta vaših noktiju, a Tihi oce­ an steže za isti iznos. Konvektivna područja u plastu nastav­ ljaju ključati, tektonika ploča nastavlja djelovati, a kontinenti nastavljaju plutati uokolo. Kao što smatra znanstvenik Chris Scotese, koji je u projek­ tu Paleomape kartirao pomake u prošlosti, taj trend će završi­ ti nakon više milijuna godina, a potom će se obrnuti. "Dvije stotine i pedeset milijuna godina u budućnosti Atlantski i In­ dijski ocean bit će zatvoreni. Sjeverna Amerika sudarit će se s Afrikom, ali mnogo južnije nego pri odvajanju. Južna Ameri­ ka omotat će se oko južnog kraja Afrike, s Patagonijom u kon­ taktu s Indonezijom, zatvarajući ostatak Indijskog oceana. An­ tarktika je ponovno na Južnom polu, a Tihi ocean se proširio, opasujući pola Zemlje". Prošli položaji kontinenata određene su korištenjem tehni­ ke poznate kao mjerenje paleomagnetizma. Stare stijene, kada su se skrutnjivale, zamrznule su u svom sastavu informaciju o svojoj geografskoj širini na kojoj su nastale, sačuvavši tako po­ datak o Zemljinom magnetskom polju. Proučavajući tisuće tih podataka stvorena je krajnje detaljna karta prošlih kontinen­ talnih konfiguracija. Budući položaji kontinenata izvedeni su iz tih podataka i promatranjem sadašnjih gibanja i položaja.

Buduće gibanje kontinenata imat će izvanredan utjecaj na buduću klimu i na sudbinu budućeg života, i na samu prirodu čitavog Zemljina sustava. Za 50 milijuna godina Sredozemno more će nestati, a njegov prostor bit će zauzet ogromnim pla­ ninskim lancem koji će se protezati od onog što je sada Europa pa do Perzijskog zaljeva. Australija će se pomaknuti na sjever, spojivši se s Papuom Novom Gvinejom i Indonezijom, dok će Baja California kliznuti prema sjeveru uzduž pacifičke obale Sjeverne Amerike. Ali još značajnije od tih novih kontinental­ nih položaja bit će formiranje novih zona subdukcije, područ­ ja gdje Zemljina kora zaranja ispod kontinenata. Danas znamo da se nova subdukcija pojavljuje u središtu Indijskog oceana i u Atlantskom oceanu kod Portorika. Te pojave ukazuju da će se nove zone subdukcije naći kako na istoku Sjeverne tako i Južne Amerike. Kad se to dogodi, ponovno će započeti uzdi­ zanje planina u području Appalachiana te uzduž istočne obal­ ne linije Južne Amerike. Ta područja postat će dom golemih aktivnih vulkana i uzdižućih planinskih lanaca. Neće se samo promijeniti položaj planina. Kako se Antar­ ktika pomiče prema sjeveru, njezin se prostrani ledeni pokrov tali, a povišena temperatura tali i Grenland na isti način. Ra­ zina oceana će porasti približno stotinu metara od današnjeg stanja, a zatim i više kako će rasti novi vulkanski grebeni usred oceana, razmičući vodu, gurajući oceane dalje na niske površi­ ne kopna. Porječje Amazone, ravnice obale Meksičkog zaljeva u Sjevernoj Americi i zapadni dijelovi centralne Afrike bit će svi poplavljeni. Antarktika će biti rascijepljena na dva dijela. Sve obalne ravnice će biti poplavljene, sve sadašnje delte bit će izgubljene. Premda to nije kraj svijeta, taj porast mora bit će kraj geografije kakvom je poznajemo. Poplavljivanje rubova kontinenata morem uzrokovat će ra­ dikalne promjene klime. Velika je vjerojatnost da će Zemlja ponovno doživjeti vrstu klime kakva je bila tijekom mezozojske ere, posebno u doba krede, prije oko 120 milijuna do 65 milijuna godina. U to doba, pri kraju ere dinosaura, planet je

bio vlažan vrt visoke temperature, s malim varijacijama tem­ perature od ekvatora do u blizinu polova. U takvom svijetu, raspored morskih struja bio bi bitno drukčiji. Oceani, kao što je to bilo tijekom dugih razdoblja paleozojske i mezozojske ere, vratili bi se stanje nemiješanja. To znači da bi bili odvoje­ ni i do izvjesnog stupnja nepokretni. Kad se to dogodi, kružni tok ugljika, jedan od sustava kojeg smo istakli da je ključan za nastanjivost i koji je analogan organskim sustavima pojedinog živog bića, bitno bi se izmijenio. Te promjene mogu također utjecati na sustav cirkulacije stijena, stvarajući uvjete koji nisu slični nikojim sada postojećim na Zemlji, uključujući i moguć­ nost "vulkanske poplave" pri kojoj se goleme količine magme izlijevaju po površini tla. Ta epizoda je u prošlosti jako poveza­ na s velikim globalnim masovnim istrebljenjima vrsta. Promjena klime će u toj dalekoj budućnosti prvo zahvatiti način cirkulacije u oceanima. Kao što je to recikliranje stije­ na, spomenuto u jednom ranijem poglavlju, tako je i ocean­ ska cirkulacija analogna krvotoku životinje. U organizmu je cirkulacija namijenjena donosu kisika i hranjivih tvari svim dijelovima tijela. U oceanima, ona raspodjeljuje toplinu. Oce­ anske struje prenose energiju iz toplih ekvatorijalnih područja prema hladnim polarnim. Tada tonu u dubinu i prenose hlad­ nu polarnu vodu prema ekvatoru. Ta cirkulacija je vitalna za održanje umjerene klime većeg dijela našeg planeta. Ona isto tako donosi kisik s površine u dubine mora. To je razlog da oceanska voda ima približno istu količinu kisika u dubini i u blizini zraka. U prošlosti , kada su temperature bile više, su­ stav oceanskih strujanja bio je slabiji ili nije ni postojao. Kroz ogromno vremensko razdoblje dno oceana imalo je manje ki­ sika od površine. Kao posljedica toga, velika su područja oce­ anskoga dna postala nalik na dno današnjeg Crnog mora, bez kisika kojeg bi ribe i drugi morski organizmi mogli udisati. Topla klima krede stvorila je takve uvjete. Obilje je fosila i geokemijskih dokaza da su tijekom vladavine dinosaura toplovodne morske životinje i biljke postojale samo oko polova. Svjetska

topla mora sprječavala su potonuće hladile vode sve do visokih geografskih širina pa tako dubine nikad nisu bile nadopunjene kisikom. Kako je razina mora rasla, duboka se voda bez kisika razlijevala po rubovima kontinenata, stvarajući ljepljivu, smrd­ ljivu masu koja je postala odlagalište crnog mulja. Štoviše, isklju­ čenjem normalne cirkulacije oceana, koje uključuje uronjavanje površinske vode i izranjanje dubinske, dubine oceana mogle su proizvesti velike količine ugljikova dioksida i ugljika u odsutno­ sti kisika. Taj je materijal mogao postati podvodna tempirana bomba, ili točnije, podvodno kemijsko oružje protiv biosfere u slučaju da se oslobodi velikom brzinom. Evo analogije iz sadašnjosti toj stagnaciji u budućnosti: Crno more. Ono je prema dnu bez kisika, jer velike rijeke, Du­ nav, Dnjepar i Don donose toliko mnogo svježe vode u njega da je površinska voda prelagana da potone: ona nema dovolj­ no soli. To je u cijelom svijetu najstabilniji anoksični bazen. Vodu Crnog mora na dubinama većim od sto metara obilježa­ va odsutnost kisika i povećana koncentracija vodikova sulfida i metana. Kad bi svjetski oceani kao cjelina izgubili vertikalnu cirkulaciju kako ju je izgubilo Crno more, više od 90% morske vode na Zemlji bilo bi bez kisika, kao u mezozojskoj eri. A to je stanje koje predviđamo da će zadesiti oceane za 250 mili­ juna godina, kada pomicanje kontinenata promijeni i klimu i geografiju u stanje neodoljivo slično onom mezozojske ere. Ne možemo predvidjeti povratak dinosaura, ali možemo povratak svjetskog oceana bez kisika, oceana koji djeluje potpuno stra­ no u odnosu na naš svijet. Taj ocean ne bi bio samo beživotan u usporedbi s našim, nego bi nagomilani staklenički plinovi u njegovim dubinama mogli odjednom provaliti, izazivajući na­ glo globalno zagrijavanje.

koji se spajaju u superkontinent i potom ponovno razdvajaju naziva se Wilsonov ciklus u čast jednog od prvih otkrivača tektonike ploča, J. Tuzo Wilsona. SLIKA MANJIH KONTINENATA

Cijeli ciklus izgleda da traje oko 500 milijuna godina, i nema razloga vjerovati da će u budućnosti gibanje ploča promijeniti taj trend. No za oko 100 milijuna godina kontinenti će posti­ ći maksimalno udaljavanje i počet će se skupljati. Za 150 mi­ lijuna godina Atlantik će postati mnogo manji, a Tihi ocean će narasti kako će svi kontinenti krenuti prema međusobnom spajanju. Za 250 milijuna godina Europa, Afrika, Sjeverna i Južna Amerika te Azija spojit će se u jedinstven kontinent, dok će Antarktika i Australija ostati odvojene. Zbog postoja­ nja zona subdukcije, koje će praktički okruživati taj superkontinent, planinski zid će zagraditi veliki dio kopnene površine, ograđujući njegovu unutrašnjost. Kao što je Velika zavala na zapadu SAD-a ograđena Stjenjakom s istoka i Sierama sa zapa­ da, tako će čitav novi superkontinent biti okružen planinama. To neće samo promijeniti kartu svijeta. To može radikalno promijeniti prirodu života na Zemlji, budući da će unutraš­ njost tog novog superkontinenta imati mnogo oštriju klimu nego današnji kontinenti, kojima klimu ublažavaju oceani. Bit će klima s ekstremnim vrućinama i hladnoćama te velikim sušama, izazvanim blokiranjem morskog utjecaja planinskim prstenom, što može značiti bilo veliko istrebljenje života ili, manje vjerojatno, potpuno istrebljenje životinja i biljaka na planetu. To predviđamo znajući što se bilo dogodilo svijetu cynodonta i gorgone. Dogodilo se pet glavnih masovnih istrebljenja u prošlih 500 milijuna godina Zemljine povijesti, kada je svako od njih eliminiralo više od polovice svih životinjskih vr­ sta na planetu, sve do najvećeg, permskog istrebljenja, koje se dogodilo za posljednjeg velikog skupljanja kontinenata, blizu kraja paleozojske ere. Neki znanstvenici procjenjuju da je tada iščezlo više od 90 % svih vrsta. Uzrok permskog istrebljenja dugo je bio predmet raspra­ ve, no postoji teorija da je stvaranje superkontinenta Pangeje uzrokovalo naglu promjenu klime. S većom kontinentalnom unutrašnjosti povećali su se i klimatski ekstremi. Simulacije

Prije 255 milijuna godina većina svjetske kopnene mase bila je okupljena u jedan jedini veliki kontinent. Nakon što su zatim raspršili po globusu kakvog danas poznajemo, kontinenti će se ponovno stopiti za oko 250 milijuna go­ dina. Crtež je prenesen iz Chris Scotese's Paleomap Project.

klime permskog perioda pokazuju da je unutrašnjost konti­ nenta imala ljetne temperature iznad 38 °C, a zimske tempe­ rature ispod točke smrzavanja. Takvi ekstremi imaju značajan utjecaj na ograničenje biološke raznolikosti, kao što svatko može opaziti posjetivši američku Veliku zavalu. No jesu li ti klimatski ekstremi dovoljni da ubiju devet od deset vrsta? Ve­ ćina znanstvenika danas smatra da se nekoliko uzroka spojilo u stvaranju tog najvećeg istrebljenja. Možda je pao neki komet ili asteroid, ali permsko istrebljenje proteže se kroz dulje vrije­ me od onog koje je ubilo dinosaure, tako da se čini da to nije jedini uzrok. Znanstvenici znaju da je tada bio ogroman broj erupcija vulkanskog bazalta, koji je otpuštao goleme količine sumpornih i klornih plinova u atmosferu. Također je mogao ugljični dioksid i metan, pohranjen u dubinama stagnirajućeg oceana, iznenada izbiti na površinu. Ti su bilo mogli ili direk­ tno otrovali životinje ili su se dogodile eksplozije metana ili je potaknuto ponovno globalno zagrijavanje. Postoji suvremeni primjer što se moglo dogoditi. Godine 1986. ogroman oblak vodene pare i koncentriranog ugljikova dioksida suknuo je iz jezera Nyos, koje ispunjava staro vulkansko grotlo u afričkoj ekvatorijalnoj državi Kamerunu. Bijela magla počela je teći iz jezera praćena eksplozivnim plameno­ vima koji su se javljali u valovima pedeset metara visokim. Ta gusta magla spuštala se dvadesetak kilometara prije nego što se razišla. Najmanje 1700 ljudi umrlo je od hiperkapnije, otro­ vanja udisanjem ugljikova dioksida. Isto se dogodilo svim psi­ ma, pticama, svinjama i kravama u selima u blizini jezera. Za­ mislite jednu takvu erupciju globalne veličine! Geolog Gregory Ryskin sa Sjeverozapadnog sveučilišta smatra da se dogodilo upravo to, a njegov prikaz je još kata­ strofičniji. Stagnirajući ocean može zadržati i izbaciti metan s eksplozivnom snagom dvadeset tisuća puta većom od ukupne svjetske količine nuklearnog oružja, prema njegovim prora­ čunima, a mješavina zraka i metana može se rasprostrti preko planeta i zapaliti u obliku vatrene oluje. To bi prvo spalilo svu

vegetaciju i potom stvorilo tako gust oblak dima koji bi sprije­ čio prolazak Sunčevih zraka i smrznulo sve jadne preživjele. A potom "kada se pepeo i prašina slegnu, ugljikov dioksid zajed­ no s preostalim metanom stvorit će efekt staklenika koji može dovesti do globalnog zagrijavanja. .. " Što god bio pravi uzrok, razvoj budućeg superkontinenta imat će zastoj. Hoće li se to buduće masovno istrjebljenje do­ goditi s dovoljnom žestinom da uništi značajnu količinu živo­ ta na Zemlji? To ne možemo sa sigurnošću pretkazati. Ipak, kompjutorski modeli ukazuju da će kroz 250 milijuna godina razina plodnosti u globalu biti mnogo niža nego danas. Treba nam pola milijarde godina za put od jednog do drugog permskog istrebljenja. Ipak čak i taj budući svijet djeluje blisko. Ako pogledamo dalje u budućnost, još mnogo neobičnija sudbina čeka naš planet: kraj gotovo sveg bilja na Zemlji.

6 K R A J B I L J N O G ŽIVOTA

mjesta do sada spomenuli da će Sunce po­ stajati toplije: da je njegov sjaj već 30 % veći sada nego kad se Zemlja oblikovala. Ako vas ta činjenica uznemiruje, vaši su in­ stinkti ispravni: naš sunčani drug stvarat će sve veće proble­ me za život u budućnosti. Ako se čudite zašto nuklearna peć s određenom količinom goriva postaje sve toplija tijekom gore­ nja, umjesto hladnija poput logorske vatre na koju se ne doda­ je drvo, tada postavljate dobro zdravorazumsko pitanje. Odgovor leži u fizici Sunca i moramo najprije to objasni­ ti budući da je bitno za ono što će se zbiti. Paradoksalno, čim više vodika Sunce pretvori u helij otpuštajući energiju proce­ som fuzije, postaje sve toplije da bi na koncu doživjelo vatrenu ekspanziju. U osnovi, Sunce je jednostavno: ono je samo velika kugla vodikovog plina s nuklearnim reaktorom u središtu. Ono je zvijezda slična drugima na nebu, iako očito od veće važnosti za nas otkada je obilazimo. Sunčeva gravitacija drži nas na sta­ zi, njegova toplina čuva nas od smrzavanja, a njegova svjetlost omogućava fotosintezu, kojom biljke uz pomoć danje svjetlosti stvaraju hranjive šećere, što je osnovni temelj našeg prehramNA NEKOLIKO SMO

benog lanca. Sunce isijava 60 milijuna vata snage sa svakog če­ tvornog metra svoje površine, a čak na Zemljinoj udaljenosti (150 milijuna kilometara), svjetlost podnevnog ljetnog Sunca donosi oko 1000 vata snage na svaki četvorni metar našeg pla­ neta. Sunce je toliko sjajno da je dnevna svjetlost milijun puta veća od noćne. Iako je ta produkcija energije uistinu impresivna, zvijezdu poput Sunca je zapravo vrlo jednostavno načiniti. To zahtijeva samo najosnovniji materijal i nikakve posebne upute. Zapravo, naša Galaktika stvara na tucete novih zvijezda svake godine. Recept kako napraviti Sunce je sljedeći: 1. Uzmite dovoljno veliku količinu vodikovog plina 2. Pustite ga da se sam sažme vlastitom gravitacijom i evo vam zvijezde Trik je u tome da imate dovoljnu masu, a to je Sunčeva je­ dina prava tajna za uspjeh. Da biste napravili Sunce, potrebno vam je oko milijun puta toliko mase, ili materijala, koliko čini našu Zemlju. Kada se kugla tako velike mase vodika (uz manju količinu helija i tragova ostalih elemenata, što nije važno) ste­ že pod vlastitom gravitacijom, njezina unutrašnjost zagrijava se do temperature milijuna stupnjeva i njezini vodikovi atomi počinju se spajati u helij, a ta reakcija otpušta toplinsku energi­ ju. Na kraju gravitacijskog kolapsa, koji znači njegovo rođenje, Sunce postiže stabilnu konfiguraciju u kojoj je težina njegovih gornjih slojeva u ravnoteži s tlakom njegove vruće unutrašnjo­ sti. Da biste to shvatili, zamislite da je jezgra Sunca zatvorena unutar balona. Tlak unutar balona treba biti upravo dovoljan da izdrži težinu vanjske materije i tako se balon niti širi niti skuplja. Značajno je da se kod zvijezda poput Sunca stabilna rav­ noteža može održati milijardama godina. Ogromna količina topline koja se gubi u prostor stalno se nadomješta energijom stvorenom u zvijezdinoj unutrašnjosti. Izvor te energije je ter-

monuklearna fuzija, ili spajanje vodika u helij. Helij, kao pro­ izvod te fuzije, je nešto malo manje mase od vodikovog mate­ rijala od kojeg je nastao, a nedostajuća masa je pretvorena u energiju prema formuli E = mc2. To pretvaranje mase u ener­ giju je strojarnica koja upravlja Suncem. Premda se 4 milijuna tona mase totalno pretvara u energiju svake sekunde u centru Sunca, naša zvijezda je tako golema da može stvarati svoju energiju 10 milijardi godina prije nego što istroši sveukupno vodikovo gorivo. Energija Sunca stvara se u njegovoj jezgri, gdje je gustoća materije sto puta veća od vode, a temperatura iznosi 15 mili­ juna stupnjeva. Prvi bitan korak u nizu reakcija koje dovode do helija je spajanje dva protona normalnog vodika da stvo­ re deuterij, teški izotop vodika sastavljen od jednog protona i jednog neutrona. Jednostavan proces spajanja je izvanredan: ne stoga što je buran i nagao, kao u hidrogenskoj bombi, nego stoga što je tako spor. U uvjetima koji postoje u središtu Sun­ ca, pojedini protoni sudarit će se s drugim protonima više od bilijun puta svake sekunde. Čak i kad se dva protona sudare, zbog jednakog (pozitivnog) električnog naboja, oni se u pra­ vilu uvijek odbiju jedan od drugoga. Da bi se stvorio deuterij, protoni se moraju dovoljno snažno sudariti da se spoje, a što je plin topliji, protoni se žešće sudaraju. No čak je i na 15 miliju­ na stupnjeva vjerojatnost spajanja jedva veća od nule. Za pro­ sječni proton potrebno je 10 milijardi godina da bi imao svega 50% vjerojatnosti da mu uspije stapanje s drugim protonom, i to nakon bilijun bezuspješnih sudara svake sekunde kroz 10 milijardi godina! Taj toliko spori proces (gotovo nevjerojatne) fuzije temeljni je razlog zašto Sunce toliko dugo traje i zbog kojeg je život na Zemlji imao vremena za razvoj. S gledišta potrošača na Zemlji, Sunce je basnoslovan izvor beskrajne energije: predvidiv, po­ uzdan i besplatan. No s gledišta inženjera energetike. Sunce je žaljenja vrijedna neučinkovita energana. Svakih pola milijuna tona Sunčeve mase doprinosi samo s jednim kilovatom sna-

ge, jedva dovoljno za sušilo za kosu. A četiri prosječna čovje­ ka (ukupno tristotinjak kilograma) isijavaju oko jedan kilovat snage u obliku topline samo iz kemijske energije hrane koju pojedu za doručak, ručak i večeru. U usporedbi s tim, Sunce je slaba energana, ali to je njegova najvažnija osobina. Sa svojom velikom masom ono može isijavati ogromne količine energi­ je tijekom milijarda godina. I opet, tajna Sunčeva postanka, isijavanja i dugotrajnosti je jednostavno u njegovoj ogromnoj masi. Nije samo složenost prirode što fascinira nego i njezina temeljna jednostavnost. U osnovi, svemir se razvija na temelju gravitacijskih spajanja njegovih najjednostavnijih atoma vodi­ ka. Odatle dolazi energija i na kraju složeniji elementi potrebni da se izgrade planeti i mi. Šalimo se hoće li Sunce izaći u jutro, ali kako je ono uisti­ nu stabilno? To možemo procijeniti promatrajući slične zvi­ jezde. Zvijezde koje imaju sličnu masu i starost, također imaju isti sjaj kao Sunce. To znači da ako sjaj tih suncolikih zvijezda mnogo ne odstupa, one imaju istu starost. Ali stanje se mijenja tijekom vremena. Vrlo polako, naše Sunce postaje sjajnije. Paradoksalno, no Sunce postaje sjajnije stoga što se broj atoma vodika, njegovog goriva, u njegovom središnjem po­ dručju smanjuje. Kako to može biti? Zamislimo ponovno ima­ ginarni balon koji obavija jezgru Sunca. Tlak u unutrašnjosti treba izdržati točno težinu okolne mase. Znamo da se veliči­ na Sunca ne mijenja kroz dugi period vremena, a time tlak u njegovom središtu mora ostajati uglavnom stalan. Tlak nastaje međusobnim sudaranjem velikog broja čestica. Kako pojedini atom udara o površinu imaginarnog balona, on dodaje malu silu usmjerenu prema van, a totalni tlak je ukupni učinak svih čestica u balonu. Prema jednadžbi koja vrijedi za plinove, tlak u balonu konstantnog volumena zavisi samo o dvije stvari, o broju čestica u balonu i temperaturi plina. Čim je plin topli­ ji, čestice se brže gibaju. Budući da se broj čestica stalno sma­ njuje, kako Sunce spaljuje svoje gorivo - kad bi se sav vodik pretvorio u helij, Sunce bi imalo samo jednu četvrtinu svojih

atoma s kojima je startalo - njegova temperatura mora stalno rasti da bi tlak ostao konstantan. (Jedan atom helija nastaje od četiri atoma vodika). Kako temperatura raste, vodik se giba sve većom brzinom, sudari su snažniji, više se protona spaja, i stvaranje helija se ubrzava. Isto se zbiva s ukupnom količinom oslobođene ener­ gije. Iako to izgleda ludo, da bi izbjeglo urušavanje, fizički za­ kon koji vrijedi za plinove zahtijeva da Sunce mora biti sve toplije što više vodika spali. To polagano povećavanje količine oslobođene energije događa se kroz punih 10 milijardi godi­ na Sunčeva života. Na kraju će Sunce potrošiti većinu vodika u svom središtu, a preostala vodikova ljuska oko jezgre, tada već prebogate helijem, napuhnut će se sve dok Sunce ne posta­ ne crveni div i njegov sjaj se poveća tisućama puta. Ta sudbina nastupa kasnije u našoj priči, ali Sunce je već povećalo svoj sjaj za oko 30% u prošlih 4 milijarde godina. Znamo iz cijele njezine povijesti da je Zemlja imala dobru sreću da bude unutar umjerene zone Sunčeva sustava, gdje je moguće postojanje tekuće vode na njezinoj površini. Ta nastanjiva zona proteže se do granice upravo unutar Zemljine sadašnje staze, oko 15 milijuna kilometara u smjeru Sunca pa do vanjske granice blizu staze Marsa ili možda nešto iza. Kako Sunce pojačava sjaj, nastanjiva zona pomiče se prema van, efektivno prelazeći Zemljinu stazu za oko 500 milijuna do jed­ ne milijarde godina. Posljedice toga bit će kratko objašnjene. Zašto se Zemlja nije smrznula ranije u svojoj povijesti kad je Sunce bilo slabije? Zato jer je atmosfera imala veću koncentraci­ ju stakleničkih plinova poput ugljikova dioksida, pa je zadržava­ la uz sebe relativno slabu toplinu. Zašto se naš planet ne pretva­ ra u peć poput Venere, danas, kad je Sunce već postalo sjajnije? Zbog kasnijeg oštrog pada ugljikova dioksida, čija je regulacija objašnjena u ranijim poglavljima. Zemlja se ponaša tako da odr­ ži upravo dovoljnu temperaturu koja podržava život. To postiže uskladištenjem velikih količina ugljikova dioksida u spremišti­ ma kao što su šume, plodno tlo, oceani i stijene.

Starost Sunca (milijarda godina) Tijekom prvih 10 milijarda godina sjaj Sunca polako raste. Proces je postupan, no on je glavni razlog dramatičnom mijenjaju biološke sposobnosti Zemlje tijekom vremena. Relativno kratko doba u kojem uvjeti okoliša i evolucija omogućuju postojanje biljaka i životinja stiješnjeno je između dva dugotrajna doba u kojima Zemlju nastanjuju samo mikrobi, nevidljivi golom oku.

Ali ta igra ne može trajati beskonačno. Ugljikov dioksid da­ nas je već samo plin u tragovima u našoj atmosferi. Ako ga naš planet nastavi prirodno pohranjivati da bi regulirao svoju tem­ peraturu, prvenstveno trošenjem silikata, izgubit će ugljikov dioksid koji je potreban da podrži fotosintezu biljaka, ener­ getsku bazu gotovo sveg života i prvenstveni izvor slobodnog kisika za disanje. Tijekom milijarda godina naš planet je odr­ žavao brižljivu biološku ravnotežu. Oko 500 do 700 milijuna godina u budućnosti, svijet će uvenuti.

dogoditi, predmet je značajnih znan­ stvenih studija i rasprava. Započele su s Jamesom Loveloc-

KADA ĆE SE TO TOČNO

kom, utemeljiteljem hipoteze da je naš planet Gea doslovno živ. Kad će on umrijeti? U jednom ranom radu objavljenom u znanstvenom časopisu Nature 1970-ih on je s koautorom Mikeom Whitfieldom postavio to pitanje. Oni su predznanstveno ukazali da je prevelika količina ugljikova dioksida štetna, jer može izazvati neželjeno globalno zagrijavanje, a premala jed­ nako štetna, jer je on potreban za rast bilja. Bez biljaka, život bi na Zemlji uistinu nestao. U vrijeme objave rada, sustav karbonatno-silikatne povrat­ ne veze bio je samo predložen kao novost i bio je još slabo po­ znat i nedovoljno prihvaćen. Ipak je njima dvojici bilo jasno da će u budućnosti, kada Sunce postane sjajnije i kada povećan Sunčev sjaj zagrije Zemlju, trošenje silikatnih stijena biti zna­ čajnije, jer više temperature izazivaju više vjetra, kiše i erozije. To će pak uzrokovati smanjenje atmosferskog CO 2 . Značajno je u njihovu radu shvaćanje da mora doći vrijeme u buduć­ nosti kada će razina CO2 pasti ispod koncentracije potrebne za fotosintezu biljaka. Mnoge biljke traže da zrak ima najma­ nje 150 dijelova CO2 na svaki milijun dijelova zraka. Današnja razina CO2 je oko 350 dijelova na milijun (ppm) i brzo raste zbog ljudskog djelovanja. Koristeći računalni model, njih dvo­ jica su procijenili da će se kraj biljnog života kakvog pozna­ jemo dogoditi za oko 100 milijuna godina, jer će razina CO2 pasti ispod 150 ppm. Iako to izgleda vrlo daleko, 100 milijuna godina je zapravo vrlo kratko vrijeme za planet koji postoji već najmanje 3, 5 milijarde godina, a mikroskopsko bilje neke vr­ ste već više od 2 milijarde godina. To bi značilo da je razdoblje bilja već 95% proteklo! Taj rezultat je uistinu šokirajući. Nakon te prve publikacije pojavila se ideja kod mnogih vrhunskih znanstvenika o korištenju preciznijih modela za prognoziranje budućih događaja na Zemlji, jedna takva sku­ pina pod vodstvom Kena Caldeire i Jamesa Kastinga s Penn State Sveučilišta, povećala je točnost prvog modela te u radu iz 1992. u časopisu Nature objavila mnogo sigurnije podatke o budućnosti, popravivši model Lovelocka i Whitfielda.

Ukazali su da pretpostavka kako biljni svijet treba minimal­ no 150 ppm atmosferskog CO2 nije potpuno točna. Iako je to slučaj za veliku većinu biljnih vrsta na Zemlji danas, postoji druga velika skupina biljaka, uključujući mnoštvo travnatih vrsta uobičajenih u srednjim geografskim širinama planeta, koje koriste sasvim drugačiji oblik fotosinteze koja može biti djelotvorna i na koncentracijama CO2 od samo 10 ppm. Te biljke bi mogle potrajati mnogo dulje od svojih rođaka navi­ knutih na veće količine ugljikova dioksida, i mogle bi značajno protegnuti razdoblje života biosfere. Uključivši nove proračune i vrijednosti, Caldeira i Kasting zaključili su također da kritična vrijednost od 150 ppm CO2 neće nastupiti za 100 milijuna godina kao što su predviđali Lo­ velock i Whitfield nego kroz pet puta toliko vremena dakle za 500 milijuna godina. Neke biljke, koje koriste bitno niže razine CO2 mogle bi postojati još milijardu godina. Dakle sve u sve­ mu ružičastija slika, ili ipak svijet u kojem ruže mogu postojati još 500 milijuna godina. Ali Caldeira i Kasting se nisu samo zapitali kada će biljke nestati nego kakva količina života će biti prisutna na Zemlji. Oni su pokušali brojčano izraziti buduću biološku produktiv­ nost, odnosno stopu po kojoj se anorganski ugljik pretvara u biološki ugljik ugrađen u žive stanice i proteine. Tu su njihovi rezultati bili iznenađujući: od danas prema budućnosti pro­ duktivnost će opadati. Iako će život i dalje postojati, njega će biti u sve manjim količinama na planetu, i to ne tek za mili­ jardu godina od danas niti za 100 milijuna godina od danas nego već od danas pa unaprijed! Evo jednog svršetka svijeta, u najmanju ruku kakvog ga mi sada poznajemo: kraj biosfere bogato ispunjene životom u kojoj danas uživamo i uzimamo je kao nešto zdravo za gotovo. Autori su također opominjući napisali da "problem duži­ ne života biosfere ima posljedice ne samo na budućnost našeg planeta nego također na vjerojatnost nalaženja biološki aktiv­ nog planeta u našem galaktičkom susjedstvu... "

Planeti i nemaju toliko mnogo vremena za cvjetanje kao što smo nekoć pretpostavljali. Čak i kad bismo mogli pronaći dru­ gu Zemlju, trebali bismo je otkriti u vrijeme relativno kratkih 10% njezinog postojanja, ili oko 1 milijardu godina, kada obi­ luje biljem i životinjama. Modeli korišteni za predviđanje kraja biosfere nastavljaju se unapređivati, i sve bolje procjene, utemeljene na novim spo­ znajama o tempu razgradnje stijena i tokovima CO2, nastavlja­ ju se objavljivati. Godine 1999. Siegfried Franck je s dvojicom kolega unaprijedio model Caldeire i Kastinga, protegnuvši ga unatrag kao i unaprijed. Njihovi rezultati ukazuju da će foto­ sinteze nestati između 500 i 800 milijuna godina u budućnosti, a da će za oko milijardu godina temperatura na Zemlji naglo porasti do nepodnošljivih vrijednosti. Taj rad po svemu sudeći nije bio posljednja riječ. Drugi članci su se od tada pojavili s malim poboljšanjima, ali postoji slaganje u vremenu, negdje između 500 milijuna i 1 milijarde godina od danas, kada će kopneni život na Zemlji kakvog po­ znajemo nestati zbog zajedničkog djelovanja dvaju čimbenika: nedostatka CO2 i povećanja topline. Uz to, globalna plodnost je već u opadanju, a možda opada već tijekom prošlih 300 mi­ lijuna godina, kako je opadala razina CO2 dok su se biljke bo­ rile da održe nastanjivu temperaturu. Život je igrao pametnu igru da održi Zemlju nastanjivu za samog sebe, ali on je samo kupovao vrijeme po cijenu polaganog smanjenja plodnosti, po­ što je ugljik potreban za izgradnju života bio potrošen. U konač­ noj igri s našim Suncem, koje se sve više zagrijava, mi, živući or­ ganizmi, možemo pobjeđivati samo kroz neko vrijeme.

krećemo naprijed u vremenu, od po­ jave našeg novog superkontinenta, te da snimamo film s po jednom sličicom svakih pola milijuna godina. Kako slike na­ preduju, svjedoci smo planeta pokrivenog biljem daleko u PRETPOSTAVIMO DA SE

budućnost, tako da nam na prvi pogled djeluje vrlo blisko. Tu postoje šume, livade, šikare, pustinje, tajge i mnoge cvatuće skupine tako uobičajene u našem svijetu. Detalji variraju kako se vrste razvijaju, ali u cjelini budućnost izgleda uobičajeno, biljke ustraju, kao što su postojale od prije 400 milijuna godina pa sve do danas. A tada, kako se naš film nastavlja, svijet pokriven biljem postaje nadrealan. Prvo se počinju mijenjati šume, a potom sve ostale cvatuće vrste počinju naglu i radikalnu pretvorbu po sastavu. Većina biljnih vrsta svijeta nestaje, da bi naglo bila zamijenjena novim oblicima. Kišne šume se radikalno mijenjaju, a njihovo mjesto zauzimaju nove šume drukčijeg izgleda. Potpuno su nestale crnogorične vrste da bi bile zamijenjene bambusolikim drvećem i palmama. Travnjaci se šire. Tempo promjene se povećava i sada

Vrijeme (milijarda godina od sada) Biološka produktivnost Zemlje vremenom je rasla, možda je već prešla svoj vr­ hunac i ubuduće će padati, dijelom zbog opadanja količine ugljikova dioksida u atmosferi. Graf prikazuje više predviđanja koja su dobivena iz raznih modela Siegfrieda Francka i suradnika. Više je čimbenika koji mogu odgađati trenutak pada produktivnosti na vrijednost blizu nule, ali to će se sigurno dogoditi kako Sunce postaje sve toplije, a atmosfera ne bude više imala dovoljno ugijikova dioksida za održavanje rasta biljaka.

se na našim slikama izmjenjuju šume, travnjaci i šikare, pojav­ ljujući se i nestajući u brzom slijedu kako se rasprostranjenost pojedinih vrsta povećava i smanjuje zbog klimatskih promjena. Čak i izgled planeta na početku filma bit će nam šokirajući. Bit će to poput pogleda na još vitalnu, ali očito staru osobu: nema sumnje da su vidljivi tragovi vremena. A u slučaju naše Zemlje, zbog dugotrajnog opadanja CO2, temeljne hranjive tvari planeta, do tog je vremena nestalo većine našeg biljnog života. Ne postoji dovoljno hranjive tvari da podrži nivo ži­ vota na koji smo danas navikli. Do tog vremena u budućnosti hranjiva tvar i sustavi cirkulacije, koji održavaju Zemlju kakvu poznajemo, bit će ograničeniji zbog starenja. Sve je to samo uvod, a onda odjednom cijelo područje ogo­ li. To je kao kad bi neki defolijant pao na Zemlju i kad bi tre­ nutni udar bojnog otrova ostavio samo posmeđene, ogoljele brežuljke. Tlo je još kratko vrijeme tu kad nestane većina bi­ lja, a zatim i ono nestaje kako vjetar i erozija skidaju Zemlju do golih stijena. Ima tu dakako kraćih uspona i padova, kada biljke gotovo nestaju i potom se ponovno pojavljuju, već kako se količina CO2 u atmosferi koleba u granicama na kojima po­ jedine biljke mogu provoditi fotosintezu, omogućujući slabaš­ nu rekolonizaciju tla. No na kraju napor kopnene vegetacije da povrati svoju bivšu domovinu postaje sve slabiji i uzaludniji. Konačno se potpuno zaustavlja. Film dolazi do kraja. Kraj filmske vrpce lupka po projekto­ ru, staccato koji naglašava posljednju sliku planeta bez biljaka. Nije to potpuno pusti svijet, no mi jedva još dišemo u zraku siromašnom kisikom. Biljke su se već razvile da izbjegnu taj okrutan kraj, a rezul­ tat se može opaziti na bilo kojem pašnjaku ili travnjaku. Prije 8 do 10 milijuna godina, kada je razina CO2 također opadala, trave su razvile način da uspijevaju s manje CO2 nego njihovi preci. One koriste spoj za fotosintezu koji uključuje 4 atoma ugljika umjesto 3 i po tome se nazivaju C4 biljke, za razliku od C3 biljaka. Iako čine samo 5% biljnih vrsta na svijetu, one vežu

18% svjetskog organskog ugljika, a vuku podrijetlo iz vreme­ na kad je svijet prebačen iz stanja bogate tropske šumovitosti prema hladnijem i travnatijem stanju. Neki znanstvenici doka­ zuju da su te nove trave iznikle pošto su biljke već jednom bile izgladnjivane smanjenim CO2 . Pojava novih fotosintetskih putova je siguran znak da du­ gotrajna redukcija atmosferskog ugljikova dioksida ima dubok odraz na biosferu te da može kroz slijedeće stotine milijuna godina stvoriti bitnu promjenu globalne flore. Iako su vaskularne biljke na Zemlji danas uglavnom C3 dvosupnice, može doći pojačanja prijelaza ka C4 jednosupnicama. To bi značilo postupno nestajanje borova, jela, bjelogorice i tropskih šuma te njihova zamjena prostranim travnjacima, šikarom i kaktusi­ ma. Zauzvrat već postoje jako uspješne travolike vrste koje su se razvile u oblike slične drveću, kao što su palme i bambusi, a njihovi potomci mogu oblikovati šume budućnosti. Postoji također mogućnost, naravno, da biljke nastave ra­ zvijati druge fotosintetske putove u cilju prilagodbe smanjenju koncentracije ugljikova dioksida. U tom slučaju možemo za­ misliti neke vrste biljnog života koji preživljava na minimal­ nim razinama CO2. Na koncu će čak i ti posljednji preživje­ li umrijeti, pošto svi modeli pokazuju da će taj plin nastaviti opadati sve do kritične razine od 10 ppm. Ispod toga fotosin­ teze ne može biti. Čini se ironičnim da će biljke početi izumirati zbog razloga koji nam se ne čini očitim. Svijet neće biti prevruć. Iako će si­ gurno biti topliji negoli danas, neće biti topliji od onog za vri­ jeme perioda krede prije nekih 100 milijuna godina. Sve ostale odlike planeta bit će naizgled normalne. Ipak, biljke će početi izumirati. Neće samo kopnene biljke biti pogođene smanjenjem kon­ centracije ugljikova dioksida. Veće morsko bilje, a možda i plankton, biti će pod sličnim utjecajem. Također će i morske zajednice biti jako zahvaćene promjenama, budući da je baza većine njih fitoplankton, jednostanična biljka koja pluta u mo-

rima. Već će samo nestajanje kopnenih biljaka izazvati drastič­ no smanjenje biomase morskog planktona, čak i bez uzimanja u obzir ugljikova dioksida. Morski fitoplankton djelomično zavisi o truljenju kopnene vegetacije zbog fosfata i nitrata koji dospijeva u oceane riječnim tokovima. Kako se smanjuje broj kopnenog bilja, mora će oskudijevati hranjivim tvarima i koli­ čina planktona drastično će se smanjiti. Temelj prehrambenog lanca će nestati, izvori slobodnog ki­ sika će presahnuti, a to će utjecati na zrak, vodu i brzinu tro­ šenja stijena te eroziju. Nestanak biljaka također će uzrokovati pad globalne plodnosti, mjere količine života na planetu. Ali koliko? Iako je gubitak višestaničnih biljaka strašan, ipak će i dalje postojati život, i to u obilju. Kad kopnene biljke budu izumirale, neki organizmi sposobni za fotosintezu neće. Još će postojati ogromne količine bakterija, kao što su cijanobakterije, ili plavo-zelene alge, koje će nastaviti rast, jer ti otporni jednostanični organizmi mogu živjeti na razinama ugljikova dioksida ispod one koja je potrebna da održi na životu višestanične biljke. Bakterije mogu rasti i popunjavati praznine ostav­ ljene od umirućih biljaka, a postoji i nepoznata, ali vjerojatno golema, biomasa bakterija u tlu, pa čak i u čvrstim stijenama, koja također veže ugljik. Ali svjetska produktivnost života bit će u najmanju ruku prepolovljena, i život na planetu Zemlji postat će mnogo rjeđi. Neće više biti uvelog lišća koje stvara ogromne količine redu­ ciranog ugljika koji nastavlja svoj put u plodno tlo, more i u zapise u sedimentnom stijenju. Neće više započinjati sinteza ugljena i nafte. Neće više biti proljetnog bujanja planktona niti morskih bića koja se njime hrane i bivaju pojedena od strane drugih bića. Kad kopnene biljke nestanu, plodno tlo će erodi­ rati, ostavljajući gole stijene. To će zauzvrat promijeniti hidrološki ciklus. Dogodit će se golem prijenos ugljika između razli­ čitih odlagališta: tla, oceana i sedimentnih slojeva. Nestanak biljaka snažno će utjecati na prirodu površine planeta. Kad nestane korijenje, a površinski slojevi postanu

manje stabilni, i priroda riječnih tokova će se promijeniti. Ve­ like zavojite rijeke datiraju najmanje iz silurskog perioda od prije 400 milijuna godina, kad su kopnene biljke prvi put kolo­ nizirale površinu našeg planeta. Korijenje biljaka održavalo je obale zavojitih rijeka. Bez biljaka, postoje drukčiji oblici rijeka: trakasti tokovi ili bujice, oblici kakvi se mogu naći u pustinja­ ma u obliku ljevkastih naplavina ili na rubovima ledenjaka. To je bila priroda rijeka prije dolaska kopnenih biljaka, i ponovno će biti kad one iščeznu. Izumiranje biljaka također će ubrzati globalno zagrijavanje na dva važna načina. Prvo, kao što je prethodno spomenu­ to, tijekom izumiranja biljaka njihov utjecaj na hranjivo tlo i trošenje stijena će se smanjivati, uzrokujući da udio ugljikova dioksida postupno ponovno raste u atmosferi. Čak i mali do­ datak ugljikova dioksida može imati snažan utjecaj na svijet s jako smanjenom količinom CO2 (desetak ppm); svako udvo­ stručenje količine CO2 izaziva zagrijavanje atmosfere za jedan stupanj. Drugo, još važnije, biljke same hlade Zemlju mijenja­ jući albedo planeta. Površine prekrivene biljkama upijaju sun­ čevo zračenje, dok ga površine pokrivene stijenama odbijaju natrag u atmosferu, gdje ono može izazvati zagrijavanje pla­ neta. Kako biljke nestaju, sve veći i veći dijelovi planeta posta­ ju gole stjenovite površine, pošto uglavnom biljke održavaju hranjivo tlo u mjestu. Hranjivo tlo erodirat će pod utjecajem vjetra i vode u more i konačno nestati kao sediment na dnu dubokih oceana. Kako se globalna temperatura približava, a potom i prela­ zi 40 °C, planet će početi umirati na ekvatoru, a višestanični život migrirat će prema polovima. Kontinenti u prostranim središnjim dijelovima svijeta izgubit će zbog previsoke topline veliku većinu površinskog života. Kišna razdoblja će se promi­ jeniti, velike pustinje će rasti, sve što je zeleno će nestati. Sred­ nje geografske širine će postati novi tropi, a područja visokih širina postat će umjereno topla. Neće biti snijega na planetu osim, možda, na vrhu najviših planina; neće biti ledenih kapa

na polovima. U sterilnim tropima rijeke će mijenjati morfolo­ giju, od meandrirajućih riječnih sustava tako uobičajenih da­ nas na našem planetu, u trakaste riječne sustave. Neće biti manje dramatičan ni gubitak plodnog tla. Kako se plodno tlo ispire ili otplavljuje, ono ostavlja iza sebe golu stijenu. To mijenja i albedo Zemlje. Mnogo više svjetla bit će vraćeno u prostor, što djeluje uravnotežujuće na Zemljinu temperaturu. Radikalno će se promijeniti uvjeti u atmosferi i njezinom provođenju topline. Vjetrovi će svojim puhanjem početi nositi zrna pijeska nastala djelovanjem topline, hladno­ će i tekuće vode na površine golih stijena. Kako će kemijsko trošenje biti smanjeno zbog gubitka plodnog tla, mehaničko trošenje stijenja stvorit će ogromne količine pijeska koji vjetar raznosi. Površina planeta postat će veliki niz polja dina. Iako taj događaj može označavati konačno istrebljenje svog biljnog života na kopnu, možda isto tako i u moru, mnogo je vjerojatnije da će se kroz dugo vremensko razdoblje, možda stotine milijuna godina, razina ugljičnog dioksida zadržavati oko kritične razine koja uzrokuje smrt biljaka. Kad razina pad­ ne ispod kritične vrijednosti od oko 10 ppm, biljke izumiru, čime se smanjuje razgradnja stijena. To omogućava ugljikovu dioksidu da se ponovno nakuplja u atmosferi, i ponovno male količine preživjelog sjemenja ili korijenja počinju nicati te, tije­ kom nekoliko tisućljeća, postoje u malim količinama. Kako se biljni život ponovno počinje rasprostirati po kopnenoj površi­ ni, tempo trošenja stijenja ponovno će porasti, ugljikov diok­ sid ponovno će biti smanjen, a biljke će ponovno izumirati. A što s kisikom? Sve životinje, uključujući nas, trebaju ga. Iako su neki znanstvenici mislili da će gubitak biljaka imati mali utjecaj na postotak atmosferskog kisika, nove studije uka­ zuju na upravo suprotno. Nestankom biljaka prestat će fotosin­ teza koja stvara kisik, ali to neće imati utjecaja na mnogo važ­ nije kisikovo "slijeganje" - oksidaciju mrtve tvari i vulkanskih plinova. Ti plinovi će najbrže smanjivati količine atmosferskog kisika. Najnoviji proračuni Davida Catlinga iz naše astrobio-

loške grupe na Sveučilištu Washington ukazuje da će 15 mili­ juna godina nakon smrti biljaka, u atmosferi biti manje od 1% kisika, u usporedbi s današnjih 21%. Smanjivanje kisika neće samo ugušiti životinje, ono će također smanjiti Zemljin ozon­ ski sloj koji nas štiti od ultraljubičastih zraka sa Sunca. Kakav ćemo drukčiji planet postati! Gledano iz svemira, ze­ leni Zemljini brežuljci izgledat će smeđi i crveni. Mars će do­ biti većeg blizanca. To će biti jedan kraj svijeta - ili u najmanju ruku svijeta kojeg uzimamo zdravo za gotovo, svijeta zelenih biljaka. Ali to su pojave koje se mogu opažati, vanjski oblik tijela. Što je s radom unutrašnjosti, Zemljinog sustava nastanjivosti kojeg smo uobličili na prethodnim stranicama? On se prekida na toj točki života, zakazujući, ubijajući planet. S gu­ bitkom dovoljnih količina C0 2 , planet Zemlja u stvari gladuje do smrti. Ciklus prehrane se zaustavlja. S prekidom toga su­ stava, tijelo će venuti i umrijeti u konačnom vremenu - što je predmet slijedećeg poglavlja.

7 KRAJ ŽIVOTINJA

S GUBITKOM ILI DRASTIČNOM redukcijom biljnog života, živo­ tinjski svijet naći će se u strašnom škripcu, njegovo vrijeme bit će ograničeno. Životinje trebaju kisik za disanje, a taj kisik do­ lazi iz fotosinteze biljaka. Našem planetu nastanjivu atmosferu daju bakterijske plavo-zelene alge, plankton i biljke. Njihovo smanjivanje smanjuje i nastanjivost atmosfere. Prema nekim znanstvenim modelima, posljednje životinje ugušit će se zbog gubitka kisika unutar nekoliko milijuna go­ dina nakon nestanka bilja. No možda će neke biljke preživje­ ti i održati nisku razinu kisika u atmosferi, jedva dovoljnu za postojanje nekih životinja. Kako bi mogao izgledati taj bijed­ ni životinjski svijet ubrzo nakon nestanka bilja, ali uz uvjet da postoji barem nešto kisika da ga održi? To je svijet stijenja, pijeska i urlajućih vjetrova, s paklenskim Suncem na nebu. Nebo više nije jasno plavo kakvog danas po­ znajemo, već neprozirnije, poput neba velikih gradova punih smoga. Plodno tlo koje su biljke izgrađivale je nestalo, otpuh­ nuto na sve četiri strane smeđeg svijeta i konačno izgubljeno na dnu mora. Lišajevi i rijetke mahovine pokrivaju donje strane ispjeskarenog kamenja. Saharska pustinja je sada slika svijeta.

Ali nešto se ipak giba među kamenjem, a pobliži pregled pokazuje mnoštvo preživjelih životinja. Vojske insekata, pau­ ka i škorpiona su najuobičajenije, no i gušteri, ptice, pa čak i mali sisavci uspjeli su se također održati, netom nakon nestan­ ka višeg bilja. Razina kisika opada, ali trebat će vremena da se kemijskim reakcijama potroši iz atmosfere. Istovremeno, život u moru još je obilan, dok je kopneni život u posljednjem sta­ diju povlačenja. Mi znanstvenici znamo da to vrijeme dolazi, a imamo pouzdan uvid kako bi to moglo izgledati, jer znamo što se dogodilo u prošlosti. Tijekom posljednjih 500 milijuna godina Zemljom je do­ minirao životinjski svijet. Ali, kao što smo vidjeli, to nije uvi­ jek bilo tako. Postoji dobri dokazi u prilog tome da život traje već najmanje 3, 4 milijarde godina, a vjerojatno i 4 milijarde godina. Tijekom većine toga vremena, životinje nisu postojale. Imamo dojam kao da je početak životinjskog svijeta na našem planetu poput buđenja u zoru, ali zapravo je pojava životinja poput djeteta koje se rodi gotovo nemoguće starim roditelji­ ma. Istina je da je Zemlja, kao prebivalište života, u najboljem slučaju pri kraju sredovječnosti, a vjerojatno u starosti. Doba životinja je posljednji "hura", najdalji domet putanje zrna zva­ nog život, apogej organske složenosti i ekosustava. Njegovim svršetkom, sve postaje bezdušna jednostavnost. Kako bi to moglo izgledati? Odraz toga, jedan od modela za kraj, nalazi se na slavnom ležištu fosila Burgess Shale na grani­ ci Britanske Kolumbije i Alberte. Da bismo razumjeli buduć­ nost našeg planeta, uputimo se tamo. U blizini gradića Fielda dobro uhodana staza vodi do sloje­ vitih padina planine Stephens. Započinje lagano kroz udoline izdubljene ledenjacima za vrijeme posljednjeg ledenog doba, ali potom postaje stepenasta kroz naizgled beskonačan slijed zavojitih usjeka u slojeve stijena od kojih se sastoji planina. Sati prolaze kako se uspinješ tom padinom prema pravremenu pojave životinja. Kako Sunce prolazi od jutarnjih nada do zrelosti poslijepodneva, penjemo se sve više u planine, gdje se

sa svakim novim zavojem pojavljuje novi nevjerojatan pogled. Iako to nije vrhunac svijeta, zasigurno je okoliš koji nadvisuje nebodere Sjeverne Amerike. Na tom usponu prirodnjak će opaziti postupnu promjenu vegetacije od dolaska na rub šume pa do njezine granice, a ta­ kođer će opaziti i raznolikost životinja i ptica koje žive među stijenama i planinskim biljem, kao i oblike planina uokolo. Ali tu se može vidjeti i više, ili točnije ne vidjeti. Za nekog paleon­ tologa, tu gdje svaki sloj sedimentnih stijena može skrivati bla­ go sadržano u fosilima, taj uspon je velika gnjavaža. Iako obi­ luje sedimentnim stijenama, koje su izložene duž tog desetak kilometara dugog uspona, nema užitka nalaza ni najbjednijeg fosilnog ostatka. Sve do pred kraj uspona stijene ne sadrže tra­ gove života. To ne znači da život nije postojao u doba kad su te stijene nastale. Naprotiv, tada je planet vrvio životom. No to je bio mikrobni život, život u jednostaničnom obliku, život koji se tek trebao razviti zamršenom koordinacijom u veće tijelo. Zemlja je imala obilje sićušnog života, života kojim su domi­ nirale bakterije. Nježan i mekog tijela, bez ikakvog kostura, oklopa ili školjke, takav život rijetko ostavlja fosile. On mijenja planet, ali ne ostavlja fosile. Sve do samog kraja uspona, bli­ zu vrha planine, fosili se ne pojavljuju. No kad se pojave, oni odjednom pokazuju veliku raznolikost u veličini i oblicima, ja­ snu objavu nove složenosti i nesputane raznolikosti. Potreban je dug uspon do početka razdoblja životinja, kao što je i našem planetu bilo potrebno gotovo 4 milijarde godina da postigne vrhunac životinjskog stupnja evolucije. Sunce brzo zalazi kad se dohvaćamo padina blizu vrha plani­ ne Stephens. Izdaleka gledano, naš cilj je izgledao poput malog usjeka u obronak planine. Sada, kad dahćemo i polako se penje­ mo strmim nagibom kamenjara i sipine, usjek se pokazuje kao stjenovita polica koja se proteže bočno po visokom vrhuncu od škriljevca i vapnenca na kojeg smo se upravo popeli. Smještena visoko iznad linije šume, polica je oko 100 meta­ ra duga i trebalo je stoljeće da se oblikuje. Sastavljena je od go-

mila zdrobljenog i razbacanog škriljevca, i nalazi se nasuprot kamenoloma usječenog u stjenovitu planinsku stranu. Kame­ nolom nije rudnik u tradicionalnom smislu. Tu nema srebra, zlata niti drugih dragocjenih minerala. Umjesto toga, njezina blaga su male mrlje i otisci utisnuti u tamni škriljevac: fosili koji daju najbolji na svijetu uvid o tome kako su prve životinje na Zemlji živjele i kako su izgledale. Kamenolom je polako ra­ stao kako je nekoliko generacija paleontologa s mukom vadilo gomile kalavog škriljevca iz planinskog obronka, ispitujući ga i potom odlažući na stalno rastuće gomile otpada. To mjesto - kamenolom, polica i ponajviše žila u stijeni koja daje smisao svemu tome - poznato je kao Burgess Shale (Burgessov škrilje­ vac), mjesto i vrijeme koje je najviše popularizirao Stephen Jay Gould u svojoj knjizi Divni život. Znanstvenici koji proučava­ ju Zemlju i razvoj života smatraju to mjesto najznačajnijim nalazištem fosila na Zemlji, mjesto čiji su spektakularni fosili najbolji prikaz događaja poznatog medu geolozima kao kambrijska eksplozija. To mjesto nam govori da je život konačno postigao vrhunac oblika i složenosti kojeg nazivamo "životi­ nje" tek nakon više od 3, 5 milijardi godina evolucije na našem planetu. Ono nam također govori kako se brzo mogu različite kategorije života pojaviti i potom nestati. Sve do nedavno, fosile iz Burgess Shalea nije bilo moguće precizno datirati. Dok neke stijene same po sebi vode do odre­ đivanja starosti, druge, posebno škriljevac koji sadrži fosile, mnogo je teže datirati. U kasnim 1990-ima znanstvenici su konačno točno odredili starost Burgessovog škriljevca na ne­ što više od 500 milijuna godina. Za lijepa dana, kada ne sniježi ili ne pada kiša, niti nema snažnog vjetra, sakupljači mogu naći desetke pa i stotine fosila, sakupivši ih iz hrpa kamenja i škriljevca iskopanih iz obronka planine. Mnogi znanstvenici danas proučavaju te fosile i obilje pomoćnih podataka, a rezultat je opsežan pogled na taj pošli svijet. Sada znamo kako je to izgledalo na onom dubokom, hladnom i prastarom morskom dnu, mjestu na kojemu se,

kako se čini, komešao život. Možemo jasno razabrati sliku tog prastarog svijeta, počinjemo upoznavati njegove mesojede i bi­ ljojede, čistače i lovce, sjedilačke filtratore i razlagače, menaže­ riju koja po oblicima i izgledu nije slična životu našeg svijeta, ali se sva nalazi u odnosu, jer su to zapravo daleki preci, naši korijeni. Teško opisivo i beznačajno u tom izgubljenom svijetu koprcalo se malo crvoliko biće, koje će postati riba, i konačno viši kralježnjaci, pa napokon mi. Fosili iz Burgessovog škriljevca su glasnici onoga što se na­ ziva kambrijskom eksplozijom, tog izuzetnog trenutka u po­ vijesti života na Zemlji, kada se gotovo odjednom pojavljuju svi oblici života u fosilnim zapisima. To je bio događaj nalik na te planine, golemo izrastanje iz monotonije i jednostavnosti mikrobnog svijeta koji je dominirao planetom kroz više od 3 milijarde godina. Burgessov škriljevac kazuje nam da se životi­ nje nisu postupno pojavljivale na planetu nego su to učinile u nestrpljivoj navali, preuzimajući svijet u hegemoniji i domina­ ciji od jednostavnijih životnih oblika. Doba životinja je počelo, i zapisano je ovdje, a time je završilo ono što možemo nazvati dobom bakterija. U nekim znanstvenim krugovima pojavljuje se zaključak da doba bakterija nikad nije završilo, da i dalje traje, s nama životinjama kao efemernim tankim pokrovom planeta napu­ čenog mikrobima, koji dominiraju. No ipak je sada drukčije stanje: više biljke i životinje dijele svijet s mikrobima, ali mi to činimo po našim pravilima, ne po njihovim. Znamo iz fosilnih ostataka da se život prvo pojavio na planetu Zemlji gotovo od­ mah kad je to fizički bilo moguće. Taj prvi život bila je bakteri­ ja. Bakterije su zatim vladale svijetom sve do pojave životinja, kako to svjedoči i Burgessov škriljevac. Prevrat je bio brz, kraj bakterijskog svijeta nemilosrdan. Naši stari prijatelji stromatoliti, nakon što su dominirali oceanskim dnom, bili su pojede­ ni od novonastalih životinja. Taj slijed dogodio se zahvaljujući povećanom postotku atmosferskog kisika, koji je po prvi put omogućio razvoj životinja i viših biljaka na planetu. Svijet se

promijenio, završio je svijet niskog postotka kisika koji je tra­ jao tijekom više od 3 milijarde godina. Znanstvenici, nakon nekoliko generacija sakupljanja i ana­ liza, imaju opsežan uvid u tu zoru životinja. Sve su one bile morska stvorenja, budući da još nisu ispuzale na kopno. Čak i u tim najranijim počecima, fosilni ostaci uključuju čitav ras­ pon između mesojeda i biljojeda. Sve životinjske zajednice odjednom se pojavljuju u fosilnim ostacima, kao ogroman na­ predak u odnosu na monotoniju i jednostavnost mikrobnog svijeta. Burgessov škriljevac nam govori da se životinje nisu pojavljivale postupno na planetu, nego su to učinile u eksplo­ ziji novog života. Hoćemo li i nestati na isti način? Naš uspjeh će završiti u dalekoj budućnosti, zajedno s krajem planeta i gubitkom ki­ sika, a možemo oslikati tu budućnost zamislivši kambrijsku prošlost. Zaplovimo na splavi iznad morskog dna koje će jed­ nog dana postati tvrdo sedimentno stijenje koje danas naziva­ mo Burgessov škriljevac. Mnoge čudne razlike se odmah opažaju. Prvo što najviše zbunjuje je otežano disanje. Drugo, vlada velika vrućina. Osim što zrak ima mnogo niži postotak kisika nego u naše vrijeme, ima i na stotine puta veću razinu ugljikova dioksida. Zrak i oblaci izgledaju drukčije, pa čak i svjetlost ima drukčiju nijan­ su. Sunce nešto slabije sjaji, ali zrak je vruć: visoka razina uglji­ kova dioksida stvorila je jak efekt staklenika koji zarobljava sla­ be Sunčeve zrake i osigurava toplinu planeta. Obala u blizini je potpuno smeđa, bez drveća ili grmlja bilo koje vrste, budući da se kopnene biljke još nije razvile. Ali na kopnu ima života, ži­ vota u izobilju; tlo je pokriveno uljastim masama bakterijskog premaza, višebojna pjena kao užeženi maslac života. Kopno je premazano organskim materijalom. Ovdje-ondje, unutar te bakterijske mane, nalazi se nekoliko smionih pionira. Čuperci zelene mahovine. Mali pokusni prethodnik današnjih insekata probija se po bakterijskom pokrivaču. Plosnati crv puzi kroz blato za vrijeme oseke. To su samo prvi izvidnici nadolazeće

invazije, dok se u plitkom moru u blizini velika mnoštva ži­ votinja i biljaka naoružavaju evolucijskim oružjem, aparatima za disanje, naoružanjem koje će im omogućiti osvajanje kopna i njegovu promjenu od prebivališta bakterija u prebivalište ži­ votinja i biljaka. Kad to učine, radikalno će promijeniti izgled kopna, tokove rijeka, hranjivo tlo, pa čak i atmosferu. Plaže su ogromne širine, jer razlika između plime i oseke iznosi petnaest metara svakog dana. Uzrok je tome vidljiv pri izlasku Mjeseca, jer je on bliži Zemlji nego što smo navikli na njega danas. Zbog te blizine čini se kao da naglo iskače na nebo. Mjesečevo obličje izgleda poznato, oblici na površini su na istom mjestu, formirani golemim udarima meteorita u silo­ vitom rođenju našeg solarnog sustava, od kojeg su već protekle milijarde godina. Unatoč svoje prividno veće površine, Mjesec nije sjajniji, a mi shvaćamo da je to stoga što se s tog starog Mjeseca reflektira manje svjetlosti, jer Sunce slabije sjaji. Ako legnemo na leđa i promatramo nebo opazit ćemo još dvije ra­ zlike glede zvijezda. Možemo li se njima koristiti da odredimo geografsku širinu na toj staroj Zemlji? Možemo li odrediti geo­ grafsku širinu potraživši Sjevernjaču i Velikog medvjeda i time znati barem jesmo li na sjevernoj polutci? Ne. Možemo uoči­ ti Mliječnu stazu i planete, ali koliko god ih tražili, nema po­ znatih zviježđa. A i zvijezde se brže gibaju preko noćnog neba nego što je to u našem vremenu. To može značiti samo jedno: dan je kraći. Zemlja se oko svoje osi brže vrti nego u svijetu iz kojeg dolazimo. To je bio početak kraljevstva životinja i biljaka. Prve kapi životinjske evolucije uskoro se pretvoriše u bujicu raznovrsno­ sti, prvo puneći mora, a zatim šireći se na kopno, kako je evo­ lucija stvarala stalno složenije i razvijenije organizme kojima smo mi samo jedan ogranak. Ali Burgessov škriljevac bilježi više od samog jednostavnog početka. On ukazuje na izglednu budućnost našeg planeta. Ako Zemlja potraje dovoljno dugo, jednog dana stvorit ce se nova naslaga sedimentne stijene koja će vrlo vjerojatno zabilježiti zrcalnu sliku ovog starog kambrij-

skog svijeta: bakterije će ponovno zavladati. Složeni životinjski i biljni fosili bit će prekriveni nizom slojeva koji će pokazivati sve jednostavnije organizme, povijest umirućeg svijeta, sustav po sustav. Na kraju će se nalaziti stijene potpuno ispražnjene od fosilnog života. Kad bismo se mogli popeti na Burgessov škriljevac budućnosti, vidjeli bismo fosile ispod, a ne iznad ka­ menoloma. Vrijeme između nestanka viših kopnenih biljaka zbog male razine ugljikova dioksida i nestanka kopnenog životinjskog svijeta, bilo zbog pomanjkanja kisika ili povišenja tempera­ ture, može biti milijune godina, možda desetke ili čak stotine milijuna, zavisno o tome kojem se znanstvenom modelu pri­ klonimo. U tom velikom rasponu vremena, domišljati evolu­ cijski stroj radit će neprekidno, stvarajući novu morfologiju i fiziologiju koja može pobijediti fizikalni okoliš koji se stalno mijenja i postaje sve težim. Kada konačno smanjenje ugljikova dioksida svede na minimum biljni život planeta, njegovo pot­ puno nestajanje neće samo po sebi uzrokovati kraj života na planetu. Život će biti izgubljen i zbog nedostatka atmosferskog kisika te stalno rastuće temperature.

raspon značajni su za biološku različi­ tost i rasprostranjenost životinja i biljaka u današnjem svijetu, a možemo se kladiti da je tako bilo u prošlosti i da će tako po­ novno biti u budućnosti. Sigurno je da će globalna temperatu­ ra postajati sve viša kad jednom izađemo iz razdoblja ledenih doba, i to zbog rasta temperature Sunca. Budući uzorak razvo­ ja i propadanja života zavisit će o toj rastućoj temperaturi. Različiti matematički modeli o Zemljinoj budućnosti, iako se razlikuju u detaljima, slažu se u jednome: čim razina uglji­ kova dioksida dostigne kritičnu točku koja ubija biljke, dugo polagano povećanje temperature na Zemlji promijenit će se u brzi rast, povećavajući se za deset do dvadeset stupnjeva u 100 milijuna godina. Raspon vremena bez biljaka, ali sa životinjaTEMPERATURA I NJEZIN

ma, može trajati oko 200 milijuna godina, ali možda i samo 100 milijuna godina. Možemo zamisliti sliku svijeta potpuno drukčiju od našega, kao mjesto gdje gljive, alge i bakterije tvo­ re temelj prehrambenog lanca, i gdje su se životinje reorgani­ zirale u prehrambene zadruge i zajednice nama potpuno stra­ ne. To je svijet koji nikad nije bio zamišljen ni u jednom djelu popularne književnosti, a koji će ipak biti realnost na Zemlji tijekom, mnogo milijune godina. Neke stvari su uistinu fantastičnije od znanstvene fantastike. Zaputimo se sada od neobičnih mora u doba kambrijske eksplozije prije nekih 530 milijuna godina u vrijeme jednako toliko udaljeno u budućnosti, i razmotrimo razvoj događaja koji se mogu zbiti nakon nestanka kopnenog i morskog bilja. Ako nedostatak kisika odmah poubija životinje, slijedeći gubitak biljaka zbog nestajanja kisika i nepostojanja njegovog dopunjavanja, sljedeći scenarij se neće dogoditi. (Valja spo­ menuti da će nervno tkivo, koje zahtijeva veću količinu kisika, biti prvom žrtvom novog svjetskog poretka: mozgovi i živčani sustavi će zakržljati, i svijet će se razvijati prema sve većoj glu­ posti sa sve jednostavnijim osjetilnim organima i ponašanjem. Šaljiva misao: vrli glupi novi svijet.) Ali ako se zadrže životinje i kisik, rastuća temperatura igrat će ključnu ulogu. Ako prosječna svjetska temperatura prije­ đe 38 °C (temperaturu vruće kupke), planet će početi umirati počevši od ekvatora, a višestanični život morat će se preseliti prema polovima. (Prosječna svjetska temperatura nije najvi­ ša temperatura nego prosjek za cijeli planet, srednjak za dane i noći, pa tako prosječna temperatura od 38 °C znači u stvari bitno višu podnevnu temperaturu na ekvatoru. ) Kontinenti će zbog velike vrućine biti u svojim središnjim dijelovima nave­ liko lišeni površinskog života. Neće biti ni snijega ni polarnih kapa. Oceani, iako manje pod utjecajem topline od kopna, ipak će se stalno mijenjati. Smanjenje hranjivih tvari zbog nestanka kopnenih biljaka smanjit će oceansku produktivnost, i time po

svoj prilici razoriti gotovo sav prehrambeni lanac oceanske za­ jednice na svim dubinama, čak i one na najdubljim oceanskim dnima. Samo one zajednice koje se okupljaju oko dubokomorskih vulkanskih odušaka ostat će zaštićene. Koraljni grebeni nestat će zauvijek s planeta, osim ako se pojave neki novi obli­ ci dubinskih algi, vrste koja omogućava koraljima da stvaraju velike kosture, izronivši iz duboke, hladnije vode. Mora će također najvjerojatnije promijeniti boju, jer će doći do smanjenja zelenog planktona, a na nekim mjestima i ne­ stanka, kao i golemog povećanja količine sedimenta umiješa­ nog u gornje slojeve vode. Nestankom biljaka na kopnu, velike količine površinskog tla erodirat će u more. Kako će goleme pustinje prekriti površinu tla, kao što su u dalekoj davnini u predkambrijskoj eri, ogromne pješčane oluje nosit će sve više sedimenta u oceane. More će postati sve jače smeđe. Ipak, to neće biti svijet bezvodne suhoće, daleko od toga za­ pravo. Visoka temperatura osigurat će da zrak bude pun vlage. Zamislite područje Amazone za najtoplijeg, najvlažnijeg dana u godini, ali bez biljaka koje daju hlad. Ta vlažna vrućina, koja smlavljuje sve živo, bit će činjenica na Zemlji. Kada svjetska temperatura dostigne 40 °C , što je toplije nego što je većina zemaljskog kopna u sadašnje doba doživjela, životinje će proći kroz dramatične promjene. Prije svega, bit će to doba izvanrednih evolucijskih promjena. Brzina promjene temperature bit će ipak dovoljno spora, možda jedan stupanj povećanja svakih deset tisuća do stotinu tisuća godina, što će vrstama omogućiti evolucijsko prilagođavanje. Kod kopnenih životinja te će se promjene očitovati u njihovom ponašanju, kao što je potraga za hranom noću, na njihovim unutrašnjim organima i u obliku njihova tijela. Dakako, bit će to doba izu­ miranja, kada će nestati oni organizmi koji neće biti sposobni za brze evolucijske promjene. Zoološki vrt života sličit će na film u koje se brzo smjenjuju životinjske vrste, očajnički se prilagođavajući novim uvjetima rastuće vrućine, ili izumirući. Biološke zajednice više neće biti dugovječne niti stabilne. Bit

će to ekološki kaos usred vrtoglave evolucijske procesije oblika koji se motaju po palubi Titanica, svi uzaludno pokušavajući dočepati se pojasa za spašavanje, ili, u ovom slučaju, jedno­ stavnog načina biološkog rashlađivanja. Čak ni zakopavanje sve dublje u tlo ili zaranjanje prema dnu mora, u konačnici je bez koristi, kako toplina kuha Zemlju u svojoj vlažnoj pećnici. Zamislimo izgled tog svijeta. Uskomešani vrući vjetrovi ši­ baju po površini kopna i čine život na površini gotovo nemo­ gućim, pa vojske životinja započinju podzemni način života. Prehrambeni lanac više se ne temelji na višim kopnenim bilj­ kama, koje su već odavno nestale, nego na bakterijama, lišajevima i gljivama. Zemlja je sada samo raj za mnoštvo organi­ zama koji su nekoć bili ograničeni na vruće izvore. Još uvijek postoji površinska voda, od koje velika vrućina stvara vlažnu atmosferu bez još uvijek nedostajućih kiša, ali dopušta posto­ janje lokvi pa čak i jezera. Još uvijek postoje i smrdljivi dijelovi vode u kojima se zrcali duga bakterijskih ostataka. Mikrobi su zadovoljni u novoj, višoj vrućini, a njihova biomasa podržava ostatak zemaljske osnove života. Iz mnogih proučavanja poznato nam je da je temperatur­ ni maksimu životinjskog svijeta današnjice oko 45 °C: na toj temperaturi mitohondrijske ćelije odumiru (one su organele oblika kobasice u stanici, koje pretvaraju molekule hrane u oblik koji stanica može koristiti). U našem budućem svijetu, većina životinjskog svijeta koji će još postojati bit će sakupljen na polovima, budući da će prosječna globalna temperatura od 45 °C značiti da će ekvatorska područja biti još toplija. Čak i u blizini polova preživjele životinje bit će noćne, skrivajući se pred smrtonosnim Suncem. Možemo očekivati životinje koje će hibernirati za trajanja dugog ljeta konstantne dnevne svje­ tlosti, očekujući zimske mjesece stalne tame. Možemo zamisli­ ti evolucijske eksperimente: stvorenja nalik na krtice, koja ko­ paju tunele u podzemlju. Kako će se rast temperature nastaviti, podzemna fauna može postati jedina fauna, a čitava površina kopna bit će sterilizirana, ubivši razvijene stanice, eukariote, a

ostavljaju na sebi jedino primitivne bakterije. Postupno će se svijet, ili u krajnjem slučaju kopno, vratiti u predkambrijsko stanje. Kad svjetska (prosječna, dakako) temperatura dosegne 50 °C, dogodit će se posvemašno istrjebljenje na kopnu. U oceanima će stanje biti mnogo složenije. Uz tako visoku temperaturu, oceanska voda bit će zasigurno zagrijana do neočekivanih ra­ zina, koje nisu postojale još od hadske ere prije 3 milijarde go­ dina. Život u moru, međutim, bit će teško potpuno istrijebiti. Voda ima različita svojstva zagrijavanja i izolacije u odnosu na zrak i već postoji velik broj morskih organizama sposobnih da se nose s tom temperaturom. Još veći broj će ih se vremenom razviti, dok se ubrzava tempo porasta topline na Zemlji. Temperatura će i dalje nastaviti rasti, a iznad 60 °C kopne­ ni svijet počet će sličiti onome kakav je bio prije milijardu go­ dina, prije nego što su se razvile prve životinje i biljke. Još će postojati ostaci ostataka života na kopnu, i možda nešto više u moru, ali ne mnogo. Bakterije, alge i gljive sada su kraljevi stvaranja, zajedno s malobrojnijim skupinama protozoa i mož­ da nižim beskralježnjacima, poput nematoda i nižih crva. Ra­ znolikost će biti još moguće naći među zrnima pijeska, u ša­ renim bakterijskim naslagama i o njima ovisnim lišajevima i gljivama, koji i dalje postoje u velikoj vlazi. Možda će neke stršeće gljive biti jedina stabla tog svijeta budućnosti, jedan centi­ metar visoke sekvoje na jednom, nekoć šumovitom, kopnu. Doći će vrijeme kada će globalna temperatura dostići 70 °C. Osim za bakterije, život će nestati na kopnu. Samo će još mora udomljavati neke ostatke višeg života. Sve dok, na kraju, i sami oceani ne počnu nestajati.

8 NESTAJANJE OCEANA

možda jednu milijardu godinu od sada, kad će prosječna svjetska temperatura dosegnuti blizu 70 °C, pod Suncem koje će biti deset posto sjajnije nego što je da­ nas. U takvom okolišu, mi ljudi ne možemo dugo izdržati bez neke vrste hlađenja. Toplina bi nas ubila jednako tako kao što će ubiti sve više životinje na kopnu i većinu u moru. No čak i tako jadan planet n a m je ipak koliko-toliko blizak u uspo­ redbi s još kasnijom Zemljom. Naime, još dalje od oko jednu milijardu godina u budućnost, oceani će početi isparivati i iz­ gubit će se u hladnom vakuumu svemira. U toj fazi postoja­ nja Zemlje, planetni sustavi života kakve poznajemo bit će ili u zadnjim trzajima postojanja ili potpuno zaustavljeni. Ugljikov ciklus toliko će se promijeniti da uopće neće postojati. Kruže­ nje drugih hranjiva nestat će. Planetni sustav regulacije tempe­ rature će nestati. Kao stanište života, planet umire. Ne poput filmske smrti, jedan pucanj, nekoliko dramatičnih posljednjih riječi, i potom, u posljednjem treptaju s veličanstvenim padom zastora, nego kako većina organizama umire, kao što je i Ruth Ward umrla, polagano, kako se sustavi isključuju jedan po je­ dan posljednji put. DOŠLI SMO U VRIJEME,

Uobičajena je zamisao da će more nestajati ostavljajući svo­ je tajne i blago. Potopljeni brodovi, bezbrojne ribe se koprcaju, a novoizašla čudovišta odjednom se pojavljuju na svjetlu dana i ljudima naočigled. Ono što ne možemo jasno spoznati o da­ lekoj budućnosti, ono što će se uistinu dogoditi, to ni u mašti ne možemo zamisliti. Ogromna nova područja morskoga dna, bogata hranjivima, postat će kopno, ali neće biti biljaka koje bi kolonizirale te bogate izvore hrane, osim bakterija koje će sve pokrivati ljigavim muljem i slojevima stromatolita. S daljnjim povlačenjem mora, koja će prvo opasti za stotine, a potom za tisuće metara, u najdubljim dijelovima oceanskih brazdi, cjelo­ kupna slika svijeta promijenit će se u onu u kojoj kopno domi­ nira, u kojoj oceani postaju malena mora i u kojoj mineralne soli označavaju mjesta gdje su se nekoć lomili valovi. Kad preostane samo jedna četvrtina današnjeg volumena oceana, pojavit će se potpuno novi krajolik kopna. Prvo će na površinu izbiti nizovi aktivnih vulkana, čitav lanac vulkanski aktivnih planina podijelit će preostala mora. Te velike planine, svega desetak kilometara široke, ali tisuće kilometara dugačke, biti će vrhunci oceanskih grebena, mjesta gdje pomaci konti­ nenata stvaraju novi kopneni materijal uzduž šavova širenja. Današnji takvi izboji rijetka su mjesta, kao što je na primjer Island. Opadanje oceana izložit će sve što preostane aktivno u toj dalekoj budućnosti. Odlazak tolike količine vode u pregrijani zrak drastično će djelovati na sastav atmosfere. Visoko u atmosferi molekule vode raspadat će se na svoje sastavne atome, pri čem će lagani vodik otploviti u tamu svemira, ostavljajući iza sebe teži kisik. Svijet koji je u nedostatku kisika uništio sve životinje, počet će se vraćati u prijašnje stanje i postajati bogat kisikom, ali samo za trajanja ere vrućine koja uništava život. Na kraju će težina kisika povećati tlak na tlu, stvarajući tlakove slične onima na Veneri, pa makar samo kroz neko vrijeme. Silne oluje bjesnjet će na planetu, a stalni udari munja u toj atmosferi sve bogatijoj kisikom, mogu biti uzrokom eksploziv-

nih vatri. No, u toj dalekoj budućnosti svijet šuma već će odav­ no iščeznuti. Neće biti ničega što bi moglo gorjeti, osim možda dušik u atmosferi, koji će prelaziti u nitratnu kiselinu stvaraju­ ći kisele kiše posvuda na planetu. Isparavajući, mora će postajati sve slanija, a dodatne kise­ le kiše stvorit će jako otrovnu mješavinu. Čak i najotpornijc bakterije koje uspijevaju u vrućoj vodi bit će pod velikim priti­ skom da prežive u toj otrovnoj smjesi. Na mjestima zemaljskih hidrotermalnih sustava, gdje se morska voda spušta do ma­ gme blizu oceanskih šavova širenja, ta slana i kisela tekućina proizvest će potpuno nove kombinacije metala i minerala koji će se oblikovati na mjestima hidrotermalnih vrućih izvora. Kada taj proces završi, naš planet, naš divni vodom pokri­ veni planet, izgledat će kao neka prekrasna slika odjednom ostrugana sve do platna, njegova oceanska područja postat će prostrane slane ravnice, osim malih bazenčića i bara, a naš pla­ net izobilja, plav milijardama godina, ružičasto smeđ. Dolina Smrti u Kaliforniji daje nagovještaj na što će sličiti ta grozna budućnost. Bad Water, malo slano jezero najednom od najto­ plijih mjesta na Zemlji, vruće je, slano, zagušeno sedimentima, i dom samo bakterijama. Tako će izgledati posljednja voda na našem planetu, a čak je jezero Bad Water mnogo čišće i hlad­ nije od onih ostataka ostataka koje će oceani ostaviti iza sebe. No kako mogu silni oceani, s prosječnom dubinom od oko tri kilometra i koji pokrivaju blizu sedamdeset posto našega pla­ neta, jednostavno nestati?

stalni, oni se uistinu već i sada gube u svemir, ali brzinom mnogo mnogo manjom nego u paklu bu­ dućnosti. Oni isparavaju u svemir brzinom od jednog milime­ tra debljine svakih milijun godina, tako sporim tempom da bi bili potrebni bilijuni godina prije nego li bi se ozbiljnije sma­ njila količina vode. No ta brzina radikalno se povećava kako planetna temperatura raste, tako da će za milijardu godina od IAKO OCEANI IZGLEDAJU

danas svi Zemljini oceani započeti ozbiljno strujati u svemir, kao žrtve povećanja temperature. Proces započinje kroz mi­ lijardu godina kao efekt vlažnog staklenika. Ako taj proces ne bude potpuno uspješan u poništavanju oceana, za dvije i pol milijarde godina, kad Sunčev sjaj naraste za 40%, to će učiniti mnogo jači uobičajeni efekt staklenika. Uglavnom, smatra se da je efekt koji izaziva vlaga sam dovoljan da pošalje oceane u svemir. Začudo, to može sačuvati svijet kroz dulje vrijeme za mikrobe koji vole vruću i slanu okolinu. Milijardama godina oceani su bili najvažnija mjesta za život na Zemlji, ali kad Sun­ ce započne jako povećavati sjaj, postat će smrtonosna zamka. Da bi ikakav život opstao na Zemlji u drugoj polovini njezine povijesti, oceani moraju nestati! Mikrobi će zasigurno nadži­ vjeti gubitak oceana, oni mogu preživjeti milijarde godina na svijetu bez oceana. Ako proces izazvan povećanjem vlage nije dovoljno brz, preživjeli oceani i para koju izbacuju u atmosfe­ ru izazvat će termalni šok, pakao na Zemlji, i uvjete u kojima se ne može zamisliti opstanak bilo kakvog života. Iako životi­ nje neće preživjeti da vide to što će doći, sudbina svijeta mi­ kroba zavisit će o stanju na Zemlji, kad joj gotovo sva površina bude bez vode. Sudbina oceana i trajanje njihovog nestajanja tek se odne­ davna istražuje, zahvaljujući radu Jamesa Kastinga sa Sveučili­ šta Penn State. Ipak, sama zamisao o nestajanja oceana stara je već jedno stoljeće. Neke od najranijih pitanja o životu na Mar­ su vezana su uz zamisao o gubitku vode. Na početku 20. stoljeća astronom Percival Lowell sagradio je zvjezdarnicu u Flagstaffu u Arizoni, na mjestu koje je po­ znato po suhoj atmosferi. Potom je započeo proučavanje po­ vršinskih oblika na Marsu. Njegov glavni teleskop promjera 60 centimetara imao je optiku najviše kvalitete u to doba. Čak i na mjestu te zvjezdarnice nebo nije savršeno i fini detalji Marsove površine pomicali su se u i iz žarišta. U kratkim trenuci­ ma detalji planeta bili su oštri, a potom bi se zamutili. Kad su uvjeti bili optimalni, bilo je moguće vidjeti fine detalje na po-

vršini Marsa. Najbolja tehnika toga doba bila je pogledati kroz okular, zapamtiti djelić fokusiranog opažanja i potom skicirati detalje površine na komad papira. Opažanja su trajala satima i noćima. Nježni detalji svjetla i tame, udaljeni gotovo 100 milijuna kilometara promatrani su kroz našu atmosferu u kojoj se zrak stalno miče. Crteži su bili predivni, najbolje što je ikada bilo načinjeno na planetu boga rata. Najbolje slike su se vidjele kada su Zemlja i Mars bili naj­ bliži, u opoziciji, u međusobnom položaju planeta kakav se događa svakih 18 mjeseci. Pošto Mars ima nagnutu os kao i Zemlja, bilo je moguće vidjeti promjene godišnjih doba. Naj­ istaknutije promjene bile su rast i smanjivanje bijelih polarnih ledenih kapa. Konačan proizvod bio je globus na kojem su kartirani za­ mršeni detalji na Marsu. Najuočljiviji detalji bile su tamne lini­ je koje su izgledale poput mrežastog tkanja koje pokriva Marsovu površinu. Lowell je nazvao te linije kanalima, a njegova primjedba da su ih možda sagradili Marsijanci otvorila je put novinskoj senzaciji. Smatrao je da su kanali iskopani da osi­ guraju natapanje umirućeg planeta. Mars je boje hrđe, isušen planet i nema vidljivih vodenih površina. Astronom je sma­ trao da su linije-prokopi iskopani kao očajnički pokušaj umi­ ruće civilizacije na svijetu koji je izgubio svoju vodu u svemir. Kanali bi trebali dovoditi vodu s vlažnih visokih geografskih širina u suha područja umjerenih i ekvatorskih širina. Za vri­ jeme Marsovskih godišnjih doba, kroz teleskop su se vidjela zatamnjenja za koja se činilo da se šire od polova. Postavljena je teorija da je to zbog proljetnog rasta usjeva navodnjavanih sezonski dostupnom vodom, Lowell je promatrao umirući Mars kao uvod u budućnost Zemlje. Shvatio je da život na geološki aktivnom planetu zavisi o njegovoj masi. Lowell je smatrao da se Mjesec, kao malo tije­ lo, već do kraja razvio, ostavljajući mrtav svijet pokriven suhim morskim dnom. Mars, po veličini između Zemlje i Mjeseca, bio bi kao stanište života u svojim posljednjim danima. Zemlja

bi bila slijedeća na redu. U to doba je bilo dobro poznato da su morski fosili nađeni na velikim visinama na Zemlji, i oni su predstavljali obilje dokaza o mnogo višoj razini mora u proš­ losti. Sedimentne stijene i morski fosili nađeni su od zapadnih rubova gorja Appalachian sve do prednjeg grebena Stjenjaka. To je bio jasan dokaz da je morska voda nekoć punila unutraš­ nje područje SAD-a. Za Lowella, koji je radio u doba prije su­ vremenog znanja o tektonici ploča i geologiji, to je bio dokaz da razina oceana opada, i da je samo pitanje vremena kada će Zemlja postati pustinjski planet bez oceana. U ranim 1900-tim starost Zemlje još nije bila poznata, i smatralo se da se taj pro­ ces može dogoditi u relativno kratkom razdoblju. Opažanje ranijih obalnih linija iznad morske razine ukazivalo je da su oceani opali čak i kroz ljudsku povijest. Ako Zemlja tako brzo gubi svoje oceane u svemir, onda je Mars, kako je Lowell za­ ključio, izgubio svoje oceane još mnogo brže zbog svoje manje mase i proporcionalno manje površinske gravitacije. Kako će se kasnije pokazati, Lowellovi kanali nisu bili stvar­ ni. Iako je Lowell bio u zabludi u slučaju Marsa, ima u tome i nečeg istinski upozoravajućeg. Proučavanje Marsa na pravi način može biti lekcija iz "Povratka u budućnost" za Zemljane. Oceani imaju ograničeno vrijeme života na svim zemljolikim planetima, i vremenom se neizbježno gube u svemir. Ako in­ teligentni život potraje dovoljno dugo, Zemljani će u dalekoj budućnosti zasigurno Lowella smatrati zlogukim prorokom.

može se promatrati i u real­ nom vremenu. To je po prvi put bilo opaženo teleskopom ko­ jeg je stavila na površinu Mjeseca posada Apolla 16. Teleskop je bio približno velik kao frižider-torba i izgledao je kao jako otmjena metalna kutija postavljena na vrh tronošca za kame­ ru. Prikupljao je slike u UV (ultraljubičastom) dijelu spektra i mogao je opažati fluorescentnu liniju Lyman alfa zračenja vodikova plina. Linija je uzrokovana vraćanjem elektrona na GUBITAK ZEMALJSKIH OCEANA

Fotografija Zemlje u ultraljubičastom dijelu spektra koju su s površine Mjese­ ca snimili astronauti Apolla 16. Blještavilo na lijevoj strani slike, u smjeru Sun­ ca, je Zemljina geokorona, fosforescencija vodikovih atoma koji su pobjegli iz atmosfere. Ovo je slikovit dokaz sporog isparavanja oceana u svemir

najnižu energetsku razinu pobuđenih atoma vodikova plina. Pošto je UV zračenje nevidljivo našim očima, ono ne može biti vidljivo sa Zemlje. Čak ga i specijalni teleskopi ne mogu opažati, jer atmosfera upija tu vrstu zračenja. Lyman alfa zra­ čenje može se promatrati iz svemira samo s posebnom vrstom instrumenata. Mjesec je idealno mjesto za promatranje cijele Zemlje, a "Carrutherova kamera" s Apolla 16 dala nam je za­ panjujuće slike koje su pokazale da je Zemlja okružena magličastim haloom fluorescirajućeg vodikova plina. Izgledalo je kao da Zemlja isijava magičnu auru u prostor. Isijavanje nije bio ujednačeno nego usmjereno ponajviše prema Suncu, izvo­ ru energije koji to isijavanje i potiče.

Optičke slike Zemlje prikazuju divni plavi planet sa samo tankim slojem maglovite atmosfere. Njezin sjaj moguće je vi­ djeti samo u debljini od nekoliko desetaka kilometara, prije nego što se izgubi u tami svemira. U UV području pak Zemljina čudesna Lyman alfa aura proteže se na desetke tisuća kilo­ metara, sfera plina koji bježi mnogo je veća nego što je sama Zemlja. Gustoća plina je silno mala, čak manja nego što se može postići u najboljim vakuumskim komorama na Zemlji, ali dovoljna da emitira snažno UV zračenje. Kometi su tako­ đer okruženi velikim Lyman alfa haloima zbog jednakog ra­ zloga, a kao i Zemlja i oni gube vodik u prostor. Većina vodika koji sjaji oko Zemlje potječe iz oceana, i to je dramatični i za­ brinjavajući pokazatelj da se zaliha vode na planetu kreće pre­ ma katastrofi. Gubitak je spor, ali konačna posljedica značajna. Oceani će gotovo potpuno ispariti, ostavljajući oceansko dno kao golemu pustoš pokrivenu soli. Gubitak oceana počinje kad molekule vode napuštaju oce­ an zbog isparavanja ili hlapljenja pod utjecajem vjetra. Veći­ na ostaje u donjih dvanaest kilometara atmosfere, u troposferi koja sadržava oblake, i vraća se na površinu kao padaline. No neke molekule bivaju odnesene uvis toplim zrakom do vrha atmosfere, gdje se raspadaju na vodik i kisik. Lakši vodik bježi u svemirski prostor dok mnogo teži kisik ostaje u atmosferi. Zašto se oceanska voda danas gubi brzinom od samo 1 mm u milijun godina? Zato što je ledena stratosfera prehladna da zadržava i prenosi mnogo vode. Kako se vodena para diže, atmosferska temperatura opada u prosjeku 9, 8 °C po kilome­ tru visine. Kad troposfera završi i počne stratosfera, tempe­ ratura je pala do oko -65 °C, ovisno o geografskoj širini i go­ dišnjem dobu. To pomaže očuvanju naših oceana, budući da količina vodene pare koja može biti zadržana u zraku ovisi o temperaturi. Za vrućeg sparnog dana, sa 100% vlage, zrak sa­ drži više od 6% vodene pare. Kada je temperatura -40 °C, čak i za vlažnog dana hladni zrak može sadržavati samo 0, 01% vode. Slično tome, na vrhu troposfere samo deset molekula od

njih milijun čini vodena para. Taj hladni suhi zrak je ledena stupica koja sprečava vodi da brzo uzlazi na veće visine gdje bi se mogla izgubiti u svemiru. Kao rezultat toga, sadašnja brzina nestanka je svega metar debeo sloj oceana u milijardu godina. Zamislimo put jedne molekule vode. Jednom kad se popne u suhu hladnu stratosferu, ona je u području gdje je tempe­ ratura približno stalna i koja čak ponešto raste s visinom. Tu također nema turbulencija, činjenica koja je dobro poznata i jako cijenjena od zračnih putnika. U stratosferi, naša molekula nošena je prema gore ne zbog lokalnog gibanja zraka prema gore nego zbog gibanja koje se zbiva između polarnih i ekvatorskih područja. Ako vodena molekula postigne dovoljnu visinu, oko 20 km, ona je iznad ozonskog sloja koji štiti nižu atmosferu i bića na Zemlji od utjecaja UV zračenja sa Sunca. U tom području molekula se može djelovanjem UV zračenja raspasti na kisik i vodik, ali potom se oni brzo ponovo spajaju stvarajući vodu. Kako se nastavlja let prema gore, UV zračenje postaje sve jače, i učestalost sudara, koji dovode do ponovnog formiranja mo­ lekule vode, postaje sve manja i manja. Na visinama iznad 150 km molekule su trajno razdvojene na atome vodika i ki­ sika koji se gibaju različitim brzinama zbog njihovih različitih masa. Teški kisik je prespor da postigne brzinu oslobađanja od 11,2 km/s da napusti gravitaciju Zemlje, ali jedan manji dio laganih vodikovih atoma uspijeva odletjeti u svemir. Većina vodikovih atoma ne postiže tu brzinu nego se gibaju u visokim slojevima atmosfere prije nego se sudare s drugim atomima i molekulama i konačno padnu natrag na naš planet. Ipak, tijekom milijarda godina, sve više i više ih prekida vezu sa Zemljom. Samo je pitanje vremena kada će vodikov plin postići dovoljnu brzinu i putovati u pravom smjeru na dovolj­ no velikoj visini. U nekim slučajevima vodik prima električni naboj i dobiva dodatni elektromagnetski potisak od Zemlje. Kad je naš atom bjegunac izgubljen u prostoru, on stvara Ly­ man alfa zračenje koje je opaženo s Apolla 16. jednom kad na-

pusti područje u blizini Zemlje, , odnijet će ga Sunčev vjetar, koji struji sa Sunca, tako da će prijeći stazu Plutona za manje od jedne godine i zatim se otputiti u međuzvjezdani prostor. Konačno će atom biti uhvaćen gravitacijom u drugom zvjez­ danom sustavu i biti recikliran u buduće zvijezde i planete. Atomi su dijelovi svemira koji žive zauvijek, i stalno kruže iz­ među organizama, oceana, atmosfera, stijena, zvijezda, planeta i "praznine" dubokog svemira.

na zemlji spor, ali će se jako pove­ ćati u budućnosti zbog povećanog sjaja Sunca. Kako će Sun­ ce postajati sjajnije, Zemljina površinska temperatura će rasti, a s time i visina troposfere, donjeg sloja atmosfere u kojem se zbivaju promjene vremena, te će na kraju narasti od 12 km do preko 100 km. Kad planetna površinska temperatura posti­ gne razornih (prosječnih) 60 °C, to će biti kraj za većinu ži­ votinjskog svijeta, koncentracija vodene pare u troposferi bit će 20%, a atmosferska hladna stupica potpuno će prestati za­ državati oceane da ne odstruje u prostor. To će biti početak prije spomenutog Kastingovog efekta vlažnog staklenika. Ono što danas ograničava brzinu gubitka vode na vrhu atmosfere je mala koncentracija vodene pare u stratosferi, koja je određena količinom vodene pare na vrhu troposfere. Kako se ta koncen­ tracija zagrijavanjem atmosfere poveća, troposfera će se širiti prema gore i gubitak oceana će se naglo ubrzavati. DANAS JE GUBITAK VODE

Ta se promjena neće odnositi samo na gubitak oceana nego i na stvaranje čudovišnog i zastrašujućeg neba. Vruć vlažan zrak koji se uzdiže s jako zagrijane Zemlje bit će nestabilan do visina od 100 km i dovesti do oluja daleko strašnijih nego što je svijet ikada vidio, do pojave uzburkane atmosfere koja nema usporedbe u ljudskom iskustvu. Munje će se pojavljivati na mnogo većim visinama nego što to danas čine. Goleme oluje praćene tučom stvarat će se u gornjim područjima atmosfere kako će se led stvarati iz velikih količina vode koja se diže pre-

ma gore, ali niti jedna od tih golemih tuča nikada neće pasti na Zemlju. Sve će se rastopiti na putu prema dolje. Zemljini oce­ ani mogli bi ispariti u samo 100 milijuna godina, kao pražnje­ nje kade za kupanje, ali ipak postoji mogućnost da taj proces bude sporiji. U jednom ljudskom vijeku razina vode će opasti samo za nekoliko milimetara, za neopazivu količinu. No u us­ poredbi s dugom poviješću našeg planeta, naizgled beskonačni ocean isparit će relativno brzo, stalno smanjujući područje Ze­ mlje pokriveno morima i povećavajući količinu kopna. Već to samo ubrzat će proces, budući da povećanje područja kopna, koje apsorbira više Sunčeva svijetla, djeluje na pojačanje efekta staklenika i povećanje vodene pare u atmosferi, što opet izazi­ va još veće zagrijavanje i porast temperature. Kad se razina oceana spusti prvo za stotine, a potom za ti­ suće metara, ostatci će postati jako vrući i slani, pošto sol za­ ostaje kada voda ispari. Ta promjena u salinitetu imat će ge­ ološke i biološke posljedice. Velika područja koja su prije bila pokrivena morem sada će postati područja pokrivena debelim sedimentnim naslagama minerala soli, stvarajući ogromna ležišta halita, barita i gipsa. Konačno će te velike slane ploče postati na nekim mjestima po veličini usporedive s kontinen­ tima. Za preživjele morske životinje postojat će more gdje koli­ čina soli zahtijeva sve više i više evolucijskih adaptacija u borbi s tim novim otrovom. Bit će potrebni sve bolji i bolji bubrezi i sustavi za izlučivanje. Što će živjeti u tom vrućem, slanom oceanu? Zavisi kako na to gledate. Kako će se oceani smanjivati, nastat će produ­ ženi niz istrebljenja morskih životinja i sisavaca. Oceani su bili topli u doba mezozoika i paleozoika u prošlosti, kada je veli­ ka količina ugljikova dioksida u atmosferi dovela do velikog zagrijavanja zbog efekta staklenika. Kada su se uvjeti sveli na hladnije od tih vrućih, a pogodnih za razvoj reptila, brojne nove vrste razvile su se u oceanima koji su se hladili. Kad se oceani ponovno zagriju, možda će se povijest ponoviti una­ trag, a vrste koje su se zadnje razvile bit će prve koje će nestati.

To uključuje krile, kitove, dupine, potom srdele, tune i losose. Jastozi, meduze, vlasulje i koralji slijedeći su u tom odbrojava­ nju. Kako se Zemlja bude približavala konačnom smanjenju raznolikosti, gubitak svake vrste stvarat će nove mogućnosti za suparnike i zlu kob za grabežljivce. Kao što se uvijek zbivalo u prošlosti, ekologija živuće Zemlje će se prilagođavati, ali kako more bude postojalo sve neprijateljskije, brojnost i raznolikost života nastavit će se smanjivati po krivulji jednoliko usmjere­ noj prema dolje. Konačno će se život u oceanu vratiti svojim mikrobnim počecima i opet će jednom naša prošlost postati budućnost. Možda će se ta sudbina ponešto odgoditi ako se nove izvanredne supervrste prilagode vrućem i slanom moru, ali kad oceani nastave opadati, na kraju će i one sve izginuti. Na kraju će u oceanima ostati samo bakterije koje se mogu množiti u vrućem slanom mulju. U konačnoj fazi, oceani će izgledati kao živahno obojena jezerca razbacana po širokim ravnicama soli, sličeći solanama. Kad se ta jezerca suše, stvaraju kaleidoskop živih boja koje se razlijevaju od sjajno crvene do pastelno zelene. To nastaje od mikroorganizama koji prebivaju u nevjerojatno slanoj vodi. Konačno će dakako i sama ta jezerca postati slojevi soli. To će biti i s oceanima. Zadnji život kojeg će sadržavati bit će halofili, mikroorganizmi koji žive u sitnim vodenim umetcima u soli. Iako oceansko dno ima planine i udoline, u najvećem dijelu je kao široka ravnica. Kada se osuši, postat će slana pustinja s brojnim razbacanim jezercima slane vode. Oceani sadrže tri posto soli, pa će sušenje četiri kilometara debelog sloja mora ostaviti talog od preko 100 metara soli isprane kišom iz viših u niža područja. Konačno stanje bivših Zemaljskih velikih ocea­ na bit će pusta i gotovo beskrajna slana ploča slična tlu u Doli­ ni Smrti u Kaliforniji. Još dugo vremena nakon što oceani nestanu, preostat će razbacana jezerca vode zasićene solju, obrubljena kristalima soli. Voda će se nastaviti gubiti s vrha atmosfere, ali uvijek će biti nešto isparavanja nove vode iz Zemljine unutrašnjosti kroz

vulkane. Sve dok se Zemljina površina ne zagrije do ekstremne temperature, uvijek će biti nekih mjesta na površini planeta na kojima će moći postojati dragocjena tekućina koja će udomlja­ vati posljednje preživjele organizme na planetu. Kad tempera­ tura konačno dostigne 374 °C, neće više biti vode. To je kritič­ na točka iznad koje voda više ne može biti u tekućem stanju pod bilo kojim tlakom. Kad ta točka bude dostignuta, planet će postati bezvodan, i posljednji život koji se temelji na vodi zasigurno će propasti.

Nestanak oceana odredit će dugoročnu sudbinu čak i najjednostavnijeg živo­ ta na Zemlji. Naše grube procjene moguće temperature buduće Zemlje rađe­ ne su kombinacijom modela Jima Kastinga i budućeg sjaja Sunca. Ako oceani (točnije vodik) ne ispare u svemir, atmosferska vodena para dovest će Zemlju u galopirajući staklenik i krivulja temperature otići će u visine od više stotina stupnjeva. Ako oceani već budu izgubljeni prije negoli počne galopirajući uči­ nak staklenika, temperatura na Zemljinoj površini mogla bi ići po umjerenoj, nižoj krivulju (označena znakom ?) - ali samo za neko vrijeme. Ucrtan je i rast temperature na površini Mjeseca, da bi se pokazalo koliko je ključna uloga učinka staklenika u odnosu na puki rast temperature izazvan porastom sjaja Sunca.

Kada će nam se dogoditi taj super vrući svijet? Ako efekt vlažnog staldenika bude dovoljno brzo djelovao, život može opstati u postoceanskom svijetu. Svijet bez oceana bio bi suši s manje vodene pare koja djeluje kao staklenički plin u atmos­ feri, i time hladniji, dozvoljavajući preostalim bakterijama da prežive u suhom, ali ne potpuno bezvodnom svijetu. Bez efek­ ta staklenika, sve sjajnije Sunce povisilo bi površinsku tempe­ raturu samo za oko 30 °C kroz slijedećih 6 milijardi godina. Ako je proces isparavanja oceana prespor, Zemlja će postati prevruća za život još i za vrijeme postojanja oceana. Ako oce­ ani prežive predugo, sve viša temperatura odvesti će Zemlju u takav efekt staklenika da atmosferska temperatura može na­ rasti i preko 1000 °C, a površina planeta doslovno će se taliti. Kasting je procijenio da se to može dogoditi za 3, 5 milijardi godina, kad Sunce postane 40% toplije nego što je danas. Gubitkom sve vode, posljednji organizmi će na kraju ne­ stati, a s njima sva evolucija i ekologija. Kada će nastupiti taj kraj? Možemo predvidjeti mnogo bolje slijed budućih događa­ nja negoli kad će se dogoditi, jer će evolucija nastaviti pokušaje prilagođavanja novonastalim uvjetima na Zemlji. Iako je da­ tum uništenja nesiguran, konačni uzrok nije: rast temperature. Život se temelji na molekulama, a molekule imaju temperatur­ ne granice na kojima mogu preživjeti. Kuhanje večere u osnovi je razbijanje i transformacija veza u kompleksnim organskim spojevima. Kada Zemlja postane prevruća, njezin sustav živo­ ta će se kuhati, degradirati i raspasti. Ekstremni oblici života mogu biti izvanredni u svojoj sposobnosti da prežive visoke temperature vrućih izvora poput Yellowstonea ili dubokomorskih hidrotermalnih ispuha, ali ni to im neće biti dovoljno da bi izdržali paklene temperature koje će doći. Temeljne kompo­ nente života, proteini, lipidi i aminokiseline, imaju relativno umjerene temperaturne granice. Najveća poznata temperatura na kojoj postoji život je oko 113 °C. Razvijene bakterije koje podnose vrućinu, poput termofila koji postoje u današnjim vrućim izvorima, činit će posljednji oblik života, i mogu po-

maknuti granice ove temperature za desetke stupnjeva ili više, ali sigurno ne za stotine stupnjeva. Možda će posljednji orga­ nizam biti neki autotrof, organizam koji gradi organske spo­ jeve iz anorganskih izvora i živi ispod površine tla. Njegovo posljednje stanište najvjerojatnije će biti ispod površine visoke planine u polarnom području, gdje će temperatura biti najni­ ža. Kad njegova okolina dostigne oko 150 °C, i on će morati nestati. Ako oceani budu isparavali relativno brzo i bude izbjegnut efekt staklenika, koji naglo raste, možda će život potrajati go­ tovo do kraja života Sunca kao zvijezde iz glavnoga niza HR dijagrama. Život, u primitivnom obliku, mogao bi opstati sli­ jedećih 6 milijardi godina. U protivnom, Zemlja će postati kopija Venere, gdje je povr­ šinska temperatura od 450 °C dovoljno visoka da tali kositar, a voda u tekućem stanju ne može postojati pri nikakvom tlaku. Nemamo podataka o ranoj povijesti Venere, ali možemo pret­ postaviti da je imala ocean koji se već ranije potpuno izgubio u prostor, budući da je Venera bliža Suncu. Čak i ako Zemlja zbog gubitka oceana ne doživi efekt staklenika kakav trpi Ve­ nera, ona će to iskusiti kasnije u svojoj povijesti kako se Sunce bude zagrijavalo. Kad Sunčevo zagrijavanje postane prejako, ogromne količine ugljika, vezane u vapnencima i drugim kar­ bonatima, bit će na kraju otpuštene u atmosferu, stvarajući za­ grijavanje efektom staklenika. Niti jedan organizam neće tome svjedočiti. Kada stijene budu dovoljno vruće da razgrađuju va­ pnenac milijarde godina od danas, Zemlja će već biti potpuno sterilan planet što kruži oko zvijezde koja je postala crveni div.

najznačajniji korak u uništenju živo­ ta na planetu Zemlji. Mi u stvari nosimo morsku vodu u žila­ ma u obliku krvi, i koliko god smo se udaljili poput svih živo­ tinja, podsjećamo se na naše morsko podrijetlo kroz mnoštvo bioloških činjenica. Možda nema apokaliptičnije vizije: plavoGUBITAK OCEANA BIT ĆE

zeleni planet Zemlja pretvorio se u smeđi, njegova površinska voda je nestala, većina njegovog života iščezla. Kako smo razmatrali u ranijim poglavljima, važnost tektonike ploča već poodavno su geolozi uočili kao nešto najhitnije što možemo promatrati i istraživati na površini Zemlje. To je središnji predmet proučavanja geologije, koji može u jedin­ stvenoj teoriji obuhvatiti i objasniti svojstva Zemlje, od raz­ mještaja kontinenata do postojanja i raspodjele potresa. Razvoj teorije i proučavanje pojava vezanih uz tektoniku ploča postaje središnje područje interesa za astrobiologe, budući da je Ze­ mlja jedini planet Sunčevog sustava s razvijenim životom, a možda i jedini sa životom, a istovremeno i jedini planet s tektonikom ploča. To ne mora biti koincidencija. Za naše potrebe možemo također pretpostaviti da će tektonika ploča prestati relativno ubrzo u Zemljinoj povijesti, a kada se to dogodi čini se vrlo vjerojatnim da će sav život na Zemlji također uskoro iza toga nestati. Gubitak oceana može biti uzrokom zbog kojeg će prestati pomicanje ploča na planetu Zemlji. S usporavanjem tektonike ploča, postojeći život na planetu također će biti pred propašću. Dva različita procesa mogu dovesti do smanjenja pomica­ nja ploča. Prvi je gubitak oceana. Drugi i potpuno nezavisni uzrok može biti smanjenje topline iz unutrašnjosti Zemlje, kada više ne bude dovoljno energije za gibanja u području konvekcije koje pokreću tektoniku ploča. Prvi od tih procesa, gubitak oceana, zaustavit će tektoniku ploča zbog razloga koji nije odmah uočljiv: promjene u sasta­ vu stijena dodavanjem vode novoj lavi omogućuju stijenama da zaranjaju u Zemlju na zonama subdukcije. Kao što smo prije objasnili, to su dugačka dodirna područja gdje oceanska kora ulazi duboko u Zemlju ispod kore kontinenata. Ona se ne spušta toliko zbog toga što je pritisnuta prema dolje nego tone zbog gravitacije. Kada se bazalt, koji je stvoren na mjestima širenja pomiče s mjesta stvaranja, on je na početku dovoljno lagan da pluta na Zemljinom omotaču, ali vremenom se mije-

ša s gomilama guste vulkanske stijene poznate kao gabro, koja se prihvaća na bazaltnu bazu. Bazalt sada teško pluta i, kako se hladi, postaje sve teži. Čim postigne dovoljnu gustoću, tone natrag, spuštajući se sve do 650 km dubine, ali samo ako se može dovoljno svinuti na granici ploča, da bi se usmjerio pre­ ma dolje. Za to je potrebna voda. Kao što smo prije objasnili, oceanske ploče razmiču se na šavovima razdvajanja i postupno mijenjaju sastav kako se voda dodaje kristalnoj strukturi ključnih minerala. Drugim riječi­ ma, bazalt postaje hidratiziran. Bez vode bi litosfera, koja čini ploče i koja je površinsko područje sastavljeno od kore i najgornjeg dijela plašta, bila prečvrsta i lomljiva da bi se mogla podvući. S vodom, oceansko dno postaje dovoljno savitljivo za djelovanje tektonike ploča. Čak i u odsutnosti vode izljevi zagrijane vruće magme mogu dolaziti do površine planeta, ali ovdje će se samo slagati u sve deblju, krutu, stabilnu površinu. Venera i Mars nemaju zone subdukcije, pa tako ni tektoniku ploča. Iako oba planeta mogu imati unutarnju konvekciju u plaštu, potrebnu da po­ krene površinske ploče, sama površina sastavljena je od čvr­ ste stijene koja se ne može pomicati. Kora na tim planetima, zbog svoje debljine i čvrstoće, sada je nepomična. Nedostatak vode na oba planeta može biti tome razlog. Kako su oba mo­ gla imati tekuću vodu u prošlosti, a sastav kore dovoljno sličan Zemljinom, možemo smatrati da je jednom i na Veneri i Mar­ su vlada tektonika ploča, a možda je zaustavljena kada su oba planeta izgubila tekuću vodu. Kako je toplina nastavila rasti, to je u slučaju Venere izazvalo taljenje čitave površine plane­ ta prije oko milijardu godina. Na Zemlji viskoznost naše kore omogućava oblikovanje planina, kružni tok hranjiva i ugljika, te napokon života. Poput zaustavljanja ljudskog srca kod osobe koja je dugo živjela, zaustavljanje tektonike ploča imat će mnogostruke učinke. Dugački planinski lanci prestat će se oblikovati, a oce­ anski bazeni punit će se sedimentima erodiranim s kontinena-

ta. Planet će postati zaravnjeniji. Poput kore Venere i Marsa, i Zemljina kora će se debljati, a kako će se to događati, toplina će rasti. Vrlo je vjerojatno da će se ono što se dogodilo Veneri dogoditi i Zemlji: taljenje kore čim se za to steknu uvjeti. Po­ novno to bi moglo uništiti sav preživjeli živi svijet, naravno i to je još jedan način na koji gubitak oceana može gotovo sa sigurnošću izazvati konačno istrebljenje. Kraj tektonike ploča zbog gubitka oceana može nastupiti iz­ među 750 milijuna i 1, 2 milijarde godina od danas. No Kevin Zahnle iz NASA-e ukazao je na drugu mogućnost ranijeg katastrofičnog kraja zemaljskih geoloških procesa: usporavanje tektonike ploča izazvanog, ne zbog nestanka vode, nego zbog usporavanja tokova topline u Zemljinoj unutrašnjosti. To bi moglo dokrajčiti život brže nego što bi se to na druge načine dogodilo. Geotermalna energija, a ne solarna, pokreće tektoniku plo­ ča, a ona, za razliku od Sunca koje postaje vremenom sve to­ plije, troši svoje gorivo. Radioaktivni raspadi u Zemlji, koji stvaraju toplinu, vremenom slabe. Zahnle pretpostavlja da to može zaustaviti pomicanje ploča već za svega 500 milijuna go­ dina, davno prije predviđenog gubitka oceana. Što će se dogo­ diti ako tektonika ploča stane prije nego što oceani nestanu? Ako se tektonika ploča naglo prekine, subdukcija se neće više događati na kontaktima između ploča koje se sudaraju. Planine i planinski lanci prestat će rasti. Erozija će početi na­ grizati njihovu visinu, U konačnici, svjetska će brda biti sniže­ na na morsku razinu. Koliko vremena treba za to? Problem je, zbog načela ravnoteže, malo kompliciraniji od jednostavnog mjerenja prosječne brzine erozije i izračunavanja broja godi­ na za iščeznuće planina. Planine, a i kontinenti, su poput santi leda. Ako santi odrezete vrh, lakše podnožje se uzdiže u odno­ su na morsku razinu. Isto se događa s planinama. Kontinenti će se uzdignuti kako budu gubili težinu svojih vrhova. U ko­ načnici, naravno, čak i taj efekt ravnotežnog uzdizanja bit će prevladan nastavljanjem erozije.

U međuvremenu će erodirane planine biti nošene rijekama i vjetrom u oceane, istiskujući morsku vodu i uzrokujući diza­ nje razine mora. Proračuni mnogih geomorfologa, znanstveni­ ka koji proučavaju oblik kopna, upućuju na mogućnost da će čitava Zemlja još jednom biti cijela pokrivena oceanom. On će biti mnogo plići od današnjeg, ali svakako globalan po raspro­ stranjenosti. Naš planet bi se vratio u stanje koje je imao prije 4 milijarde godina, tako rano u svojoj povijesti: globus potpu­ no ili gotovo potpuno pokriven oceanom. S ispiranjem kon­ tinenata, Zemlja bi svjedočila masovnijem istrebljenju nego ikada u prošlosti. Sav kopneni život izumro bi pod valovima. Paradoksalno, povećanje oceanskih područja moglo bi tako­ đer biti praćeno istrebljenjem i u moru. Oceanski život zavisi o hranjivima, a većina hranjiva dolazi s kopna, nošena rijekama i strujama. Nestankom kopna, ukupna količina hranjivih tva­ ri, unatoč početnom povećanju izazvanom velikim količinama sedimenata koje su ušle u oceanski sustav, na kraju će se sma­ njiti, a sa smanjenjem hranjivih tvari bit će i manje morskih životinja i biljaka. Koliko će biti potrebno da se stvori ovaj vo­ deni svijet? Desetci milijuna godina potrebni su za eroziju pla­ nina i kontinenata do morske razine, ali masovni nestanak ži­ vota započet će mnogo prije. Ako se to bude zbivalo u vrijeme visokih temperatura, to bi moglo samo ubrzati gubitak oceana u svemir. Ponovno će kao rezultat biti planet pokriven solju. U svakom slučaju, vrijeme tektonike ploča, otkucaji srca i optok krvi planeta Zemlje je ograničeno. Njegov kraj ozna­ čava radikalnu promjenu Zemlje od planeta kakvog poznaje­ mo prema nepoznatome. Kao što otkazivanje jednog sustava u organizmu Ruth Ward utječe na slom svih ostalih, tako su i Zemijini sustavi međusobno povezani. Rast temperatura, isparavanje mora i usporavanje tektonika ploča međusobno će djelovati i preoblikovati naš planet u novi pakao, što će konač­ no utrnuti dugu povijest života.

9 CRVENI DIV

kojem će naš svijet ponovno proživ­ ljavati uvjete svoje najranije povijesti. Milijardama smo godi­ na u budućnosti. Biljke su nestale, životinje su izumrle uslijed previsoke temperature, oceani su izgubljeni u svemiru, a tektonika ploča je prestala. Debela, gusta atmosfera povisila je glo­ balnu temperaturu na iznad 370 °C. Nema više vode na plane­ tu. Sav život, osim mikroba, je nestao. Evolucijska sposobnost preživljavanja je gotova. Planet je sličan onome nakon postan­ ka - vruć, neprijateljski i sterilan. Ružičast, beživotan, stjenovit planet s kisikovom atmos­ ferom pod visokim tlakom još se giba oko Sunca. Tamo gdje su nekad bili oceani sada su goleme pustinje okamenjene soli. Dugi planinski lanci su nestali i jedini preostali vrhunci su golemi usamljeni vulkani koji rigaju lavu i plovučac u gu­ stu otrovnu atmosferu. Zemlja je postala gorom od Marsa i Venere danas, steriliziran planet. Jedini ostaci su fosili. Nema nade za ikakav budući život na planetu. Ali to nije kraj svijeta. Još nije. Slijedeći događaji neće doći sa Zemlje. Oni će doći sa Sunca. U tom. vremenu, nakon milijardi godina relativno sta­ bilnog postojanja kao zvijezda glavnog niza, Sunce će prolaziti DOŠLI SMO DO DOBA U

dramatično razdoblje kad dođe do konačnog stadija svoga ži­ vota kao sjajne zvijezde. Promijenit će svoju uobičajenu žutu boju i sadašnju veličinu i oblik te postati crveni div i kao takav zaprijetiti i samom postojanju našeg planeta. Prije nego što se to dogodi, odigravat će se još jedna dra­ ma. Naša Galaktika sudarit će se s drugom galaktikom. Iako to neće izravno utjecati na naš Sunčev sustav, kada sudar prođe, naša Galaktika izgledati će sasvim drukčije. Mi jurimo prema tom trenutku u kojem će vjerojatno doći do sudara s masivnom spiralnom galaktikom vrlo sličnoj na­ šoj. Za tamne noći daleko od gradskih svjetala lako je možete uočiti u njenom približavanju k nama: magličastu mrljicu pri­ bližno veličine Mjeseca u zviježđu Andromede, na pola puta između Kasiopeje i jugoistočnog vrha velikog četverokuta Pegaza. Iako uopće nije spektakularna, taj magličasti izvor svjetla jasno se ističe među zvijezdama na tamnom nebu. To je M 31, a on M znači da je upisana u katalog nebeskih objekata francuskog astronoma Charlesa Messiera 1771. godi­ ne. Messier je pomnjivo tragao za kometima i usput napravio popis za tu svrhu beskorisnih magličastih objekata na nebu za koje mu se činila da se ne miču i da stoga nisu kometi. M 31 bio je trideset i prvi magličasti objekt kojeg je Messier katalogizirao. Objekt koji je astronomu smetao bio je, naravno, mnogo više od svjetleće mrlje na nebu. Već s dobrim dalekozorom i ako je nebo dovoljno tamno vidi se da je to susjedna galaktika blizu 5 stup­ njeva promjera. Za malo više od 2 milijarde godina njen pro­ mjer će biti 20 stupnjeva, ili veličine lopte za odbojku kad je dr­ žimo u ispruženoj ruci. Velikim teleskopom promatrana, M 31 je veličanstven prizor sa svojim spiralnim krakovima, plinom i prašinom. Možete čak vidjeti malene galaktike koje je okružuju. Zbog svoje spektakularne spiralne strukture i blizine, ona je kla­ sična galaktiku čija se slika nalazi u gotovo svim udžbenicima astronomije. Budući da smo mi unutar naše Galaktike i nismo u stanju direktno vidjeti njezinu strukturu, M 31 se odavna uzima kao primjer kako vjerojatno izgleda naša Galaktika promatrana

iz daljine: ogroman vrtložni objekt sastavljen od zvijezda u gi­ banju. Susjed koji juriša na nas je čak i veći. To je galaktika od stotina milijardi zvijezda, dvostruko veća od naše. Radijalna brzina približavanja M 31 može se izmjeriti po­ moću Dopplerova efekta, ili pomaka boje, odnosno pomaka spektralnih linija svjetla kojeg emitira. Iako se galaktike u sve­ miru općenito međusobno udaljuju jedna od druge, one koje su bliske često se približavaju u sudaru. Sasvim je pouzdano da nam se M31 približava brzinom od preko 300 kilometara u se­ kundi. Iako je za sada na ugodnoj udaljenosti od 2, 2 milijuna godina svjetlosti, a najbliža nam je zvijezda samo oko 4 godine svjetlosti daleko, nedvojbeno će doći ovamo za određeno vri­ jeme. Za 3 milijarde godina, daleko prije nego što Sunce po­ stane crveni div, može se očekivati da se naša Galaktika sudari i izmiješa s M 31, koja je poznatija kao Andromedina maglica. Ta sudbina nije još izvjesna, jer nismo još sigurni da je smjer približavanja našeg susjeda dovoljno točan za direktni sudar, ali je vjerojatno barem djelomično miješanje. Čak i kada se ga­ laktike samo mimoiđu jedna blizu druge, njihova međusobna gravitacija donijet će značajne promjene i eventualno miješa­ nje. Kao i tvrtke na Zemlji, tako će se i naša i Andromedina galaktika vjerojatno ujediniti stvarajući novu tvorevinu. Po svoj prilici će Sunce i njegova planetna obitelj ostati dio te mje­ šavine, ali možda i ne. Postoji mala, ali realna, mogućnost da nas gravitacijske sile tog susreta ne uvuku unutra nego izbace van, pa da naš Sunčev sustav otplovi u intergalaktički prostor. Zašto astronomi uzimaju u obzir tu mogućnost? Gledajući druge galaktike vidimo mnoštvo primjera sudara i bliskih su­ sreta. Jedan od dokaza da se to događa je postojanje plimnih repova, nizova zvijezda koje se poput čuperaka daleko protežu od glavnih dijelova njihovih galaktika. U mnogim slučajevima zvijezde iz tih čuperaka odlaze u intergalaktički prostor. Iako većina zvijezda ostaje zadržana unutar mješavine, neke su iz­ gubljene, a uvijek postoji mogućnost da naše Sunce bude jed­ na od izbačenih.

Druga mogućnost je da se nađemo u središtu galaktičkog preplitanja. Taj sudar, koji se događa brzinom od jednog pro­ mila brzine svjetlosti, zvuči vrlo opasno. No iako će on promi­ jeniti noćno nebo, on nipošto nije uništavajući. Galaktike su gotovo u potpunosti prazan prostor, s raspršenim zvijezdama jako udaljenim međusobno, i stoga je sudar galaktika uglav­ nom mekan i nježan događaj koji traje na stotine milijuna godina. Sudar više sliči miješanju dvije skupina balerina nego sudaru vlakova, ili sudaru dva sumo borca, ili udaru broda u ledenu santu, ili asteroidu koji udara u planet. Zamislite roj pčela koji prolaze jedan kroz drugog u noći. Kroz nekoliko prošlih dekada astronomi su ustanovili da su sudari galaktika uobičajeni i da je to normalna pojava u prirodi. Masivne ga­ laktike često progutaju svoje manje susjede. Naša galaktika je vjerojatno asimilirala mnogo manjih galaktika, a zapravo se i sada sudara i asimilira jednu patuljastu eliptičku galaktika u zviježđu Strijelca. Jeste li to zamijetili? Zvijezde su toliko sitne u usporedbi s golemim udaljeno­ stima među njima da one gotovo nikada ne dolaze u fizički kontakt. One su poput iskri na vjetru, gibajući se kako ih tje­ raju lokalne gravitacijske sile. Nevjerojatno, ali gravitacija koja kontrolira gibanje tih iskri ne potječe iz samih zvijezda, kako god bile masivne, nego je zapravo u prvom redu uzrokovana još uvijek zagonetnom i nevidljivom materijom nazvanom ta­ mna tvar. Galaktike su mnogo više nego što se to naizgled čini. One su jako kompleksne skupine sastavljene od vidljive tvari, kao što su sjajne zvijezde, i nevidljive tvari. Jedno od najvećih astronomskih otkrića našeg doba bila je spoznaja da galaktike nisu samo nakupine zvijezda pomiješane s nešto plina i praši­ ne. Vidljiva tvar u galaktikama predstavlja samo oko 10% nji­ hove ukupne mase, kao što je vidljivi vrh ledene sante samo dio njezine podvodne veličine. Većina mase galaktika čini mi­ steriozna tamna tvar, koju naši teleskopi, stoga što je tamna, ne mogu vidjeti. Njezino postojanje ustanovljeno je po utjecaju

njezine gravitacije: ona čini da galaktike rotiraju, skupljaju se i gibaju drukčije nego što bi se gibale kad bi se sastojale samo od zvijezda. Svaka galaktika je obuhvaćena haloom te tamne tvari koja stvara gravitaciju, ali još ne znamo što je ona. Zami­ sli se kreću u rasponu od toga da su to tamni planetni ili zvjez­ dani masivni objekti nazvani MACHO (od engleskog massive compact halo objects), do nekih nepoznatih elementarnih če­ stica općenito nazvanih WIMP (od engleskog weakly interac­ ting massive particles). Uz tamnu tvar, galaktike imaju i druga značajna svojstva. Čini se da ih većina ima masivnu crnu jamu u središtima, a naša Galaktika ima crnu jamu, po svemu sudeći mase veće od 2 milijuna masa Sunca. Pojedine galaktike su i raznih oblika, jer imaju različite povijesti razvoja, veličinu i svojstva. Neke su male, neke su velike, neke su spiralnog oblika, neke nepravil­ ne, a neke eliptičke. Neke galaktike stvaraju zvijezde stalnom učestalošću dok druge imaju maksimum stvaranja u ranijem ili kasnijem razdoblju svoje povijesti. Poput ljudi, i svaka ga­ laktika je jedinstvena. Prostorna raspodjela galaktika je također mnogo kompleksnija nego što bi se očekivalo. U lokalnim razmjerima, galak­ tike su grupirane u jata. Mjerenje udaljenosti velikog broja galaktika ukazalo je da je svemir mješavina područja gušće popunjenih galaktikama i velikih pustih predjela gdje su ga­ laktike rijetke. Presjek kroz svemir ponešto sliči švicarskom siru, ili još bolje pjeni s velikim prazninama okruženim nitima i opnama tvari. Samo postojanje galaktika, jata galaktika, i strukture svemi­ ra općenito ima svoje korijene u samom početku Velikog pra­ ska. Male varijacije u doba kad je svemir bio manji od vrška igle vodile su prema grudastoj raspodjeli masa. Kako se svemir širio i hladio, grude materije su se skupljale i posvuda obliko­ vale galaktike i skupine galaktika. Bez početne neravnomjerne raspodjele, materija ne bi mogla oblikovati zvijezde i galaktike, i mi ne bismo bili ovdje.

Naša Galaktika pripada skupini galaktika poznatoj po nazi­ vu lokalna grupa. Sveukupno, ona sadrži više od 30 poznatih članova. Većina galaktika su male, a neke sadrže samo neko­ liko stotina milijuna zvijezda. Većinu mase lokalne grupe čini M 31 i naša Galaktika, svaka sastavljena od više od 300 mili­ jardi zvijezda, plus tamna tvar i masivna centralna crna jama. Članovi lokalne grupe pomiču se poput jata sporih meduza. Privlačene zajedno međusobnom gravitacijom, ali i pokorava­ jući se univerzalnom zakonu inercije, one slijede kaotične pu­ tanje jedne oko drugih. Iako je gravitacijski ples dvaju tijela re­ lativno jednostavan i događa se onako kako je to opisao Isaac Newton prije nekih 300 godina, gibanje više tijela je kaotično i može se simulirati samo pomoću računala. Te simulacije su pokazale da se galaktike u jatim sudaraju ili prolaze blizu jed­ na pokraj druge. Kao što je već spomenuto, naša Galaktika se sada sudara s malom eliptičnom galaktikom u Strijelcu, a to je proces koji uzrokuje raspad patuljaste galaktike i u konačnici uključivanje njenih zvijezda u našu. Budući da je naša gravita­ cija toliko mnogo veća, manje galaktike će se raspasti i većina njihovih zvijezda postat će dio Galaktike. Nema ništa novog u tom događanju. Premda je većina zvijezda u našoj Galaktici oblikovana bez toga, neke su ukradene iz susjednih galaktika za vrijeme tih bliskih susreta. Tijekom približno 1, 3 milijarde godina povijesti svemi­ ra naša Galaktika i Andromedina bile su stalno daleko jedna od druge. Sada se čini da su na stazama prema sudaru. Sudari mogu značajno promijeniti strukturu galaktika, a preraspodje­ la plina može radikalno promijeniti učestalost formiranja no­ vih zvijezda, povećavajući je toliko da se to naziva zvjezdanom eksplozijom. Najmasivnije zvijezde se tada vrlo brzo razvijaju i postaju supernove, zvijezde koje eksplodiraju nevjerojatnom žestinom. Učestalost supernovih je sada u Galaktici oko jedne na stoljeće, ali u periodu zvjezdane eksplozije može narasti na više od jedne godišnje. To golemo povećanje zvjezdanih ek­ splozija moglo bi biti spektakularno budućim Zemljanima ako

budu imali oči da ih vide, ali kao što je objašnjeno ranije, vrlo je vjerojatno da će u to doba ubrzanog formiranja zvijezda ze­ maljski život biti vraćen na razinu bakterija. Sudar između Andromedine galaktike i naše simulirali su John Dubinski sa sveučilišta u Torontu i Lars Hernquist iz Centra za astrofiziku na Harvardu, koristeći IBM super kom­ pjutor i izračunavajući gibanja 90 milijuna materijalnih točaka, ili "zvijezda". Simulacija još nije dovoljno razvijena da bi točno predvidjela posljedice sudara u detaljima, budući da svojstva dviju galaktika kao i njihova transverzalna brzina nisu točno poznati. No oni su pokazali općenita svojstva spektakularnog i čudesnog događaja, sudara dvije velike spiralne galaktike. Sudar je dugotrajan događaj koji traje više od milijardu go­ dina. Kako se galaktike približavaju jedna drugoj, obje razvijaju čudesne spiralne strukture s čupavim magličastim krakovima usmjerenim od njih. Fantastično izobličena tijela koja se vrte,

Računalna simulacija jedne faze budućeg sudaranja naše Galaktike s Andromedinom maglicom. (John Dubinski, Sveučilište Toronto).

doslovno prolaze jedno kroz drugo kako međusobna gravitaci­ ja njihovih zvijezda i tamne tvari djeluje medu njima. Galaktike prolaze jedna kroz drugu poput bika i matadora, a zatim se po­ novno spajaju. Većina masa dviju galaktika konačno se miješa i oblikuje novu galaktiku. Mali dio svake je izgubljen u putanjama koje ih odvode u samoću intergalaktičkog prostora. Pretpostavivši da će Zemlja ostati u Galaktici, ona će se naći u različitom galaktičkom okruženju. Jednom kad se do­ vrši nova smjesa, naš Sunčev sustav nalazit će se u jednoj elip­ tičnoj galaktici koja se razvila iz naše spiralne. Zvjezdane staze postat će manje kružne i većeg nagiba jedne staze u odnosu na drugu. Nakon početne eksplozije stvaranja novih zvijezda, količina plina koji je bio njihovo gorivo će opasti, a učestalost stvaranja novih zvijezda naglo će se smanjiti. Kao eliptička ga­ laktika, ona neće imati spiralne krakove pune novih zvijezda i područja u kojima one nastaju, poput onog u Orionovoj ma­ glici na našem sadašnjem nebu. Sa svojom malom brzinom stvaranja, čitava Galaktika postat će stareća struktura prastarih zvijezda koja polako odlazi u zaborav. Kad bi Zemljani mogli promatrati cijeli proces sudara kao jako ubrzani film, prvo bi vidjeli kako M 31 postaje veća i sjaj­ nija dok na kraju ne pokrije čitavo nebo poput druge Mliječne staze. Nakon početnog približavanja, događaji vjerojatno ne bi bili jako spektakularni osim povećanja učestalosti eksplozija supernovia. Promjenu oblika galaktika ne bi se moglo opažati sa Zemlje. Velike strukture najbolje se vide iz daljine. Prisutnost prašine čini ishod zamršenim. Veliki broj malih čestica kamena i ugljika već mijenja današnji izgled naše Ga­ laktike. Kad pogledate na Mliječnu stazu vidite unutrašnjost ruba naše Galaktike koja ima oblik diska. Difuzni sjaj nera­ zlučivih zvijezda koje se pružaju u obliku luka preko neba pre­ kidan je značajnim nepravilnim tamnim područjima uzduž središnje linije, a to su područja gdje prašina sprječava prolaz svjetlosti udaljenih zvijezda. Zapravo su sve pojedinačne zvi­ jezde koje vidimo na noćnom nebu lokalne, jer one koje su

bliže izgledaju sjajnije, a i zato što je udaljenijima prigušen sjaj tisućama svjetlosnih godina debelim slojem međuzvjezdane prašine. Ta prašina će također prigušiti sjaj velikog sudara. Sa Zemlje se to neće bitno razlikovati od sadašnjeg izgleda neba s južne polutke, gdje se i naša Mliječna staza i male nepravične galaktike Magellanovi oblaci ukazuju kao složeni uzorak difuznog sjaja. Nakon milijarde godina međudjelovanja, smjesa će biti kompletna, stvari će se smiriti i nova eliptička galaktika će se pojaviti kao sjajnija i veća Mliječna staza, ali bez pojaseva pra­ šine, pošto će prašina većinom biti potrošena za nove zvijezde. To će biti pravilnije, difuznije i elegantnije nebo, ali nebo bez M 31. I to će biti nebo koje će dominirati noćima u kojima će posljednja stvorenja na Zemlji činiti posljednje pokušaje pro­ tiv neumoljivog povećanja sjaja Sunca i stalno povećavajućih neprijateljskih uvjeta na Zemlji.

od sudara s M 31, milijarde go­ dina u kojima će Sunce postajati sjajnije. Možda će ta pojačana toplina omogućiti da se pojavi život na drugim mjestima, na mjesecima Jupitera ili Saturna. Zasigurno će i Mars biti topao umjesto hladan. Na Zemlji će međutim vrijeme života odavno proći. Dođite s nama na taj naoko strani planet budućnosti. On je nevjerojatno neprijateljski. Atmosfera je gusta i vru­ ća kao što je danas na Veneri. Debeli oblaci nitratne kiseline i preostale vodene pare obuhvaćaju planet i mi ne možemo vidjeti veliko Sunce, ali o njegovoj prisutnosti zbog topline ne možemo dvojiti. Dan je siv, bez sjena, a tamne noći su nešto iz prošlosti. Mjesec, koji se bio udaljio tijekom milijarda godina, počinje se sada približavati u spirali na svom posljednjem putu prema konačnom sudaru sa Zemljom. Prošlo je 11 milijardi godina od nastanka Zemlje, i Sunce je ušlo u svoju fazu crve­ nog diva. Njegovi pipci počinju dopirati do Zemlje. MILIJARDE GODINA SU PROŠLE

Iako je to napuhano Sunce zlokobno, moramo mu biti za­ hvalni za njegovu dugu službu. Prije nego što razmotrimo Zemljine posljednje dane, moramo uvažiti da je povijest našeg planeta mogla biti mnogo kraća da je Sunce imalo malo veću masu. Čini se paradoksalnim, ali da je Sunce imalo veću masu, njegov život bio bi kraći. Masivnije zvijezde su toplije u svojim središtima, čestice se brže gibaju i češće spajaju, njihove nukle­ arne reakcije događaju se s većom učestalošću, a time i brže troše gorivo. Da je Sunce imalo 50% veću masu, što nije neo­ bično za zvijezde, već bi dosad potrošilo svoje vodikovo gorivo i postalo crveni div koji bi skuhao naš planet. Zbog te ubrzane povijesti masivnijeg Sunca, ne bi bilo vremena da se životinje razviju u punom bogatstvu. Sunce u kojem danas uživamo dalo je životinjama oko milijardu godina za razvoj, a mi se na­ lazimo otprilike na polovici toga razdoblja. Nasuprot tome, kad bi Sunce bilo manje, bilo bi manje to­ pline, što bi stvorilo bezbroj s time vezanih problema. Zvijezde mogu biti oko 10 puta manje mase od Sunca pa do blizu 100 puta veće mase. Srećom, naša je zvijezda prave veličine. Premda je bilo potrebno stoljeće znanstvenog detektivskog posla da bi se uspjelo razumjeti evoluciju zvijezda, mi zapravo vidimo čudesne primjere različitih stadija zvjezdanog života, svaki put kad pogledamo zvjezdano nebo. Za kratko vrijeme promatranja možemo vidjeti primjere čitavog slijeda zvjezda­ ne evolucije. Dobro mjesto za početak je Orion, dobro poznato zviježđe koje dominira zimskim nebom. Ako koristimo dvo­ gled ili mali teleskop i pogledamo mač koji visi s Orionovog pjasa, vidimo sjajnu mrlju koja sadrži mnoštvo plavkastih zvi­ jezda, slavnu Orionovu maglicu. To je zvjezdani rasadnik uda­ ljen samo 300 godina svjetlosti od nas, gdje se i sada stvaraju nove zvijezde. Sjajne plave zvijezde su stare manje od milijun godina, a njihov sjaj u ultraljubičastom i vidljivom području osvjetljava ovojnicu od plina i prašine koja ih okružuje, što stvara spektakularnu maglicu. Jednim pogledom mi tu može­ mo vidjeti rađanje zvijezda iz međuzvjezdanog plina i prašine.

Ako pogledamo na desno rame Oriona, vidimo sjajnu cr­ venu zvijezdu koja je primjer za skoro posljednji stadij života zvijezda. To je Betelgeuse, crveni superdiv koji je u posljednjih nekoliko milijuna godina svog života kao sjajni objekt. On je spektakularan, više nego 10 puta masivniji od Sunca i više nego 50. 000 puta sjajniji. Kad bi tu zvijezdu stavili u središte Sunčeva sustava, njezina površina dopirala bi na pola puta do Jupitera, a intenzivan sjaj njezine crvenkaste svjetlosti stvorio bi tempe­ raturu paljenja na svim planetima, čak i na ledenom Plutonu. Kad promatramo Betelgeuse, gledamo smrt zvijezde. Nuklear­ ni procesi na njoj su pri kraju, a zvijezda se nije samo napuhala do goleme veličine, već je nestabilna i mijenja veličinu i sjaj u ritmu od svega nekoliko godina. Ta zvijezda se približava naj­ dramatičnijem trenutku koji zvijezda može doživjeti: Betelgeuse će uskoro postati supernova. Eksplodirati će i tijekom nekoliko dana sjaj će joj biti poput sjaja cijele naše Galaktike. Naše Sunce nikada neće doživjeti tu sudbinu, jer je takav kraj zvijezda moguć za one, poput Betelgeuse, koje su najma­ nje 8 puta masivnije od Sunca. Naše Sunce će postati crveni div, ali nikad neće postati supernova. Među sjajnim zvijezdama noćnog neba možemo također vidjeti zvijezde u istom evolucijskom stadiju kao Sunce. Sirius, u zviježđu Velikog Psa, je najsjajnija zvijezda na noćnom nebu. Vidi se kao sjajna plava zvijezda često titrava sjaja u raznim bo­ jama zbog smetnji naše turbulentne atmosfere. To je zvijezda glavnog niza u srednjoj dobi, i čini ono što zvijezde srednje dobi čine: stvara energiju pretvarajući vodik u helij. Pošto je tako ma­ sivna, Sirius će potrošiti nuklearno gorivo mnogo brže od Sunca i konačno postati crveni div, donelde sličan Betelgeusi. No ne potpuno sličan. Nevidljiva golim okom je činjenica da je Sirius binarna, to jest dvostruka zvijezda. Ima čudesnog pra­ tioca koji ga obilazi za 50 godina. Taj partner je preslaba sjaja da bi ga se vidjelo golim okom, a prvi put je viđen teleskopom 1862. On je malo veće mase od Sunca, ali manji od Zemlje! Si­ rius B je prva zvijezda bijeli patuljak ikada viđen. Ta zvijezda je

u početku bila masivnija od Siriusa, ali je brzo potrošila sveu­ kupno nuklearno gorivo i eksplodirala, izbacujući većinu svoje mase u svemir. Preostali dio je preživio kao mali, nevjerojatno gusti bijeli patuljak koji se brzo vrti. Bijeli patuljci su konačno stanje zvjezdanog života, kada se zvijezde pretvore u jako kom­ paktna tijela koja se polako hlade do iščeznuča. U svemiru ima posvuda bijelih patuljaka. Teško ih se može vidjeti zbog njiho­ va slabog sjaja, ali su oni uistinu najuobičajeniji tip zvijezde. Na kraju će sve zvijezde biti ili bijeli patuljci ili neutronske zvijezde ili crne jame; to su konačne točke razvoja zvijezde.

srednje dobi, a ta dob zauzima 90% nje­ govog života kao sjajne zvijezde. Kako troši vodikovo gorivo u svojoj unutrašnjosti, postupno postaje sjajnije, i tijekom 11 milijardi godina života na glavnom nizu promijenit će sjaj za dva i pol puta. Promjena od zvijezde glavnoga niza, žute i normalne veličine, u crvenog diva bit će dramatična i kratka. Jezgra od helija postajat će sve toplija, odgurujući površinsku ljusku plina. To će, paradoksno, hladiti površinu, i činiti da Sunce izgleda sve crvenije. Promjer će mu rasti i naša zvijezda će postati tisuće puta sjajnija nego što je danas. Kad bi to neka osoba mogla gledati sa Zemlje vidjela bi kako se Sunce širi, od svog sadašnjeg kutnog promjera od pola stupnja, u zvijezdu koja potpuno ispunjava dnevno nebo. Snaga njezinog zračenja povećava se 2000 puta, premda površinska temperatura padne na polovicu sadašnje vrijednosti. Čak i bez stakleničkih plino­ va, površina Zemlje zagrijat će se na preko 2000 °C, dovoljno da rastali planine i pretvori naš planet u biljarsku kuglu. NAŠE JE SUNCE SADA

Kako jezgra bogata helijem bude postajala sve masivnija i gu­ šća, njezini atomi postaju jako zgusnuti te jezgra prelazi u stanje koje se naziva "degenerirana materija". U degeneriranoj materiji tlak nije određen temperaturom, i lako Sunce ne može više osta­ ti stabilno šireći se i hladeći. Umjesto toga, jezgra postaje eksplo­ zivno nestabilna. Rezultat je takozvani helijev bljesak.

Kad temperatura jezgre crvenog diva u razvoju dostigne 100 milijardi stupnjeva, a gustoća bude milijun puta veća od gustoće vode, helijeva jezgra eksplodira. U tim ekstremnim uvjetima helijeve jezgre se stapaju i stvaraju ugljik, otpuštajući izvanredno veliku količinu energije u vrlo kratkom vremenu. Tri jezgre helija (alfa čestice) se sudaraju u istom trenutku i fuzioniraju u jednu jezgru - ugljika. To je jedan od najvažnijih nuklearnih procesa, pošto je on polazište za stvaranje sve težih i težih elemenata. Ugljik je četvrti najčešći element u svemiru, i u biti je sav stvoren na ovaj način. Ta fuzija zahtijeva visoke temperature i veliku gustoću, koja se pojavljuje samo u kasnoj fazi života zvijezde, a to je ono što stvara elemente potrebne da vas stvore, jer ste oblik života temeljen na ugljiku. U helijevom bljesku, nekoliko posto svog helija u jezgri zvijezda pretvori u ugljik u svega nekoliko minuta. Kad se to događa stvori se toplina, ali jezgra se ne može raširiti da bi se ohladila i zaustavila, ili barem usporila reakciju. Kako jezgra postaje sve toplija, reakcija postaje sve brža, pa za samo neko­ liko minuta stvaranje energije u jezgri Sunca povećava se 100 milijardi puta prema sadašnjem stanju. To je energija ekviva­ lentna eksploziji supernove, ali ništa od te energije ne izlazi! Ona se troši za pretvaranje degenerirane materije u normal­ nu, kao što je to ugljik. Zvijezda potom prolazi značajnu tran­ sformaciju, izbacujući dio svoje mase u svemir, sjaj joj opada 10 puta i postaje 10 puta manja nego što je bila prije, pa ipak ostaje 10 puta veća nego što joj je sadašnji promjer. Nakon helijevog bljeska, Sunce ulazi u razdoblje od 200 milijuna godina kada otmjeno mirno gori. Pozornica je potom postavljena za posljednje dane Sunca kao sjajne zvijezde. Ono ulazi u lazu diva, stanje koje će uni­ štiti unutrašnje planete Sunčeva sustava. Sunce postaje nesta­ bilno i stvara snažne termalne pulseve kojima veličina i količi­ na energije dostiže neviđene razine. Sunčev promjer širi se do veličine Zemljine staze i postaje 6000 puta sjajnije nego što je sada, dovoljno vruće da tali površinu Zemlje. Kako se Sunce

širi, njegova atmosfera stvara privlačnu silu koja tjera Mjesec u spiralnu stazu i povratak na Zemlju u golemom sudaru. Ironi­ ja je da se time zatvara krug. Mjesec se oblikovao kao rezultat golemog sudara između Zemlje i nekog drugog planeta u ra­ noj povijesti Sunčeva sustava. Jednom izbačen, sada se vraća. No to još uvijek nije kraj. Kako se Sunce širi, ono apsorbi­ ra unutrašnje planete, jedan po jedan. Prvo će ispariti Merkur. Zatim Venera. A Zemlja? Postoji mogućnost da uspije preži­ vjeti kao pepeo. Naš planet je na udaljenosti od Sunca na kojoj planeti mogu bilo preživjeti bilo biti progutani. Iako postojeći proračuni ukazuju da će Zemlja biti progutana, detalji Sunčeve konačne evolucijske faze nisu dovoljno dobro poznati, pa po­ stoji mogućnost i da Zemlja to izbjegne. Za trajanja svoje faze kao crveni div, Sunce gubi približno pola svoje mase u svemir. Kako njegova gravitacija opada, svi se planeti udaljuju, što znači da bi Zemlja mogla preživjeti kao planet. S druge strane, plimna interakcija između Zemlje i Sunca može uzrokovati da

Nakon 11 milijarda godina postupnog povećanja sjaja, Sunce postaje crveni div, proiazi niz faza tijekom kojih biva mnogo sjajnije i veće te izbacuje tvar u prostor. U starosti nešto većoj od 12,2 milijarde godina događa mu se značaj­ na „trostruka alfa reakcija", Proizvodnja energije nakratko se poveća 10 milijar­ da puta u odnosu na današnju, no energija zračena u prostor nakon toga na­ glo pada. Pulsevi na samome kraju su prštanja pojedinih ljuski unutar zvijezde, koja uzrokuju spektakularno odbacivanje tvari u okolno prostor i nastanak onoga što zovemo „planetna maglica". Posljednji i najsjajniji bljesak možda će biti onaj koji će na kraju opkoliti Zemlju i potpuno je uništiti.

naš planet krene po spiralnoj stazi i na koncu završi na Sun­ cu. To je sudbina koju predviđaju astronomi Kaeper Rybicki i Carlo Denis u članku u časopisu Icarus iz 2001. Bude li Zemlja progutana, konačni kraj bit će u vatri. Pola­ gano opadanje udaljenosti, i širenje Sunca pri jednom od nje­ govih termalnih pulseva, dovesti će naš planet u samu atmos­ feru Sunca. Zemlja će letjeti brzinom od oko 20 kilometara u sekundi kroz vruće plinove te postati užarena. Kočenje zbog trenja kroz Sunčevu atmosferu uzrokovat će da se planet giba po spiralnoj stazi sve dublje i dublje, dok na kraju potpuno ne ispari na temperaturama iznad 100. 000 stupnjeva. Svaka ke­ mijska veza na planetu i svaki ostatak informacije o njegovom prošlom stanju bit će izgubljeni. Dvanaest milijardi godina po­ vijesti planeta biti će svedeno na pojedinačne atome od kojih će mnogi biti izbačeni natrag u svemir, kako Sunce bude iz­ bacivalo svoj plin. U nekoj dalekoj budućnosti, oni mogu biti ugrađeni u nove planetne sustave, planete, a možda i život. U svojoj završnoj fazi Sunce će izvesti i posljednji spektakl. Tijekom više svojih pulseva oslobađat će u svemir velike koli­ čine tvari koja će uokolo njega oblikovati ono što je poznato pod nazivom "planetna maglica". Ti svijetleći oblaci plina koji okružuju umiruću zvijezde nemaju ništa zajedničkog s plane­ tima, ali spadaju medu najspektakularnije slike u astronomiji: fantastični oblaci blještavog plina velikom brzinom bježe od zvijezda koja ih je izbacila. Ako je životu na Zemlji i uspjelo pobjeći u neko daleko utočište u Sunčevom sustavu, vjerojat­ no će ga dokrajčiti silno zračenje planetne maglice. Čak ako su Zemljani u svom očajničkom pokušaju pobjegli do neke svoje naseobine iza staze Plutona, bit će anihilirani tijekom tih za­ vršnih dana bijesa nekoć dobroćudnog Sunca. A kad faza diva prođe, Sunce će se brzo povući u sebe i po­ stati bijeli patuljak. Sjaj će mu pasti tisućama puta, a stisnut će se na samo jedan posto svog sadašnjeg promjera, dakle otprili­ ke na veličinu današnje Zemlje. S gotovo potpuno potrošenim nuklearnim gorivom, bijeli patuljak Sunce slabašno će tinjati

Nakon 12 milijarda godina postojanja, Sunca će odbaciti od sebe oko polovi­ cu svoje mase serijom kratkih, ali silovitih, prštanja plinova velikih brzina. Ova fotografija (snimljeno Svemirskim teleskopom Hubble) planetne maglice NGC 6751 prikazuje jednu zvijezdu udaljenu od nas 6500 godina svjetlosti, koja je sada u završnog eksplozivnoj fazi svog života, stanje u kojem će se Sunce naći za oko 7 milijarda godina. Šireći oblak plina na slici 600 puta je širi od staze Plutona i može se vidjeti već s malim amaterskim teleskopom. To je slika naše daleke budućnosti.

još milijardama godina. Gledan s Marsa, sada najbližeg preži­ vjelog planeta, sjajit će sjajem punog Mjeseca. Bit će to srebrnast no hladan sjaj, bez topline za održavanje života. Bit će to konačno stanje Sunca, sablasni znak. No to je uobičajena sudbina svakog solarnog sustava, bilo gdje u svemiru, kao što su neizbježne i naše individualne smrti. Galaktika sadrži milijarde bijelih patuljaka, mnogi od njih možda su tek nadgrobni spomenici svjetova kakav je naš.

10 SLUČAJNI ARMAGEDON

T. S. ELIOT napisao je da svijet ne završava praskom nego tihim plakanjem, ali pučka kultura traži katastrofičniji kraj. Vatreno proždiranje Zemlje od strane napuhanog Sun­ ca dovoljno je spektakularno, ali astronomi predviđaju da se to ne može dogoditi prije nego Što prođe 7 milijardi godina ili tako nekako, vrijeme ponešto daleko da bi nam pobudilo bilo kakvu brigu. Nema li mogućih katastrofičnih krajeva koji se mogu dogoditi mnogo ranije, pa i sutra? Vidjeli smo to u filmovima: svijet živi svoj svakodnevni ži­ vot, svi se brinu za svoje poslove, a onda bum, iz plavetnila ili crnila dolazi vatrena i paklena kozmička katastrofa neke vrste, koja za čas sa svime završava, Armagedon! Ako su naše moći znanstvenih predviđanja iole upotrebljive, slučajni kraj svijeta je najmanje vjerojatan od svih krajeva koje možemo zamisliti. No mogućnost ipak postoji. Može li tako završiti svijet? Najuobičajeniji scenarij je nuklearni rat, Armagedon je vrlo blizak svakome tko je proživio najparanoidnije razdoblje hlad­ nog rata. Kriza s kubanskim projektilima bila je više od filma. Blokada Berlina uistinu se dogodila. Oba autora odrasla su u 1950-ima i ti događaji su nas obilježili. Jednom tjedno javljale PJESNIK

su se sirene ispitujući sustav civilnog upozoravanja razvijenog da nam kaže kada će za 20 minuta hidrogenska bomba doći u naše susjedstvo i pobiti nas, osim ako uspijemo naći zaklon u nekom bliskom skloništu, ili barem ispod klupe u školi. Tre­ nutna katastrofa je tako bila važan dio našeg djetinjstva, kao što je to bio i bejzbol ili ljetovanje. Ponekad su se sirene javljale bez razloga, a svatko bi dizao pogled i gledao nebo. Samo za to da budemo sigurni da smo prihvatili tu mogućnost, Holl­ ywood i golema industrija znanstvene fantastike održavali su stalnu paradu filmova i knjiga o nuklearnom Armagedonu i njegovim stravičnim posljedicama. Tko iz tog razdoblja može zaboraviti priču Nevila Shutea Na plaži7. Kad je završio hladni rat, još neke države nastavile su se tru­ diti da pribave bombu, a i teroristi to žele. Opasnost nije ne­ stala. Danas se čini vjerojatnijim da bi nuklearni rat bio ogra­ ničen, a ne totalni. U to slučaju, čak i kad bi ljudska civilizacija bila oštećena ili smrvljena, naša vrsta bi preživjela u primitiv­ nijim uvjetima. Čak i kad bi Homo sapiens samog sebe izbri­ sao, druga stvorenja bi naslijedila Zemlju. Ipak, znanstvenici predviđaju scenarij nuklearne zime koja bi mogla uzrokovati masovno istrebljenje, a ozbiljnost te prijetnje nikada ne treba podcjenjivati. No to razmišljanje o nezamislivom, o nuklear­ nom ratu, ne ulazi u predmet razmatranja ove knjige. Isto tako nisu predmet razmatranja ni znanstveno-fantastični ili religij­ ski scenariji, poput globalne kuge, raspada ekosustava zbog prenapučenosti, vlasti robota ili računala, invazije izvanzemaljaca ili drugi dolazak Isusa. Ne stoga što su možda nemogući već jednostavno stoga što su izvan mogućnosti predviđanja u okvirima fizikalnih znanosti. Postojali su pravi Armagedoni u Zemljinoj prošlosti uzro­ kovani udarima asteroida ili kometa kakvi su bili uobičajeni u ranoj povijesti planeta. Na sreću, bili su to jako rijetki događa­ ji. No iako je većina krupnog otpada ranog Sunčeva sustava, koji je u gibanju sjekao Zemljinu stazu, ipak je nešto ostalo. U glavnom su to čestice prašine i nazivaju se Brownleejeve česti-

ce u počast, znate već koga. Naime, taj jedan od dvojice autora ove knjige potrošio je dio svoje karijere istražujući što se do­ gađa sa Zemljom kada mnogo veće čestice udare u nju. Prije 65 milijuna godina je jedan asteroid, možda 10 km promjera, udario u Zemlju na mjesto današnjeg poluotoka Yucatan. Pro­ računato je da tako velike stijene udaraju na Zemlju svakih sto milijuna godina, no to je prosjek, a ne točan redoslijed. Može proći trideset pet milijuna godina ili više dok slijedeći ne dođe. Ili se to može dogoditi i u svakom trenutku. Zamislimo da tijelo slične veličine ponovno udari na isto mjesto u Meksičkom zaljevu u naše vrijeme. Kako bi izgledao taj udar kad bismo ga promatrali iz Teksasa i Kolorada?

jedna za drugom u ranu zoru koja je počela bojiti istočno nebo. Niski obalni pašnjaci istočno od Houstona već su oživjeli od pjevanja ptica, ali su one zvučale ne­ kako disonantno i uzbuđeno kao kad se približava grabežljivac, iako niti jedan nije bio viđen ili nanjušen. Jedina vidljiva neobič­ nost bila je sjajna zvijezda na jugu koja je padala i čiji se svjetleći rep rastegao preko polovice noćnoga neba. Ta zvijezda je rasla kroz mnoge noći, postajući sjajnija sa svakom novom pojavom. Ptice i insekti koji u navigaciji zavise o Mjesecu postali su dezo­ rijentirani i zabrinuti. Iznad toplog Meksičkog zaljeva novo ne­ besko svjetlo davalo je dodatnu svjetlost ribama za lov hrane. STADO KRAVA KRETALO SE

Stado goveda bilo je sada potpuno budno i počelo je nano­ vo jesti travu. Ružičasta svjetlost zore bila je praćena rojevima insekata od kojih su se mnogi smještali na krave i ovce, a dru­ gi lepršali u vlažnom zraku. Dugi svjetleći rep velikog kome­ ta počeo je iščezavati kako je noćno nebo preuzimala zora, ali njegovo nestajanje bilo je isto toliko stvar njegova konačnog približavanja kao što je i bilo nadjačano nadolazećim danom. Sjajna glava kometa mogla se vidjeti kako se polako spušta na jugu, nestajući konačno ispod horizonta. Nekoliko sekundi ka­ snije uslijedio je narančasti sjaj druge zore.

Sjajni mlaz bijelog svjetla izbio je prema gore na nebo, pro­ glašavajući kraj jedne ere i početak nove. Stijene rastaljene pri sudaru stvorile su taj naizgled snop svjetla, stijene kometa i s mjesta sudara izmiješane u jedno i izbačene u uski stupac podtlaka stvorenog letom kometa kroz atmosferu. Stoka je još bila potpuno mirna, pojava južnog svjetla bila je nevažna za njihove otupjele i pripitomljene mozgove. No, ptice su obratile pažnju i njihova uobičajena kakofonija u zoru pretvorila se u tišinu kad se dogodila ta druga zora. Uski snop svjetla počeo je mijenjati boju, postajao je više difuzan i širio se. S njegove su se baze tanke trake svjetla rasprostirale u svim smjerovima. Na zvuk sličan udaljenom gromu i krave su obratile pažnju, i sve su se okrenule s uplašenim očima prema jugu, kako se duboki tutanj počeo pojačavati. Pojavio se niski oblak koji. se brzo gibao prema stadu. Krave su jurnule u stampedu dok se približavao seizmički val, i konačno ih pogodio punom potre­ snom jačinom, prazneći stabla od ptica i obarajući sve sisavce na koljena ili na leda. Tada je to prošlo, stado se podiglo i za­ počelo ludu jurnjavu u svim smjerovima baš kada se nad juž­ nim horizontom podigao ružičasti oblak. Prvi meteori počeli su padati zujeći poput ljutih stršljena. Mnogi su slijedili brujeći nad kopnom, pogađajući more ne­ koliko milja od obale, s glasnim eksplozijama. Drugi su prola­ zili iznad glava i padali u unutrašnjosti, poput artiljerijskih kr­ hotina, udarajući sa sve većom frekvencijom, a nebo se i dalje punilo novim meteorima. Sunce, koje se konačno podiglo na istoku, bilo je nadjačano bliještećim svjetlosnim fenomenom, a potom zatamnjeno rastućim zidom dima, koji su izazvali pre­ grijani komadići stijena, kad su počeli padati po obalnim šu­ mama Teksasa i njegovim pašnjacima. Vatre su u početku bile izolirane, obuzdavane vlažnošću obalnih ravnica. Postupno su se počele povezivati, kako su se zrak i šume zagrijavali, i kako je sve više i više zvjezdica udaralo o tlo kao gravitacijska duga. Nebo iznad glava sada je već bilo sjajno žuto, dnevno svi­ jetlo od padajućih zvjezdica, a morsko dno oko Yucatana is-

punjeno s nebeskim krhotinama. Vjetar je prerastao u vatrenu oluju. U prvih nekoliko sati područja vegetacije postala su ste­ rilna, bezbrojna stvorenja, kako velika tako i mala, istrijebljena vatrom i nebeskim žarom. U obližnjem moru, padajuće zvjezdice udarale su po plićini povećavajući temperaturu gornjih slojeva u debljini nekoliko metara, do vrelišta. Ribe su počele plivati prema dubljoj hlad­ nijoj vodi, ali bijeg je postao nevažan kad je ogromna struja povukla cijeli ocean prema jugu. Na tom mjestu nikakva du­ bina nije bila dovoljna za utočište. Na blatnom morskom dnu ukopane vrste, koje su kroz milijune godina mirno živjele u svojim blatnim staništima, postale su bez svoje volje po prvi put poput stvorenja koja žive u priobalju, gdje se izmjenjuju plima i oseka, dahćući i grčevito se svijajući pri prvom izlaga­ nju zraku. More se povuklo, a dno, na tridesetak metara ispod normalne oceanske površine, odjednom je bilo izloženo. Uzduž obale, zaplašene životinje i ljudi slijedili su povlače­ nje mora, bježeći od plamtećih šuma na novo pojavljeno blato i pijesak, jedino mjesto koje nije gorjelo. More se i dalje povla­ čilo. Svijet je poludio, cijeli se okrenuo naglavce: zelene, hladne šume bile su u plamenu, nekoć mirno more u bijegu od svojih obala, nebo prepuno zvijezda padalica, a cijeli kraj šiban pre­ grijanim, bijesnim vjetrovima koji su prenosili krikove goru­ ćih stvorenja. U unutrašnjosti kopna, močvare i jezera postala su posljednja pribježišta za životinje kao i ljude. Preživjeli su se skupili na obalama u šoku od kozmičke baražne vatre, dok su eksplozije izbacivale velike komade gorućeg drveća u vis. Tada se more vratilo. Došlo je s velikom bukom, tamna vodena planina kilome­ tar visine, u kojoj se zrcalilo iskreće crvenilo gorećeg kopna. Karibi i Meksički zaljev bili su potisnuti najvećim valom, koji je svijet vidio od katastrofe prije 65 milijuna godina, a koja je uništila dinosaure. Golemi tsunami zdrobio je teksaške gradove u ništaviio: prvo Houston, potom San Antonio, potom Austin i zatim

udaljeni Dallas. I dalje su nadolazeći meteori bombardirali Zemlju, pljušteći u golemo smeđe more ispunjeno drvećem, čamcima, komadima kuća i milijunima tijela. Konačno su se veliki valovi smirili, ostavljajući iza sebe smrtne oznake visoke vode. U Teksasu ništa nije preživjelo osim riba i bakterija. Daleko na sjeveru i zapadu, u blizini Denvera, zora je došla normalnije, ali ubrzo su prve zvijezde padalice počele puniti nebo. Mlažnjaci koji su pokušavali sletjeti na denversku me­ đunarodnu zračnu luku bili su prisiljeni na panične manevre izbjegavanja, a piloti su u nevjerici promatrali roj meteora koji je sličio plamtećoj kiši. Neld su bili pogođeni, neki nisu, no uspjeh se gubio kako su denverske piste brzo postajale posu­ te kamenjem tjerajući, jednog po jednog, pilote da se spuštaju na okolna polja ili autoceste, koje su već bile pune uspaničenih vozača. Ponekad su uspijevali uspješno sletjeti, ponekad kao plamene buktinje, ali to nije bilo važno. Većina putnika, koji su to uspjeli izbjeći, ubrzo je stradala od kamenja koje je pada­ lo s neba. Velike ravnice zahvatila je vatra. Trava je počela gorjeti na tisućama mjesta, dok jedinstveni vatreni val nije zacrnio svu travu i zatim zamro, kad je potrošio sve gorivo. Vedro jutarnje nebo potamnilo je kako se veliki crni oblak podigao s juga i pomiješao s dimom sada gorećih polja, crnina šireće prašine i dima miješala se sa svjetlucanjem i bila je osvijetljena letećim plamtećim kamenjem koje je i dalje neprestano padalo. Do podneva je Sunce bilo potpuno zatamnjeno oblakom prašine, a s novom noći u ponoć je počela prljava kiša, koja je postajala hladnija i sve kiselija kako je vrijeme prolazilo. Ta kiša gulila je kožu preživjelih, izjedala zaštitne slojeve njihove odjeće ili krzna, i trovala biljke u sve većoj hladnoći. Sunce neće zasjati ponovno nad ravnicama Denvera punu godinu dana, a kad počne, obasjavat će pusti krajolik drveća, uništenih ljetnim mrazovima, na mjestu bez ljeta sljedećih nekoliko godina. Sunce će napokon ponovno izaći nad izblijedjelim kostima ljudskoga svijeta. Tu i tamo život još postoji. Žohari, kukci, ko-

rov i mnoštvo štakora uz nešto preživjelih i izgladnjelih ljudi kojima se smrt čini kao izbavljenje.

proglasiti krajem svijeta? Posljed­ nji put kad se odigrao, gotovo dvije trećine svih vrsta na Ze­ mlji je nestalo. Za dinosaure, to je bio kraj. No mnoge su vrste preživjele, i doba sisavaca razvilo se iz pepela. Koliko je vjerojatan taj scenarij? Alan Hale i Thomas Bopp su 1995. istovremeno otkrili veliki komet koristeći amaterske tele­ skope. Komet je bio 40 km u promjeru i presijecao je Zemljinu stazu. Da se sudario s našim planetom, oslobodio bi blizu 100 puta više energije nego komet ili asteroid koji je pobio dinosau­ re, i izazvao bi istrebljenje većine vrsta biljaka i životinja. No niti Hale-Bopp komet ne bi uništio sav život. Da se to dogodi, bio bi potreban komet ili asteroid još dva do tri puta veći. MOŽE LI SE TAKAV SCENARIJ

Kometi poput Hale-Boppovog dolaze iz dalekih krajeva Sunčevog sustava. Kada budu otkriveni teleskopima, obično su još samo nekoliko mjeseci udaljeni od Zemlje. Čak i s ra­ zvijenijim tehnikama i mogućnostima budućih generacija nije vjerojatno da će Zemljani imati vremena, strpljenja i sredstva za pripremu uspješne obrane, iako su takve spasilačke akcije već obrađene u filmovima. Čak i u budućnosti Zemljani mogu biti bespomoćni, jer nije rečeno kako dugo ćemo biti u stanju ili biti voljni kao društvo stvarati velike rakete sposobne za međuplanetarno putovanje, i koje mogu nositi bojeve glave s hidrogenskim bombama. Budući da su takvi sudari tako rijet­ ki, teško je zamisliti da bi ljudske organizacije bile uspješne u tom dalekosežnom planiranju i smještaju potrebnih dobara ili sredstava neophodnih za sprječavanje udara golemog asteroida u Zemlju. Tko bi mogao biti spreman za nešto što se može uskoro dogoditi, a ne mora se dogoditi jos milijune godina, a možda uopće nikada? No što ako se dogodi? Što bi uistinu golemi komet ili aste­ roid, promjera nekih 150 km, učinio Zemlji?

Udario bi je brzinom od 40 km/s. S tom brzinom i veliči­ nom stvorio bi toliko toplinske energije, da kada bi pao u Pa­ cifik većina oceana bi isparila. Pretvaranje u paru ne bi bilo trenutačno, čitav proces trajao bi nekoliko minuta, no kad bi završio, u Zemljinom najvećem oceanu voda ne bi postojala u tekućem stanju. Sudar bi također izbacio značajan dio Zemljine atmosfere u svemir, no to je nevažno jer bi provala pare skuhala čitavu površinu na nekoliko stotina stupnjeva. Planet bi bio steriliziran. Za kratko vrijeme svaki bi pojedini organi­ zam na planetu Zemlji bio mrtav.

nije jedini brzi kraj života na Ze­ mlji koji možemo zamisliti. Energetski udari bliske eksplodirajuće zvijezde također su potencijalna opasnost. Poput opisa učinka uistinu velikog kometa na Zemlju, isto tako je kratka priča života u slučaju nagle provale gama zračenja. U jednom trenutku postojite, a u slijedećem ste ili mrtvi ili umirete od ra­ dij acijske bolesti. Poodavno se već ukazuje na to da radijacijski udari eksplodiranih zvijezda u našoj Galaktici mogu uzrokovati globalno masovno istrebljenje, ali do sada nije bilo pouzdanog dokaza da se tako nešto ikada dogodilo. Najveća radijacijska opasnost je vjerojatno od provala gama zračenja, jednog od najupečatljivi­ jih i zagonetnih procesa koji su otkriveni svemirskim teleskopi­ ma. To su najsnažniji od svih prirodnih događaja. Oko tri puta dnevno Zemlja je izložena provalama gama zračenja odnosno visokoenergetskim fotonima koji dolaze iz nasumičnih točaka na nebu. Pulsevi traju od manje od sekunde pa do minute. Prvi put su ti pulsevi opaženi 1960-ih detektorima gama zraka lansiranih na staze oko Zemlje i namijenjenih nadzoru moguće povrede ugovora o prekidu nuklearnih pokusa. Umje­ sto da nađu nedozvoljene nuklearne pokuse, sateliti su otkrili misteriozne i jake izljeve energije gama zraka koji još nisu pot­ puno shvaćeni. Dolaze iz raznih smjerova, većinom izvan naše UDAR ASTEROIDA I KOMETA

Galaktike. Zbog kratkoće pulseva, samo nekoliko sekundi, nji­ hovi izvori moraju biti mali: samo nekoliko svjetlosnih sekun­ di u presjeku, približno kao udaljenost između Zemlje i Mje­ seca. Kako neki dolaze iz udaljenih predjela svemira, a i nakon prevaljenih velikih udaljenosti imaju nevjerojatan intenzitet, njihov izvor, iako malen, mora zračiti silnom energijom. Kad biste mogli očima vidjeti gama zrake, vidjeli biste blje­ sak svjetlosti na nebu u prosjeku jednom na noć, ali ti daleki događaji prolaze neopaženo našim prirodnim osjetilima. Kad bi se jedan dogodio u blizini, to bi bilo poput boravka usred munje od milijun ampera, za razliku od, sada bezopasnog, promatranje munja vrlo udaljenog olujnog oblaka. Porijeklo tog snažnog gama zračenja još uvijek je stvar ra­ sprave, ali glavna je teorija da je u svezi s eksplozijama super­ nova vrlo masivnih zvijezda. Kad masivna zvijezda stigne do kraja svog života, ona eksplodira. Njezina jezgra se preoblikuje u crnu jamu, i smatra se da je taj proces praćen emitiranjem dvaju nasuprotnih snopova intenzivne radijacije u svemir. Kao u nekoj znanstveno-fantastičnoj priči, ti snopovi su zrake smr­ ti. Takva zraka u našoj Galaktici može na svome putu uništiti život milijunima planetnih sustava dovoljno zle kobi da joj se nalaze na putu. Koliko je vjerojatan takav događaj? Vjerojatno je rijedak, budući da Zemlja nije bila ozračena do istrebljenja. No nije nemoguć. Godine 1054. zbio se čudesan događaj. Te godine je jedna zvijezda nama relativno blizu postala supernova i bila tako sjajna da se mogla vidjeti danju. Danas su ostaci te koz­ mičke katastrofe još uvijek vidljivi za svakoga tko posjeduje čak i skroman teleskop. Kozmički otpad zaostao od tog doga­ đaja sada je poznat kao Rakova maglica, razderani oblak plina koji je prije manje od tisuću godina bio zvijezda. Europski astronomi nisu zabilježili supernovu Rakove ma­ glice, ali su, pouzdano se zna, opažali slijedeću veliku eksplo­ ziju supernove 1572. i još jednu 1604. Od tada nije bilo drugih supernova u našoj Galaktici, ali moderni astronomski instru-

menti omogućavaju nam opažanje pojava supernova koje se zbivaju u drugim galaktikama. Moguće je da se pojavi super­ nova i u našoj Galaktici, dovoljno snažna da izazove prova­ lu gama zraka. Zvijezda Eta Carinae je najmasivnija zvijezda poznata u Galaktici, i sigurno će eksplodirati kao supernova unutar slijedećih milijun godina, stvarajući izljeve gama zrače­ nja. Ona je stotinu puta masivnija i pet milijuna puta sjajnija od našeg Sunca. Iako je 7000 godina svjetlosti udaljena (nama najbliži zvjezdani susjed je udaljen samo 4 godine svjetlosti) njezin snop gama zraka mogao bi biti dovoljno snažan da nas ubije radijacijom i uništi zaštitni ozonski sloj našeg planeta. Na sreću, snopovi gama zraka izlaze iz polova zvijezda, a os vrtnje Eta Carinae nije usmjerena prema nama. No postoje li druge zvijezde kojima je? Tko zna. Vrlo smo malo zvijezda tako detaljno istražili da bismo to znali. Smatra se da bi svaki izljev gama zraka unu­ tar 25. 000 godina svjetlosti udaljenosti bio dovoljno blizak da izazove globalno masovno uništenje, ali astronomi još nisu napravili popis zvijezda koje bi mogle eksplodirati i kako su usmjerene osi vrtnje. U svakom slučaju, nećemo biti upozo­ reni na to izumiranje. Gama zrake putuju brzinom svjetlosti, dakle istom brzinom kojom i svjetlost koja dolazi sa zvijezde koja eksplodira, pa jedno i drugo dolazi do nas u isto vrijeme. U treptaj oka, sav život na planetu može nestati. Na sreću, to očigledno nije vjerojatan događaj. Dakle, kakve su naše mogućnosti? Nema načina da se to izrazi. Nema svemirskog osiguranja života ni skloništa od zvjezdanih bombi. Mi smo na milosti slučajnosti usred sve­ mira. Ako postoji bilo kakva dobra vijest onda je to, da kad bi udar asteroida prikazan u filmovima mogao uništiti civilizaci­ ju, ili barem našu vlastitu vrstu, on ne bi morao nužno uništiti sav život na planetu. Zemlja bi opstala, a možda bi nova grupa životinja pobijedila, kao što su se sisavci razvili poslije dinosaura. No mi smo vrsta koja prirodno teži nekom obliku be­ smrtnosti. Hoće li išta od nas preostati?

11 KAKAV Ć E M O OSTAVITI TRAG?

ne nadati se da možemo osta­ viti neku vrstu trajnog naslijeđa. Kraj našeg fizičkog života često je ublažavan i osmišljavan vjerovanjem u duhovno pre­ življavanje nakon smrti. Naš put je unaprjeđivati i čuvati našu vrstu. Iako su mnoge vrste viših životinja na Zemlji nestale u samo nekoliko milijuna godina, mi za nas očekujemo više. Toliko smo različiti od svih ostalih životinjskih vrsta, da oče­ kujemo kako ćemo nekako, na neki način, preživjeti. Ako i ne možemo postići baš besmrtnost vrste, tražimo neki oblik na­ slijeđa koji bi obilježio da smo ovuda - prolazili. Tisućljećima su putnici ostavljali grafite da obilježe svoj pro­ laz, Neki su urezivali svoja imena u koru drveće. Faraoni su ostavili piramide. Paleolitski ljudi ostavili su predivne crteže ugljenom u pirinejskim spiljama. Planinari ostavljaju bilješke na osvojenim vrhovima. Neki vojnik u drugom svjetskom ratu ure­ zao je "Kilroy je bio ovdje", a astronauti Apolla ostavili su ploče i zastave na Mjesecu. Što mi možemo ostaviti iza sebe na Zemlji koja će ispariti, a njezini atomi biti razbacani u svemiru? Je li moguć ikakav zapis o nama koji može ostati? Ima li uopće nade da ćemo biti u stanju nastaviti našu vrstu i nakon smrti planeta? SUPROTNO JE LJUDSKOJ PRIRODI

Za čudo, no mi smo već ostavili elektroničko naslijeđe. Čak i kada Zemlja bude potpuno izgubljena, još će posto­ jati slabašni preostali dokazi našeg postojanja, budući da naša televizija, radio, mobiteli i signali koji prenose podatke, putuju svemirom. Pjesma Volim Lucy sada je dosegla udaljenost od oko 40 godina svjetlosti od Zemlje, i u načelu može čuti svaka razvijena civilizacija, koja živi oko bilo koje od najbližih 1000 zvijezda. Mogućnost da naše radijske emisije stvaraju vremen­ ski fosilni zapis živahno je opisan u knjizi Carla Sagana, Kon­ takt, kada se prvi zemaljski signal primljen od naših susjeda televizijski ponovno emitirao, a u kojem je Adolf Hitler bio naš prvi međuplanetni poslanik, budući da je to bila snimka Olimpijade u Berlinu 1936. Od 1920., kada je stanica KDKA u Pittsburghu u Pennsyl­ vaniji započela prvo komercijalno emitiranje, Zemlja je odašiljala svoje vijesti, kulturu i sport doslovno u sve kutke svemira. Kad bi tehnološka civilizacija postojala na Marsu, ona bi zasi­ gurno znala sve o nama. Svemirci na većoj udaljenosti negoli su najbliže zvijezde morali bi potrošiti mnogo više truda i vre­ mena, budući da snaga signala naglo opada s udaljenošću, a šum ostalih izvora ih pokriva. Naše emisije putovat će zauvi­ jek, no bit će tako slabe da ih se praktički neće moći detektirati na udaljenosti većoj od oko 1000 godina svjetlosti, a vjerojatno i mnogo prije. Ako oni koji slušaju nisu relativno blizu, to bi značilo da je ostavljanje našeg znaka vjerojatno uzaludno. Kad bismo mogli naći slušateljstvo, vjerojatno bi najbolje čemu se možemo na­ dati kao nastavku našeg sjećanja bilo da emitiramo našu povi­ jest i naše znanje kao planetnu vremensku kapsulu. Čak i kad ne bismo mogli ostvariti fizički kontakt, zbog golemih udalje­ nosti, signal poslan s našeg najvećeg radioteleskopa mogao bi biti opažen sličnim uređajem bilo gdje u Galaktici, ako bi bili usmjereni jedan prema drugome. Osim radiovalova, mi smo poslali fizičke zapise koji mogu trajati izvanredno dugo vremena. Čvrsti materijali, zaštićeni

od topline, radijacije i međuzvjezdane prašine, mogu sačuva­ ti informaciju gotovo beskonačno vremena. Uostalom, nama dolaze meteoriti iz pojasa asteroida koji sadrže sjajne zapise procesa koji su se dogodili prije 4, 5 milijardi godina, trećine starosti svemira. Slično tome, ako urežete "Bok mama", na ko­ mad stakla i stavite ga nekoliko metara ispod površine Mjese­ ca, on će ostati nepromijenjen sve do vrememna dok Sunce ne postane crveni div. Taj je oblik dugovječnosti izvanredan pre­ ma zemaljskim standardima, gdje trošenje i miješanje stijenja uništava materijale u mnogo kraćem vremenskom razdoblju. Zemlja sadrži vrlo malo stijenja starijeg od 2 milijarde godina, a većina onih koje su preživjele bile su izložene jakim utjecaji­ ma. Kontinentalna kora stalno se troši i obnavlja, pa kroz 100 milijuna godina, trenutak vremena u Zemljinoj dugoj povi­ jesti, Himalaja, Ande, Sierra Nevada i Stijenjak neće više po­ stojati. Trajnost spomenika koji su izradili ljudi je još bjednija. Piramide, Kineski zid, brane ili autoceste mogu trajati 10.000 godina, ali ništa od toga neće preživjeti milijune godina geo­ loškog i astronomskog vremena. U skladu s tim, najbolji način za očuvanje zapisa o nama je njihovo smještanje izvan Zemlje. Jedna od prvih, uistinu du­ gotrajnih, vremenskih kapsula o našoj civilizaciji je materijal ostavljen na Mjesecu za trajanja programa Apollo. Mjesto gdje se spustio Apollo 11 sadrži poznatu ploču od nehrđajućeg če­ lika s crtežima obje Zemljine hemisferi zajedno s natpisom "Ovdje su ljudi s planeta Zemlje prvi put stupili na Mjesec. Dolazimo u miru za cijelo čovječanstvo". Ploča uključuje pot­ pise Neila Armstronga, Buzza Aldrina, Michaela Collinsa i Richarda Nixona. Iako će ploča polagano biti uništavana udari­ ma mikrometeorita, bit će čitljiva i za milijun godina. Šest Apollovih mjesečevih modula zajedno s opremom koju su nosili preživjet će dugo vremena. Oprema uključuje vozi­ lo koje su koristile 3 zadnje misije, opremu za eksperimen­ te na tlu, alat za kopanje, bušilice, lopticu za golf i plutonijski izvor energije, koji je pokretao uređaje za znanstvena mjerenja

ostavljene na Mjesečevoj površini. Ti ostaci bit će još prepo­ znatljivi i nakon milijardu godina. Zapravo će mjesto spuštanja biti pokriveno prepoznatljivim ostacima i u vrijeme kad Sunce postane crveni div, za 5 do 6 milijardi godina. Mjesto će sliči­ ti odavno napuštenom izletištu, odavno zaboravljenih, ali jako neurednih posjetitelja. Tlo će biti pokriveno tisućama koma­ dića aluminija, bakrene žice, čeličnih vijaka, plastičnih listova i elektronike iz 1960-ih, sve u komadima zbog udara meteorita. Kroz milijarde godina, egzotični materijali naše civilizacije sa Zemlje svjetlucat će na Sunčevu svjetlu, nasuprot mješavini finog, sivog praška, kamenja i stijena koje čine površinu Mje­ seca. U usporedbi sa Zemljom, Mjesec je izvanredno mjesto za spremanje dugotrajnih zapisa, jer nema erodirajuće vode, a vjetrova ni vulkana. Ipak, i on će biti razoren širenjem Sunca. Uistinu dugotrajno preživljavanje fizičkih zapisa o Zemlji za­ pravo je moguće samo na svemirskim letjelicama koje napu­ štaju Sunčev sustav. Lansirali smo već nekoliko letjelica u međuzvjezdani pro­ stor. One sa sobom nose predmete koji mogu biti najtrajnije sjećanje na našu civilizaciju, budući da izbjegavaju sudare s krhotinama kometa i asteroida i sve učinke širećeg Sunca. One dakako nisu neuništive, ipak će biti izložene sudarima sa sitnim međuzvjezdanim česticama, i njihova površina bit će polako uništavana atomima međuzvjezdanog plina. Ipak, njihovo trajanje bit će mnogo dulje od bilo čega smještenog u području oko Sunca ili ostavljeno na površini bilo kojeg tijela u Sunčevom sustavu. U usporedbi s ostacima Apollo programa na Mjesecu, te letjelice će zapravo trajati vječno. Neke od njih nose poruke. Premda se vjerojatnost da te poruke ikad prona­ đu i pročitaju neka strana bića čini jako malena, one prikazuju naše prve korake prema stvaranju trajne ostavštine, Ti nosači poruka uključuju letjelice Pioneer 10 i Pioneer 11, lansirane 1972. i 1973. , koje su već napustile Sunčev sustav nakon posjeta susjednim planetima. Pioneer 10 leti u smjeru

zviježđa Bika, a Pioneer 11 u smjeru zviježđa Orla. Tek za mi­ lijun godina obje letjelice bit će bliže drugim zvijezdama nego što su sada Suncu. Obje nose identične pozlaćene aluminijske ploče, veličine oko 15 puta 23 cm, kao razglednice sa Zemlje. Urezani u ploče, crteži su muškarca i žene, letjelica, Sunčev su­ stav, vodikov atom (kako je on bio važan u ovoj priči! ) i polo­ žaji najbližih pulsara pomoću kojih se može odrediti položaj pošiljatelja poruke. Sonde Voyager 1 i Voyager 2 lansirane su 1977. , i nakon prolaza pokraj Jupitera, Saturna, Urana i Neptuna slijedile su Pioneere u međuzvjezdani prostor. One nose vrlo profinjene i dobro promišljene poruke, koje, kad bi bile pronađene, mogu pružiti obilje informacija o našoj civilizaciji: 115 slika, pozdra­ vi na 55 jezika, 35 zvukova (prirodnih i umjetnih), 27 glazbe-

Ovu metalnu pločicu ponijela je na sebi interplanetna sonda Pioneer 10 i to je bila prva fizička poruka poslana izvan Sunčevog sustava. Osmislili su je Carl Sagan i Frank Drake, a kasnije su je slijedile mnogo razrađenije poruke stavljene na letjelice tipa Voyager. Ovakve poruke možda će biti najduže preživjeli arte­ fakti naše civilizacije.

nih djela, te k tome i sliku majke koja doji. Poruka sa Zemlje je u obliku analognog zapisa, urezana u spiralnoj brazdi na bakrenom disku. Kako se ploča okreće, brazda vodi iglu tako da titra na zvučnim frekvencijama, reproducirajući zvuko­ ve. Komercijalne ploče pravile su se (o ono doba) od vinila u koji se utiskuje metalna matrica. Voyagerov zapis napravljen je istom metodom koja se koristi u pravljenju metalnih matrica, metodom koja se bitno nije razlikovala od one korištene 1877. , kada je Edison izumio fonograf. Poruka također sadrži po­ 2 dručje od 2 cm ultračistog uranija 238, koji ima vrijeme poluživota od 4, 51 milijardu godina, i može omogućiti nekom izvanzemaljcu, koji pronađe tu "poruku u boci", da odredi vri­ jeme koje je proteklo od trenutka lansiranja. Naša tehnologija se tako brzo razvija, da bismo, kad bismo danas poslali tu poruku, koristili digitalnu informaciju umje­ sto analogne metode Edisonovog fonografa. Teško je sjetiti se da su kućna računala jedva postojala kada su Voyageri bili lansirani. U slijedeći četvrt stoljeća ili manje, razumno je pret­ postaviti da će većina ljudskog znanja, zapisanog u knjigama i časopisima, moći biti spremljena na digitalni nosač podataka težak svega oko 1 kg. Ipak, Edisonova tehnologija ima svoje prednosti, budući da je manje lomljiva od digitalnog suparnika. Tako će ona dulje trajati, izložena abraziji međuzvjezdanom prašinom i plinom. Astronom Carl Sagan, koji je pomogao dizajniranje tih poslani­ ca, procijenio je svojevremeno da će strana metalnog fonografskog zapisa, okrenuta u smjeru leta, biti još čitljiva i za milijardu godina, a da će nasuprotna strana trajati još mnogo dulje. Mi ne znamo da li će svemirci moći čitati naše poruke, ali već samo postojanje tih poruka može biti isto tako važno kao i njihov sadržaj. Kako je Sagan napisao: "No jedna stvar bit će jasna o nama: nitko ne šalje takvu poru­ ku na takav put, drugim svjetovima i stvorenjima, bez pozitivnih emocija prema budućnosti. Unatoč svim mogućim neuračunlji-

vostima poruke, oni mogu biti sigurni da smo mi vrsta ispunjena nadom i ustrajnošću, makar i male inteligencije, temeljne blago­ naklonosti i s očiglednom strašću za ostvarivanjem kontakta sa svemirom".

Nakon Voyagera, nekoliko je drugih sondi također nosilo poruke, iako niti jedna nije bila tako razrađena. Sonda Star­ dust, u čijoj je izradi sudjelovao i jedan od nas (Donald), koja treba skupljati prašinu kometa i vratiti je na Zemlju, ima jednu komponentu koja treba ostati u stazi oko Sunca, i možda će na kraju biti izbačena izvan Sunčevog sustava djelovanjem gravi­ tacije prolazećih planeta. Njezina poruka, silicijska pločica koja sadrži nekoliko slika i poruka suradnika projekta, kao i imena 1, 4 milijuna ljudi koji su se upisali na internetu, umetnuta je u unutrašnjost letjelice, da bi bila zaštićena od sudara s pra­ šinom. Kao i slike na Pioneerima, to su fizikalne slike koje ne trebaju biti dekodirane, ali su tako malene da ih se mora pro­ matrati mikroskopom. Slova imena visoka su samo 1 mikron, a debljina linija samo desetinu mikrona, ili oko 1000 atoma. Ovakvom tehnologijom, stotinu tisuća knjiga bi moglo biti is­ pisano na tanki silicijev listić veličine lista papira iz bilježnice. Svaka razvijena civilizacija sigurno posjeduje tehnologiju kao što su elektronski mikroskopi, budući da je mikroskopiranje tehnologija koja je neophodna za razvoj mikroelektronike. Kako se naša tehnologija usavršava, naša sposobnost da ša­ ljemo sve dulje poruke u sve manjim paketima bez sumnje će napredovati. Ipak, mali su izgledi da netko nađe naše boce u kozmičkom oceanu. Mnogo bolji pokušaj bio bi, da pošaljemo nas u boci. Uzimajući u obzir da ne možemo fizički putovati Galaktikom na način iz serije Zvjezdanih staza - poteškoće toga raspravit ćemo u slijedećem poglavlju - možda možemo poslati nas u nekom sažetom obliku. Na neki način to je već učinjeno. Kada se letjelica Lunar Prospector razbila na površini Mjeseca 1999. , ona je sa sobom nosila pepeo planetologa Genea Shoemakera.

On je postao prvi poznati organizam, koji je trajno otišao sa Zemljom. On je doslovno čovjek na Mjesecu. Hoćemo li u budućnosti slati vremenske kapsule, koje će sadržavati, osim našeg znanja i povijesti, i neke dijelove nas? Možemo li proširiti našu vrstu izvan Zemlje? Nekoliko gra­ ma tvari može načelno sadržavati DNK uzorke svih ljudi na Zemlji. Uzorak bi lako mogao biti održavan, zaštićen hladno­ ćom kroz milijarde godina. Ipak, poteškoće su goleme. DNK je kompleksna molekula, i njezina sposobnost za uistinu du­ gotrajno pohranjivanje je nepoznata. Čak i kad bismo posla­ li DNK kapsulu, ona nikada ne bi pogodila neki planet samo igrom slučaja. Svemir je tako pust, a praznine između zvijezda i planeta tako velike, da predmet koji putuje prostorom gotovo nema izgleda pogoditi neki planet ni za bilijun godina. A na­ kon bilijun godina, sve zvijezde svemira će izgorjeti i neće po­ stojati niti jedno naseljivo mjesto. Da bi preživjele, DNK kap­ sule bi morale biti u stanju otkriti naseljiva mjesta, usmjeriti se prema njima i potom usporiti i spustiti na njih. Mi sada ne posjedujemo takvu tehnologiju, no kako se ona stalno razvija, možda će ljudi sa Zemlje jednog dana poslati tisuće, ili čak mi­ lijune mahuna koje sadrže naše sjeme - DNK - u Galaktiku. Neki znanstvenici smatraju da je takav eksperiment već netko drugi davno obavio i to bi mogao biti način na koji je život stigao na Zemlju. A još je spekulativnija vizija da je, možda, naša usredoto­ čenost na DNK i biologiju kratkovidna i provincijska, i nije način kako funkcionira život u svemiru. Možda je naša bu­ dućnost potpuno različita od života kakav provodimo u 21. stoljeću. Možda će sva biološka ograničenja biti nadmašena, a mi ćemo biti besmrtni, ili čak obnovljivi, kada se tragični do­ gađaji zbiju. Možda ćemo postati nešto slično kompjutorskim čipovima. Ljudi u obliku kompjutorskih čipova mogu se lako uputiti na beskonačno putovanje među zvijezdama. Neki su uvjereni da je biološki ili "vlažni život" samo početak, a da će se život razviti do mnogo viših razina. Uostalom, ljudi već po-

činju koristiti zamjenske dijelove tijela od živih i neživih kom­ ponenata. Može biti samo pitanje vremena kada će ljudi posta­ ti samo mozgovi okruženi strojevima. Ima zamisli da ljudsko postojanje, pa i duša, može biti upisano u kompjutorsku me­ moriju. Fizički spremnik memorije može biti izvanredno mali i imati svega nekoliko poveznica s okolinom. On, a time i mi, mogao bi trajati gotovo zauvijek. Fizičar Frank Tipler zamislio je kompjutore koji putuju prema zvijezdama i koji nose programe s ukupnim znanjem tisuća pravih ljudi. Kompjutori bi se ubrzavali do brzine bli­ ske brzini svjetlosti u svemirskom brodu težine samo koji ki­ logram. Ako svaki svemirski brod napravi dvije kopije samoga sebe kad nađe novo mjesto za slijetanje, Tipler procjenjuje da bi cijela Galaktika mogla biti kolonizirana za milijun godina, a 16 čitav svemir za 10 godina. Izlažući svoj nacrt u članku u časopisu Wired, siječnja 2000. , Tipler je rekao da Einsteinovi zakoni relativnosti traže da sve­ mirski brod bude vrlo malen, da bi njegovo ubrzanje do brzine bliske brzini svjetlosti bilo moguće, zbog porasta mase s brzi­ nom. Ljudi će postati računalni zapis, a "kvantni kompjutori mogu kodirati čitav jedan simulirani grad koji sadrži tisuće ljudi u samo nekoliko grama. Mikroskopski von Neumannovi strojevi, koji su u stanju napraviti bilo koji drugi stroj, okru­ živali bi glavni teret. Pokretan anihilacijom materije s antimaterijom, jednokilogramski svemirski brod mogao bi stići do Proxime Centauri, najbliže zvijezde, za samo 5 godina... ljud­ ski računalni zapis tako ima prirodnu prednost nad sadašnjim ljudima u svemirskom okruženju, jer je potpuno nemoguće da se stvorenja od krvi i mesa ikada upuste u međuzvjezdano pu­ tovanje". Zanimljivo. Ipak, kako god bio racionalan prijedlog za naše sijanje, u obliku DNK paketa ili računalnog zapisa, čini se da romansa i životni zanos nedostaju u tim shemama. Ima li nači­ na da izbjegnemo, kao ljudska bića od krvi i mesa, neumoljivu sudbinu planeta Zemlje? Kao što sanjamo da možemo pobi-

jediti smrt izvorom mladosti, ili otkrićem besmrtnosti, može­ mo li s idejama iz znanstvene fantastike pobijediti ograničeno trajanje života našeg doma? Nakon pogleda na Drakeovu jed­ nadžbu u slijedećem poglavlju, uočit ćemo neke stvarne poteš­ koće.

12 KRAJ SVJETOVA I DRAKEOVA J E D N A D Ž B A

U PRETHODNOM POGLAVLJU razmotrili smo kakvu ostavštinu može ostaviti naša vrsta. Svatko želi vjerovati da njegovo trajanje na Zemlji ima neko značenje i da njegovo postojanje nije samo u tome da se život proživi, završi i da bude zaboravljen. Ako naš život ima ikakvu važnost, onda to ima i naša smrt, makar na najmanji način. Ne radi se samo o pitanju smisla života već o nekim dvojbama oko samog fizičkog postojanja. Napokon, po­ stoje mnoge mogućnosti za sudbinu naših tijela nakon smrti. Većina se razlaže u tlu, ne ostavljajući ništa za sobom. Neka pu­ tem nekog načina očuvanja mogu imati dijelove očuvane kroz dugo vremensko razdoblje, bilo da su to kosturi ili neke vrste mumije. No ti su slučajevi rijetki. Za većinu nas za kratko vrije­ me nestaje bilo kakav fizički trag da smo ikada postojali. A što je s planetima ili zvijezdama? Našu će zvijezdu, nakon što se razgori u crvenog diva, slijediti sudbina u obliku bijelog patuljka, koji će trajati nebrojene milijarde godina. Astronomi teleskopima nailaze na dokaze da postoje milijarde tih zvjezda­ nih grobova. Galaktika je posuta mrtvim zvijezdama, oznakama mnoštva mrtvih planeta, a koliko tek mrtvih civilizacija koje su nekoć obilazile te zvijezde kada su one bile mlade i krepke?

Svatko je od nas jedan od 6 milijardi sada živućih ljudi, a i jedan od brojnih ljudi koji su postojali na Zemlji od oblikova­ nja naše vrste u epohi pleistocena. Na analogni način i naša je Zemlja jedna iz još veće populacije, jedan planet između mi­ lijardi u Galaktici, i nebrojenih milijardi i milijardi u svemi­ ru. Ima li njihovo postojanje, i prolaznost, ikakav smisao? Za znanost zasigurno ima. Naše novo razumijevanje protežnosti života, i konačne smrti, nastanjivih planeta, utemeljeno na po­ vijesti Zemlje, ima važne implikacije na razumijevanje i pro­ cjenu učestalosti života, i inteligentnih vrsta, u svemiru. Postojanje groblja zvijezda izaziva spoznaju da svaka pro­ cjena učestalosti života u svemiru mora uzeti u obzir činjenicu da život, kada se jednom razvije, ima ograničeno trajanje na svakom svijetu. Trajanje postojanja života, kao i kod pojedina­ ca, za planete na kojima postoji život zavisi o nizu čimbenika. Treba samo pogledati na najbliže planetne suputnike da bi­ smo vidjeli kako ti čimbenici djeluju. Od svih planeta iza Ze­ mlje, Mars je najbolje poznat. On je bio greben, bušen i istra­ živan različitim instrumentima koji su razvijeni za zemaljska i svemirska istraživanja, a to uključuje i sva uspješna i neuspješ­ na slijetanja na njegovu površinu. Obilje podataka ukazuju da je u svojoj ranoj povijesti, kad je naša Zemlja bila još kaotična i nenastanjiva, Mars mogao biti svijet pogodne temperature i, možda, svijet koji je posjedovao oceane. Također, mogao je biti svijet na kojem je u atmosferi postojao kisik. Svi ovi čimbenici vode do neizbježnog zaključka da su uvjeti na ranom Marsu bili pogodni za razvoj života. Neki znanstvenici smatraju da se život razvio na Marsu te da je zatim prenesen na Zemlju, da je sav život na našem planetu podrijetlom s Marsa i prenesen na Zemlju kao mikrobne spore s pomoću malih meteorita iz­ bačenih s Marsove površine i potom slučajno pristiglih na Zemljinu površinu, kao što je to slučaj s Allen Hills meteoritom. Tijekom nekoliko milijuna godina ili više mogli su trajati ti povoljni uvjeti. U nekoliko milijuna godina evolucija je mogla učiniti čuda. Možda će prvi geolozi koji će istraživati uzorke

Marsovih sedimentnih stijena starijih od 4 milijarde godina naći ne samo fosilne ostatke bakterija, nego i drugih složeni­ jih organizama. Možda će biti nađeni ostaci i životinja. Kako će to izgledati: zamah čekića po Marsovoj površini koji otki­ da komad Marsovog pradavnog pješčenjaka, i veselje kad srce prestaje kucati zbog pronalaska mekušca koji se čini poznatim ili kostiju ribe koja odgovara Zemaljskim? No čak da je život na Marsu imao tako brzi razvoj prema složenosti, ne bi dugo potrajao, budući da je okoliš povoljan za život brzo propadao. A kad su se bakterije na Zemlji upustile u razvoj višeg oblika života, Mars je odumirao ili je bio već odavno mrtav, čak i ako se život ikada pojavio na njemu. Na Marsu su se oceani povu­ kli u unutrašnjost planeta ili su se izgubili u svemiru, kisik iz atmosfere vezao se kemijski u stijene, a život je odumro. Možda su Zemlja i Mars krajnji članovi, jedan kratko, a drugi dugo živući. Ili možda sudbina planeta u našem Sunčevu sustavu uopće nije tipična. Kako god, sigurno je da svi planeti traju samo neko vrijeme i da, mijenjajući se, kad tad gube mo­ gućnost održanja života. Nekad to čine kroz golemo razdoblje vremena, nekad brzo. Nekad umiru od starosti, a nekad u koz­ mičkim katastrofama. No svi na kraju umiru. To je neizbjež­ na činjenica koju treba uzeti u obzir pri svakom razmatranju o učestalosti života u svemiru. Rekli smo da su u dvadesetom stoljeću postavljene dvije te­ meljne jednadžbe: Einsteinova E= me2 i Drakeova jednadžba. Ovu drugu je postavio astronom Frank Drake 1950. da putem nje izračunava broj mogućih svemirskih civilizacija u našoj Galaktici. Razlog za tu intelektualnu igru bilo je određivanje vjerojatnosti otkrivanja radiosignala koje su, možda, poslale druge moguće civilizacije. Drakeova jednadžba jednostavno je niz koeficijenata koji, kada se međusobno pomnože, daju procjenu broja inteligen­ tnih civilizacija u Galaktici. U izvornom obliku glasi:

N* x fs x fp x ne x fi x fc x f l = N

Gdje su: N*= broj zvijezda u Galaktici fs = dio zvijezda sličnih Suncu fp = dio zvijezda s planetima ne = broj planeta u nastanjivoj zoni fi = dio planeta na kojima se život razvio fc= dio planeta nastanjenih razumnim bićima fl = dio života planeta kad na njemu postoji komunikativna civilizacija Vrijednost poznavanja približnih vrijednosti tih različi­ tih koeficijenata očigledno jako varira. Kad je Drake prvi put objavio svoju jednadžbu, većina vrijednosti je bila vrlo spe­ kulativna. Tada je, kao i sada, postojala dobra procjena bro­ ja zvijezda u našoj Galaktici, između 200 i 300 milijardi. Broj zvjezdanih sustava s planetima bio je slabo poznat u Drakeovo vrijeme. Iako su astronomi smatrali da su planeti uobiča­ jeni, nije bilo teorije koja bi dokazivala da formiranje zvijezda uključuje i stvaranje planeta, a mnogi su zapravo mislili da je stvaranje planetnih sustava izvanredno rijetko. Tek su 1970-tih znanstvenici počeli smatrati da su planeti uobičajeni, toliko uobičajeni da je Carl Sagan procijenio da je moguće naći de­ setak planeta oko svake zvijezde. Pravi dokaz o postojanju bilo kojeg drugog planeta nije nađen sve do 1990-tih, kada su pro­ nađeni prvi ekstrasolarni planeti. Astronomi su bili začuđeni što veliki planeti nisu nađeni samo na udaljenim stazama oko zvijezda, nego i, za razliku od našeg Sunčeva sustava, u bliskim stazama. Geoff Marcy, najpoznatiji otkrivač planeta, s kolegom Paulom Butlerom zapisao je: "Po prvi puta imamo dovoljno ekstrasolarnih planeta da možemo napraviti komparativnu studiju. Ustanovili smo da većina objekata sličnih Jupiteru, a daleko od svojih zvijezda, imaju eliptičnije staze, a ne bliske kružnima, što je pravilo u našem Sunčevom sustavu. "

Gotovo svi objekti veličine Jupitera otkriveni do danas, smješteni su ili u stazama mnogo bližim njihovim zvijezdama negoli je Jupiterova staze oko Sunca, ili se pak, ako su mno­ go udaljeniji od zvijezde, gibaju u jako izduženim eliptičnim stazama (to je slučaj kod devet planeta od njih sedamnaest otkrivenih). U tim planetnim sustavima mala je mogućnost da planeti poput Zemlje postoje u stabilnim stazama. Ako je "Jupiter" blizu svome Suncu, razorit će unutrašnje stjenovite planete. Sa svojom eliptičnom stazom "Jupiter" će izazvati po­ remećaje planetnih staza unutarnjih planeta, potaknuvši male planete da, bilo u spiralnoj stazi krenu u svoje sunce, bilo da budu izbačeni u hladnu smrt meduzvjezdanog prostora. U procjeni učestalosti inteligentnog života, Drakeova jed­ nadžba zavisi o učestalosti planeta sličnih Zemlji oko zvijez­ da sličnih našem Suncu. U usporedbi s divovskim planetima, teško je opaziti male stjenovite planete koji se gibaju oko dru­ gih zvijezda. Zasad ne možemo znati jesu li takvih planeti - a smatramo da su upravo takvi potrebni za razvoj života - uo­ bičajena pojava ili su možda rijetki ili nešto između toga. Za ovu prigodu pretpostavimo samo da su ti planeti stjenoviti i slični Zemlji uobičajeni svemiru. Za njih pretpostavljamo da imaju sve neophodne uvjete za život, da su smješteni unutar takve udaljenosti od zvijezde - takozvanoj nastanjivoj zoni koja omogućava da temperatura bude pogodna za postojanje tekuće vode na površini. Kako se naša studija o različitim završetcima Zemlje može koristiti za bolje razumijevanje učesta­ losti složenoga života u svemiru? Mnogi astrobiolozi zaključuju da je stvaranje mikrobnog života na planetu unutar nastanjive zone možda relativno lako, tako da uz zadani uvjet tekuće vode na površini, mnogi, ili većina, planeta nosi neki oblik života. Ako je tako, desetci do stotina milijuna planeta u Galaktici moguća su staništa za ra­ zvijeni život. Ipak, prijelaz od mikrobnog do razvijenog života zahtijeva vrijeme i stabilne uvjete. Jedino uz dugotrajnu stabil­ nost i ne prevelike temperaturne promjene moguć je skok od

slabašnih oblika života prema složenijim. Uzimajući to u obzir, u našoj knjizi Rijetka Zemlja dodali smo neke nove članove u Drakeovu jednadžbu: N* x fp x ne x fi x fc x f l = N

gdje su: N* = broj zvijezda u Galaktici fp = dio zvijezda s planetima ne = broj planeta u nastanjivoj zoni fi = dio nastanjivih planeta na kojima se razvio život fc = dio planeta s razvijenim složenijim oblicima života fl = postotak razdoblja života planeta u kojem postoje složeniji oblici života Kako se može procijeniti trajanje razdoblje u životu plane­ ta kad je on nastanjiv za složenije oblike života? Da bismo od­ govorili na to pitanje prvo moramo ustanoviti što planet pr­ venstveno mora ispunjavati da bi se razvio kompleksniji život. Možda se složeniji život može razviti na bilo kojem planetu na kojem se život uopće razvio, ili na koji je stigao, što uključuje slobodnu tekuću vodu ili neko ekvivalentno otapalo. Prijašnji primjer Marsa može ilustrirati taj slučaj. No Marsov primjer također ukazuje na to da će razdoblje u kojem je život moguć u biosferi biti kratko za svaki takav mali planet. Zemljina glavna osobina koja podržava život je njezin smje­ štaj na gotovo idealnoj udaljenosti od Sunca. U svakom planetnom sustavu postoje područja, udaljenosti od matične zvijez­ de, u kojima bi Zemlja mogla opstati s površinskim uvjetima sličnim sadašnjim. To je nastanjiva zona, područje u nekom planetarnom sustavu gdje klonovi nastanjive Zemlje mogu po­ stojati. Od svog prvog definiranja, pojam nastanjive zone bio je naveliko prihvaćen i predmet nekoliko velikih znanstvenih skupova, uključivo jednog koji je vodio Carl Sagan u jednom

od posljednjih znanstvenih doprinosa svoje blistave karijere, neposredno prije svoje prijevremene smrti. Važna činjenica nastanjive zone predmet je ove knjige: planeti, kao i naša Ze­ mlja, stare i konačno prestaju biti kolijevka života. Mnogi su razlozi tome, no jedan je taj što se ta zona vremenom pomiče sve dalje, ostavljajući planete iz sebe. Ne možemo isključiti taj čimbenik iz naše procjene učestalosti života u svemiru. Naši najbliži susjedi u svemiru daju nam zabrinjavajuće pri­ mjere što se događa planetima bilo da se nalaze bliže ili dalje od nastanjive zone. Ako su bliže, planet je prevruć. Venera je primjer gdje se to dogodilo. Površina Venere je gotovo tako vruća da je užarena. Da je na njoj ikada postojao ocean, ispa­ rio bi i bio potpuno izgubljen u svemiru. Dalje od nastanjive zone temperatura je preniska. Mars je izvan te zone pa je zamrznut do dubine od nekoliko kilome­ tara ispod površine. Da se Zemlja pomakne dalje od Sunca, ili da Sunce smanji svoje zračenje, njezina atmosfera bi se hladila do točke kad kojoj bi cijela Zemlja bila pokrivena ledom. Na drugom mjestu smo predložili da i galaktike kao cjeline ima­ ju, kao i pojedini zvjezdani sustavi, područja manje ili više pogodna za dugotrajno podržavanje života. Ta smo područja nazvali galaktičke nastanjive zone. Za razliku od zvjezdanog sustava, gdje nastanjivi planeti postoje u temperaturno odre­ đenim područjima, nastanjive zone u galaktikama određe­ ne su energijom, koja - ako je prevelika - uzrokuje masovno istrebljenje, i sadržajem metala, koji - ako su u premalim koli­ činama - onemogućuju preživljavanje na planetima. Naša Galaktika je spiralna, što je jedan tri od glavna galaktička tipa (ostala dva su eliptične i nepravilne galaktike). U sva­ koj galaktici je koncentracija zvijezda najveća u galaktičkom središtu i opada kako se udaljujemo od njega. Kad ih gledamo okomito na ravninu vrtnje, spiralne su galaktike u obliku diska, s granajućim krakovima iz središta. No ako ih gledamo sa stra­ ne, vrlo su plosnate, debljine do 1% njihova punog promjera. Naša Galaktika ima promjer procijenjen na oko sto tisuća go-

dina svjetlosti. Naše Sunce je na oko dvadeset pet tisuća godina svjetlosti udaljeno od središta, i to u području između spiralnih krakova gdje je koncentracija zvijezda mnogo manja nego u bli­ zini središta. Smješteni na toj položaju, polagano rotiramo oko središnje osi Galaktike. Kao što to čini i planet koji obilazi zvi­ jezdu, tako i mi zadržavamo približno istu udaljenost od galaktičkog središta, što je dobro. Naša je zvijezda, srećom, smještena unutar nastanjive zone Galaktike. Unutarnje granice određene su gustoćom zvijezda i opasnih supernova te energetskih izvora koji se nalaze u središnjem dijelu naše Galaktike, dok su vanjske granice određene nečim potpuno različitim: ne udarima energi­ je već vrstom tvari koja se tamo nalazi. Nastanjiva zona je mož­ da usko područje u svakoj galaktici. Zasad možemo samo grubo procijeniti granice tih po­ dručja. Unutrašnja je sigurno određena nebeskim katastrofa­ ma koje se zbivaju bliže prema središtu, ali nismo još u stanju procijeniti koliko je ta granica udaljena od središta, možda se nalazi na deset tisuća godina svjetlosti od središta, a mož­ da i dalje. Kako god da bilo, imamo samo slabu predodžbu o silama koje određuju tu unutrašnju granicu. Život je vrlo slo­ žen i osjetljiv čin kemijske ravnoteže, lako razoriv s previše ili premalo topline, i s previše gama zraka, rendgenskih zraka ili drugih tipova ionizirajućeg zračenja. U središtu svake galakti­ ke stvaraju se velike količine svega toga. Među brojnim smrtonosnim zvijezdama, u svakoj galaktici postoji vrsta neutronske zvijezde nazvane magnetar. To je kolabirajuća zvijezda male veličine, ali izvanredno velike gusto­ će, koja emitira rendgenske zrake, gama zrake i razne nabijene čestice, u prostor. Kako se gustoća energije mijenja s kvadra­ tom udaljenosti, ovi objekti zbog njihove velike udaljenosti nisu opasnost za naš planet. No bliže središtu Galaktike njihov broj naravno raste. Svaki galaktički centar je masa zvijezda, od kojih su neke smrtonosne neutronske zvijezde, i čini se nevje­ rojatnim da bi bilo koji oblik života, kojeg poznajemo, u tom području mogao postojati.

Još veća opasnost prijeti od zvijezda koje eksplodiraju, supernovih, o kojima smo raspravljali u prijašnjem poglavlju. Svaka zvijezda koja postaje supernova vjerojatno će uništiti ži­ vot do jedne godine svjetlosti oko sebe te djelovati na život na planetima udaljenim do 30 godina svjetlosti. Veliki broj zvijez­ da u galaktičkim središtima povećava vjerojatnost bliske supernove. Naše Sunce i planet zaštićeni su jednostavno slabom populacijom zvijezda oko nas. Krajnja opasnost su sudari s asteroidima ili kometima. U područjima koja su bliže središtu galaktika i koja su napučenija, susjedne zvijezde mogu biti dovoljno blizu da promijene staze kometa i usmjere ih u unutrašnjost zvjezdanih sustava. Staze takvih kometa sjeći će staze planeta i time biti na pu­ tanjama koje ih mogu dovesti u sudar s njima. Takvi sudari, temeljeno na zapisima sa Zemlje, su neprijateljski za život i mogu dovesti do sterilizacije planeta, ako se oslobodi dovolj­ no visoka energija sudara, što zavisi o veličini i brzini tijela u sudaru. Vanjska granica galaktičke nastanjive zone određena je po­ stotkom kemijskih elemenata u galaktici. Na vanjskim dije­ lovima galaktika koncentracija teških elemenata se smanjuje, budući da je učestalost stvaranja zvijezda, a time i stvaranja elemenata, manja. Relativni udio elemenata težih od helija po­ stupno opada kako se udaljavamo od središta galaktika. Pre­ daleko od središta, udio teških elemenata može biti prenizak za oblikovanje zemljolikih planeta. Važne osobine našeg pla­ neta su njegova veličina, njegova radioaktivna toplina i posto­ janje velike metalne jezgre. Sve je to neophodno da se stvori životinjski svijet: metalna jezgra stvara magnetsko polje koje štiti površinu planeta od radijacije iz svemira, dok radioaktiv­ ni materijal održava tektoniku ploča, što je po našem mišljenju neophodno za održanje životinjskog svijeta na planetu. Planeti poput Zemlje vjerojatno su rijetki u vanjskim područjima ga­ laktika. Gore izložena ideja još je u povojima. Čak i u toj ranoj fazi počinjemo shvaćati čimbenike neophodne za dugovječ-

nost nastanjivih planeta. Za razumijevanje takve dugovječno­ sti, moramo poznavati slijedeće čimbenike koji utječu na nastanjivost tijekom vremena: Sjaj tijekom vremena (i masu zvijezde) Srednju globalnu temperaturu planeta Postojanje ili nepostojanje tektonike ploča Postojanje ili nepostojanje ciklusa silikatnih stijena Rasprostranjenost kontinenata Biološku produktivnost Površinski tok topline Smještaj planetnog sustava unutar galaktike

Brojni načini na koji Zemlja može doživjeti kraj, kao i nje­ zini različiti sustavi života koje smo razmatrali u ovoj knjizi, nisu nužno specifični za naš planet. Oni se mogu koristiti za bolje razumijevanje sudbine našeg svijeta, ali i općenito bilo kojeg nastanjivog svijeta. Želimo znati koliki će vremenski ras­ pon života životinjskog svijeta biti na različitim svjetovima. Kakva će biti sudbina planeta tamo gdje su zvijezde i planeti manji, ili veći, smješteni bliže rubu ili bliže rubu u galaktici? Kako dugo mogu oni trajati kao nastanjivi? To je razlog zašto proučavamo zdravlje planeta, uključujući i našeg - Zemlje.

13 V E L I K I BIJEG

da se presele kada stvari postanu tmurne. Granica je postajala mjesto novoga početka. Tako se čini pri­ rodnim da na kraju poletimo k drugim svjetovima. Uostalom, stari su Polinezija putovali na tisuće kilometara u otvorenim kanuima po potpuno nepoznatim morima da otkriju Havaje. Zasigurno će naši potomci, sa svim svojim znanjem i tehnolo­ gijom, moći putovati do udaljenih planeta. Zašto ne? Temelj­ ni razlog zašto su područja na Zemlji prenaseljena je taj što su zemaljska stvorenja prirodno težila da prošire svoje teritorije. Neće li naši potomci činiti isto u dubokom svemiru? U samo jednom smo stoljeću napredovali od razdoblja ko­ nja i kola do aviona, čudesnih lijekova, računala, lasera, nukle­ arne energije, interneta i raketa koje mogu letjeti do udaljenih planeta. Neće li nas u dolazećim stoljećima tehnologija odvesti do drugih planeta, drugih zvijezda i, s punom brzinom svje­ tlosti, do drugih galaktika? Ne nužno. Tehnološki napredak nije beskonačan. Ima razlo­ ga za pesimizam, kao i za optimizam, glede budućeg napretka. Zakoni fizike i kemije su univerzalni, i ne mogu se prilagođavati našim željama ili potrebama. Mooreovo pravilo da se brzina LJUDI IMAJU OBIČAJ

rada računala udvostručava svakih osamnaest mjeseci ne može se protegnuti zauvijek u budućnost: brzina svjetlosti i granice minijaturizacije na razini atoma stavljaju ograničenja brzine i konačne veličine elektroničkih elemenata. Nikad nećemo moći napraviti bicikl kojeg bi bilo moguće voziti znatno brže nego sadašnjeg, i nikada nećemo vidjeti avion koji može letjeti u do­ njim slojevima atmosfere brže od špijunskog SR-71, razvijenog u 1950-tima. Sigurno će biti značajnih i neviđenih napredaka u budućnosti, ali postoje stvarna fizikalna ograničenja za ono što je moguće učiniti. Potpuno čudesna otkrića, kao što je hodanje po vodi ili putovanje brže od svjetlosti zahtijevala bi poništenje fizikalnih zakona kakve poznajemo. Razgovor o korištenju "crvotočina" za tuneliranje na drugu stranu svemira je u sadašnjem trenutku samo razgovor. Milijunima godina u budućnosti rado­ vi Newtona i Einsteina bit će još uvijek predmeti na studijima fizike, i sila će uvijek biti jednaka umnošku mase i akceleracije. Temeljni zakoni su univerzalni, oni pokazuju način kako se stvari zbivaju i nisu tvorevina ljudskog uma. Stoga bijeg nije tako lako moguć kako je to opisano u znanstvenoj fantastici.

A KAD BISMO i MOGLI otići bilo kamo. kamo bismo otišli? Uo­ bičajeni je odgovor na Mars, planet najsličniji Zemlji u Sunče­ vom sustavu i koji je naš najbliži susjed. On je 50% udaljeni­ ji od Sunca nego što je to Zemlja, a Sunce je na njemu manje nego upola manje sjajno. Kada Zemlja postane prevruća, zašto ne otići na Mars, zasigurno hladniji planet? Mnogi ljudi sma­ traju da je to neizbježno. Do tada, zasigurno je Zemlja već ko­ lonizirala Mars! Konačni čin bit će utovar prtljage u sunčanu kabinu na veselom ukrcavalištu. Iako je Mars malen planet, više nego upola manjeg promjera od Zemlje, njegova kopnena površina usporediva je sa Zemaljskom. On bi idealno mogao udomiti horde sa Zemlje. Možda. Iako je to divan planet sa zadivljujućom geografi­ jom, Mars je najnegostoljubiviji planet za ljude. Površinski tlak

je kao na trideset kilometara visine na Zemlji, ili kao na više od tri visine Čumulungme (Mt. Everesta). Nema kisika. Nema hrane. Nema površinske vode, i nikad se neće zagrijati. Smrto­ nosne ultravioletne zrake sa Sunca žežu mu površinu. Ipak, već smo otišli na Mjesec, na još negostoljubivije mje­ sto. Imalo stalnu istraživačku stanicu na Južnom polu i ima­ mo orbitalne svemirske stanice. Zašto ne i crveni planet? Ako astronauti odu tamo i vrate se, da li će to voditi uspostavi baze, kolonije i, u budućnosti, stalnih naselja za raseljene Zemljane? Problem nije tehnologija sama po sebi nego njena cijena. Apollo je stigao na Mjesec 1969. i za manje od tri godine šest letjelica i dvanaest Zemljana spustilo se na njegovu površinu. Cijena programa, prema sadašnjoj vrijednosti dolara, bila je više od 100 milijardi. Država koja je omogućila Apollo bila je najprosperitetnija u povijesti Zemlje, a ipak se morala povući, jer nakon 1972, nije više bila motivirana za daljnje trošenje. Put na Mars je mnogo opasniji i teži od puta na Mjesec. Na Mjesec možete stići za tri dana, ali trebaju mjeseci da stignete na Mars. Vrijeme kružnog putovanja reda je veličine godine ili više. Astronauti su izloženi smrtonosnom zračenju kozmičkih zraka iz Sunca i trebaju preživjeti dugo razdoblje niske gravi­ tacije, u okolišu koji stvara nepovratne gubitke koštane mase. Degradacija ljudskog tijela u svemiru intenzivno je proučavan kroz više od četrdeset godina, i još nije jasno koje je rješenje problema za dugotrajno preživljavanje ljudi u svemiru. Nada postoji u mogućnosti teraformiranja Marsa tako da bi što više sličio na Zemlju. Općenita je ideja da se to učini genet­ skim modificiranjem organizama koji mogu živjeti na Marsu, te kroz neko vrijeme stvoriti atmosferu dovoljno gustu da se tekuća voda zadrži na površini. U konačnici bi se stvorio kisik i Mars bi postao pristojan Zemljin klon, ili u najmanju ruku mjesto gdje ljudi mogu preživjeti dulje vrijeme. Hoće li se to ikada zbiti? Moguće je, ali postoje razlozi zbog kojih to nije praktično. Zemljani neće htjeti, ili neće moći, platiti cijenu. Imamo problema s održavanjem okoliša našeg vlastitog plane-

ta, i teško da bismo uspješno utjecali na drugi. Bi li se itko ui­ stinu želio premjestiti na planet s pola naše gravitacije i s upola manje sjajnim Suncem? Čak i na našem prenapučenom plane­ tu ogromna su područja polova i Sahare ostala gotovo nena­ seljena. Hoće li ljudi ustrajavati stotine ili tisuće godina koliko treba za teraformiranje Marsa? Nije samo oblikovanje planeta golem poduhvat. Ni put u daleki svemir nije tako jednostavna kao što se prikazuje u filmovima. Potrebni su vrlo složeni strojevi, a što su složeni­ ji to su skloniji kvarovima i to daleko od kuće. Današnji se zrakoplovi grade tako da budu sigurni i čak ekonomični, ali ogromna količina tehnoloških inovacija koja je to omogućila dobivena je uz golem trošak novca, sredstava i ljudskih živo­ ta. Gotovo sva tehnologija koja omogućuje putovanje zrakom razvijena je zahvaljujući gotovo neograničenim vojnim budže­ tima u svijetu koji se očajnički pripremao za rat. Svemirska tehnologija, uključujući elektroniku, kompjutore, internet i mnoge druge stvari koje uzimamo zdravo za gotovo, također je razvijena iz vojnih budžeta. Kad bismo i imali neki rat da pokrene daljnji razvoj, sve­ mirska putovanja nikad ne bi bila laka i uspješna kao zračna. Svemirske letjelice nisu masovni proizvod, pa premda, kao i avioni, sadrže rezervne sustave i konstruirani su s određe­ nom tolerancijom pogreške, ne možemo si dopustiti da zaka­ žu. Svemirski brodovi ne mogu napraviti krug i spustiti se na najbližem uzletištu ili ravnoj livadi. Svi smrtonosni problemi svemirskih letjelica moraju biti unaprijed razmotreni. To je nemoguće postići. Sjetimo se svemirskog teleskopa Hubble. Uz najveću pažnju i uz cijenu od milijardu dolara poslan je u svemir s izobličenim zrcalom, s panelima fotonaponskih ćeli­ ja koji su lepršali pri svakom prolazu prema i od Sunca te sa žiroskopima koji su mnogo češće zakazivali nego što je to bilo očekivano. Taj je teleskop bio na kraju uspješan samo stoga što je bio tako blizu da se uz pomoć raketoplana moglo dovesti ju­ načku astronautsku posadu u opetovane zadatke popravljanja

i čišćenja. No u dalekom svemiru nema automehaničarskog servisa. Mars je zapravo idealan poligon za ispitivanje pouzdanosti složenih svemirskih letjelica. Od 1959. poslano ih je trideset i pet. Više od polovice bile su neuspješne. Kako je tehnologija napredovala, uspješnost nije rasla. Možemo li ikada učiniti pu­ tovanje na Mars tako sigurnim kao što je to putovanje avio­ nom ili barem raketoplanom? Vjerojatno ne. Dodatna zapreka istraživanju Marsa i njegovom konačnom naseljavanju je energija. Ljudi trebaju mnogo energije da bi se grijali, jeli, kupali, disali zrak, radili i provodili se. Energija se na Zemlji ponajviše dobiva iz ugljena, zemnog plina i nafte. Jedini poznati izvori energije na Marsu su Sunčeva svjetlost i vjetar. Možda će budući istraživači sagraditi ogromne kolekto­ re solarne energije na Marsu, ali oni neće biti dovoljni koloni­ ji za potrebe rudarenja i skupljanja vode. Nuklearna energija je jedina alternativa, ali nuklearna tehnologija je sada gotovo uspavana. Hoće li ljudi budućnosti imati znanja, materijala ili čak dozvolu da razvijaju nuklearnu tehnologiju za Mars? Tako dugo dok ljudska populacija bude napredovala, bila motivirana i tehnološki u mogućnosti, vjerojatno je da će ljudi ići na Mars. Ostaje ipak golemo pitanje hoće li ikada biti u sta­ nju tamo prevesti velik broj ljudi koji će ondje moći živjeti. A prava je ironija da to, gledano dugoročno, nije ni važno. Isto Sunce koje će uništiti život na Zemlji može isto tako spržiti i Mars. Naš susjed jednostavno nije dovoljno daleko da izbjegne tužnu sudbinu izloženu u ovoj knjizi. Put na Mars može produ­ ljiti preživljavanje Homo sapiensa, ali je kraj ipak tu. Ako Mars nije trajno rješenje, postoje li drugi planeti ili mjeseci udaljeniji od Sunca koji mogu udomiti ljudski život? Izgledi nisu dobri. Postoji nekoliko mjesta koja mogu podr­ žavati mikrobni život, ali ugošćivanje milijuna ljudi potpuno je druga stvar. Europa, drugi po veličini Jupiterov mjesec, če­ sto se spominje kao moguće mjesto za život. Ima jakih doka­ za da je Europi vodeni ocean ispod fantastične površine na-

gomilanog i izlomljenog leda. Ako je život u oceanu i moguć, nije moguć na Europinoj površini. Taj svijet ima samo tračak atmosfere i smrtonosnu radijaciju iz radijacijskih pojaseva oko Jupitera, stvarajući površinski okoliš sličan unutrašnjosti nu­ klearnog reaktora. Druga poznata mjesta koja bi mogla podržavati život tako­ đer se čine nepogodnim mjestima za ljudsku kolonizaciju. Ti­ tan, Ganimed, Kalisto i Triton također su svi različita tijela od Zemlje. Mnogo je vjerojatnije da bi se ljudi trebali preobličiti u neku stranu vrstu superbića koja bi mogla opstati u negostoIjubivom okolišu, negoli da se ti udaljeni mjeseci učine slični­ ma Zemlji. Možda rješenje nije u pokušaju oponašanja Zemlja na ne­ kom od planeta ili mjeseca, nego u pomicanju Zemlje. Pomi­ canje našeg planeta dalje od Sunca je silan pothvat, ali možda lakši od preseljenja ljudi na drugi planetarni sustav. Imamo većinu tehnologije potrebne za pomicanje Zemlje. U članku iz 2001. Don Korycansky, Gregory Laughlin i Fred Adams predložili su da naš planet iskoristi višestruki bliski prolaz ko­ meta 100 kilometara promjera za guranje Zemlje prema van toliko daleko da se kompenzira porast Sunčeva sjaja. Njihova domišljata zamisao koristi gravitacijsku pomoć, metodu koju koriste i kometi i svemirski brodovi. Tijelo koje prolazi kroz gravitacijsko polje planeta dodaje ili gubi dio svoje kinetičke energije. S pravilno određenom geometrijom, energija se do­ daje planetu i on se polagano udaljava od Sunca. Predloženi način zahtijeva samo jedan komet koji stalno iznova prolazi pokraj Zemlje i svaki put pomiče Zemlju malo dalje od Sun­ ca. Komet tada odlazi daleko iza staze Plutona i ponovno se vraća, prolazeći kraj Jupitera i Saturna na svom putu. Komet gubi energiju u prolazu kraj Zemlje, ali je nadoknađuje u su­ sretu s Jupiterom. Jupiter bi se pomicao prema Suncu, ali za mali iznos, jer je mnogo masivniji od našeg planeta. Teorijski, Zemlju bi bilo moguće toliko udaljiti od Sunca toliko da bi po­ vršinska temperatura mogla ostati nastanjivom.

Tijekom slijedećih 6, 3 milijarde godina Sunce će više nego dvostruko povećati svoj sjaj, ali to se može kompenzirati po­ micanjem Zemlje oko 50% dalje od Sunca nego što se danas nalazi, ili približno na orbitalnu udaljenost Marsa. Bio bi to jedan hvale vrijedan astronomsko-inženjerski napor koji bi omogućio produljenje životinjskog svijeta na 6 milijardi godi­ na od danas. Nakon toga, naravno, Sunce postaje crveni div i Zemlja će biti spržena čak i na Marsovoj udaljenosti, ali ova ideja s pomicanjem Zemlje može kupiti milijarde godina do­ datnog vremena za život na našem planetu. Bliski prolaz kometa kraj Zemlje zbiva se otprilike svakih šest tisuća godina, a milijun ih je potrebno da Zemlju poma­ knu sve do staze Marsa, ili točnije tamo gdje je Mars bio. Mars se mora maknuti, jer nema mjesta za dva planeta na istoj stazi. To je još jedan problem. Operacija s kometom promjera 100 km kao svemirskom letjelicom zahtijeva određenu količinu energije koja će omogućiti male promjene brzine da bi se odr­ žala točna staza, ali ona je mala i moguće ju je dobiti pomoću nuklearnih reaktora koji koriste deuterij i tricij, stabilan i radi­ oaktivan izotop vodika, kao gorivo. Svaki bi prolaz zahtijevao iskopavanje dvokilometarske kocke leda na kometu, izdvajanje teškog vodika i njegovo korištenje za stvaranje energije koja bi omogućila raketnu propulziju. Sve bi se to moglo učiniti još daleko iza staze Plutona. Može li se to učiniti? Teorijski da. U praksi, to bi moglo biti još teže nego teraformiranje Marsa. Komet je golem i juri pokraj Zemlje brzinom od 40 km/s. Ako nešto u tom inženjerskom pothvatu pođe naopako (po Murphyjevom zakonu), i komet pogodi Zemlju, donio bi do­ voljno energije da pobije sav život na planetu. Slični susreti bi se dogodili ne samo jednom nego milijun puta. Može li ikoja ljudska djelatnost biti savršeno održana kroz milijarde godina? Tko će voditi predstavu, tko će osigurati da sve bude savršeno izvedeno, tko će platiti račun? Postoje dvije jako važne napo­ mene u tom radu:

"Naša početna analiza pokazuje da je dugotrajno planetno inženjerstvo gotovo moguće korištenjem tehnologija o kojima već danas ozbiljno raspravljamo. Korištenje takvog rješenja značaj­ no bi moglo produljiti vrijeme u kojem naša biosfera ostaje mo­ guća za život. Jedna očigledna smetnja predloženom je to da je program izvanredno opasan i da stoga mora uključivati dovoljno jam­ stava. Sudar s nebeskim tijelom promjera 100 km sterilizirao bi biosferu Zemlje, u najmanju ruku do nivoa bakterija. Ta se opa­ snost ne smije zanemariti."

Rizik nije ograničen samo na sudar s velikim kometom. Po­ navljanje susreta može uzrokovati da Zemlja izgubi svoj Mje­ sec. To ne bi bila samo sramota nego i velika opasnost. Kad bi Mjesec otišao, Zemljina os vrtnje počela bi lelujati i poticati nepoznate klimatske promjene. Uz to, kad bi Mjesec bio izba­ čen iz staze oko Zemlje, obilazio bi Sunce po stazi koja bi se križala sa Zemljinom. Ostavljen sam sebi, Mjesec bi vjerojatno pao na Zemlju, izazivajući mnogo više štete nego udar sto ki­ lometarskog kometa. Također, tu je i problem pomicanja Mar­ sa da bi se napravilo mjesto za Zemlju u njegovoj stazi. Ako se pogriješi u tom pomicanju i Mars se sudari sa Zemljom, po­ sljedice će biti još mnogo veće nego u slučaju sudara s Mjese­ com. To je krupna stvar. Velik rizik, ali i velika dobit. Očajan ži­ vot na umirućem planetu može zasigurno potaknuti takvu za­ misao ako je ikako ostvariva. No, je li uistinu moguća? Samo vrijeme, dugo vrijeme pred nama, dat će odgovor.

dalekosežan potez, ali i takav pothvat može biti trivijalan u usporedbi s glavnom temom Ratova zvi­ jezda i Zvjezdanih staza; međuzvjezdanim putovanjem. Većina ljudi osjeća da je naša sudbina putovati do zvijezda. Trideset i pet posto američkog stanovništva vjeruje da su izvanzemaljska POMICANJE ZEMLJE JE

bića slična ljudima posjetila Zemlju ili da su sada ovdje. No, putovanje do zvijezda je izvanredno teško izvedivo. "Upotre­ bljivo" putovanje do zvijezda potpuno je izvan mogućnosti po­ znate tehnologije. Bilo koji novopečeni milijunaš, koji može potrošiti pedese­ tak milijuna dolara, može već danas krenuti put najbliže zvi­ jezde, no putovanje neće biti ni svrsishodno ni ugodno. Za tu količinu novca možete kupiti raketu Delta i lansirati se na putanju koja će vas provesti kraj Jupitera, gdje će njegova gra­ vitacija zakrenuti vašu raketu na put izvan Sunčevog sustava. Na nesreću, putovanje do najbliže zvijezde trajalo bi više od 10.000 godina, a ne biste imali ni kupaonice ni hrane ni vode. Ne biste imali ni prave mogućnosti korekcije staze da stvarno i dođete do odabrane zvijezde. A ako vam i to nekako uspije, ne biste se mogli zaustaviti i proletjeli biste, vjerojatno ne dolaze­ ći blizu neke druge zvijezde za još 100 milijuna godina. Čak i kada biste se mogli zaustaviti, i kad bi zvijezda imala planete, vama se vjerojatno ne bi sviđao njihov okoliš: malo je vjero­ jatno da bi ikoji od njih bio sličan Zemlji. Ako Vam se ne bi sviđalo odredište, ne bi postojao povrat novca ni povratak. Poteškoće "upotrebljivih" putovanja među zvijezdama na­ staju zbog kratkog ljudskog životnog vijeka. Lako je ako se ne žurite, ali ako želite brzo stići do zvijezda i učiniti usput i poneki podvig poput zaustavljanja, zadatak je gotovo nemo­ guć. Ozbiljni pokušaji da se projektira svemirski brod koji bi putovao do zvijezda nisu dali ohrabrujuće rezultate. Čak i kad bismo mogli napraviti rakete na pogon antimaterijom, i riješi­ li sve prateće otežavajuće pojedinosti, još uvijek bi trebala sva stoljetna proizvedena količina energije na Zemlji samo za izra­ du goriva. Usmjeravanje energije laserima, pogon na međuzvjezdani plin, i mnoge druge velike zamisli zanimljive su za promišljanje, ali nevjerojatne. Možda je mnogo lakše putovati u središte Zemlje nego do najbliže zvijezde. Zvjezdani brodovi na televiziji, u filmovima i romanima proizvod su samo naših želja i snova. Međuzvjezđano putovanje se vjerojatno nikada

neće dogoditi, što znači da smo ograničeni na ovaj Sunčev sustav zauvijek. Također izgleda da smo zauvijek vezani na Zemlju. To je naša oaza u svemiru, a sadašnjost je naše vrlo posebno mjesto u vremenu. Ljudi mogu uživati nazdravljaju­ ći svojim danima pod Suncem na vrlo posebnom planetu i ne mozgati preozbiljno o jednorozima, minotaurima, sirenama i svemirskom brodu Enterprise. Naše iskustvo na Zemlji vjerojatno se beskrajno puta po­ navlja u svemiru. Život se razvija na planetima, ali se u konačnici uništava svjetlošću matične zvijezde kojoj sjaj polako ra­ ste. Okrutna je prirodna činjenica da zvijezda koja daje život uvijek na kraju postaje zla.

EPILOG

rastu, žive i umiru. U ovoj smo knjizi nastojali pokazati da nastanjivi planeti kao što je naš imaju istu neizbježnu, veselu, tragičnu i potpuno ispunjenu duljinu živo­ ta. Ako je planet dovoljno blizak zvijezdi da bi se život mogao razviti, on je i dovoljno blizak da taj život u konačnici bude od te zvijezde i uništen. Osim toga, bit će izvanredno teško njego­ vim stanovnicima da pobjegnu na drugi svijet. Očigledno je to jednako tužna prognoza kao i ona o našoj individualnoj smrtnosti. U našoj knjizi Rijetka Zemlja nasto­ jali smo pokazati da zemljoliki planeti i razvijeni oblici živo­ ta nisu baš uobičajeni u našoj Galaktici ni u svemiru, koliko god mi željeli da to nije tako. Uvjeti koji ovdje održavaju ži­ vot predstavljaju izvanrednu ravnotežu, kombinaciju sretnih okolnosti koje su uistinu rijetke. U ovoj smo knjizi pokušali pokazati da naš planet nije samo predivno jedinstven nego da i okolina koja ga hrani ima svoje granice. Znanstveno gledano, ne religijski, nastupit će smak svijeta, slijedom niza događanja. Mi sada živimo u predivnom ljetu ljepote, raznolikosti i obilja. Neće zauvijek biti tako. Predviđanje je, naravno, riskantan posao. Mi smo si ga uči­ nili ponešto lakšim predviđajući tisuće, milijune pa čak i miLJUDSKA BIĆA SE RODE,

lijarde godina u budućnosti, ne za sutra kada bi nam se, kao i bespomoćnim meteorolozima, moglo dokazati da smo u kri­ vu. Ipak ova knjiga nije samo puka spekulacija. Naša je teza da dosadašnja otkrića o ponašanju Zemlje u prošlosti i o sa­ dašnjem njezinu ponašanju omogućavaju jasan uvid u njezi­ nu sudbinu u budućnosti. Smatramo da će se naš planet kroz određeno vrijeme vratiti u svoje početne primitivne uvjete. Njegova je povijest parabola, a mi uživamo u Zemlji koja je blizu, ili možda malo iza, svog biološkog vrhunca. Ako ništa drugo, možemo biti vrlo, vrlo sretni. No odnos prema našoj prognozi je teži od nje same. Ako prvo nestane civilizacija, potom život, a napokon i sam planet, što to znači? Danas je prevladavajuće mišljenje u kozmolo­ giji da se svemir nastavlja širiti i propadati, sve dok ne bude ispunjen samo mrtvim zvijezdama i beživotnim planetima i konačno, bilijunima godina u budućnosti, razgrađenim atomi­ ma. Iako neki znanstvenici teoretiziraju da se naš svemir može ponovno skupiti i biti ponovno rođen u drugom Velikom prasku, sve ukazuje na mnogo prozaičniju i obeshrabrujuću sudbinu, kao kad zečić iz reklame za baterije konačno potroši njihovu svu snagu i smiri se na nekom usamljenom neoznačenom zaustavljalištu. Primijenjeno na astronomske podatke, sve ukazuje na to da će svemir doslovno potrošiti sav svoj plin i postati taman. Ovakvo očekivanje više je nego uznemirujuće: za filozofiju, za religiju, i za nadu općenito. Kao znanstvenicima, nije nam dužnost davati smisao ova­ kvom predviđanju. Mi samo kažemo, po našem najboljem znanju, kako to ide. Nemamo ni posebne ekspertize za neki posebni smisao. Ova knjiga je pregled najboljih modela sudbi­ ne našega planeta i temeljena je na najnovijim istraživanjima, a potaknuta našom prirodnom radoznalošću. Filozofske, reli­ gijske i moralne implikacije prepuštamo vama. Ipak, mi smo također ljudska bića koja su ušla u znanost zbog vrlo ljudskog osjećaja čuđenja izvanrednom svijetu i sve-

miru u kojem živimo. Smatramo da znanstvena otkrića, po­ put onih Darwina, Einsteina ili Oppenheimera, imaju dubok utjecaj na ljudsko društvo i mišljenje. Teško je odlučiti što je ljudskome umu više zastrašujuće za prihvaćanje: da će taj zele­ ni svijet završiti ili da će trebati golemo vremensko razdoblje, praktički beskrajno u odnosu na našu kratkotrajno postojanje, da do tog kraja dođe. Ovaj planet nije besmrtan, ali nije vjero­ jatno da će ubrzo skončati, na razočarenje apokaliptičkih pro­ povjednika. Čini se da ovdje postoji pouka, ali u čemu je ona? Jedna je istina: da sada na ovoj Zemlji postoji obilje drago­ cjenih darova, za uživanje i poštivanje. Ako bezglavo uništimo ovaj svijet, malo je nade da ćemo naći drugi da ga zamijeni, ili da ćemo otići u neko pribježište ako ga i pronađemo. Druga očita pouka je da uz velik rizik petljamo s našom atmosferom i oceanima. Istina je da se Zemlja razvila kao izvanredno robustan i obnavljajući ciklus stijena, vode, zraka i života da zadrži samu sebe u biološkom raju. Istina je i da je njezin okoliš do izvjesne mjere elastičan i nastoji održava­ ti temperaturu u ravnoteži. No mi smo u ovoj knjizi pokazali kako su se ti sustavi slamali u prošlosti i kako će to činiti i u budućnosti, s masovnim istrebljenjem kao mogućim rezulta­ tom. Mi smo još na početku shvaćanja kako djeluje Zemljin sustav i što treba činiti za održanje njezina zdravlja. Ono što smo do sada naučili je da je glupo uzimati te sustave kao jed­ nom zauvijek zadane. Upravo sada šaljemo ugljikov dioksid u atmosferu u potpuno nerazboritim količinama, unatoč go­ lemog broja podataka da je koncentracija CO2 kritični faktor koji gura klimu našega planeta periodički prema propasti. Po­ litička vodstva su u odnosu na ovu posljedicu razočaravajuće spore. Možda će ova knjiga potaknuti dodatna istraživanja, ra­ sprave i razmišljanja o dalekoj budućnosti naše vrste. Na ovim smo stranicama bili odbojni prema vjerovanju o lakom bije­ gu iz Zemljinog životnog ciklusa, jer smatramo da fantazije o takvom bijegu ohrabruju nebrigu prema sadašnjim i budućim

opasnostima. 'Zemlja? Kome treba? Samo ćemo otići.' Nismo odbojni prema razmišljanjima o bijegu ili rješenjima ili alter­ nativama. U prošlih stotinjak godina vidjeli smo eksplozivnu ekspanziju ljudskih mogućnosti, od rastućeg strahopoštovanja prema veličini svemira do zbunjujućih paradoksa subatomskog svijeta. Hoće li naša vrsta imati dugu budućnost? Gdje? Kako? Želimo da ova knjiga bude polazna točka za ta pitanja, a ne krajnja. Pažljivi čitatelj primijetit će da smo na ovim stranama izbje­ gli točno predvidjeti kada će ljudska bića napustiti pozornicu našeg planeta. Za to postoje dva razloga. Jedan je, naravno, što to ne znamo. Drugi je taj što nije na nama da na to odgovori­ mo. Uistinu je na vama čitateljima svima zajedno da odgovori­ te, djelujući, kako budete povećavali vaše razumijevanje života i smrti planeta Zemlje. Naša je slutnja da bi ljudi, makar i u ograničenom broju, mogli biti među posljednjim životinjama koje će doživjeti masovno istrebljenje.

Sunce je ušlo u fazu cr­ venog diva. Zemlju je pojela vanjska ovojnica Sunca promje­ ra 150 milijuna kilometara. Mars je isušeno i beživotno tijelo s površinskom temperaturom dovoljnom da se tale stijene. Ju­ piter je zamućena zagrijana masa koja brzo gubi plin u svemir. Ledeni pokrov Jupiterova mjeseca Europe već odavno se ra­ stalio, a slijedio je gubitak njegovih oceana u svemir. Na većoj udaljenosti, Saturn je izgubio svoje ledene prstene. Jedan svi­ jet tog pustog Sunčeva sustava okoristio se golemom crvenom kuglom koja predstavlja Sunce. To je Saturnom najveći mjesec prikladno nazvan Titan. GODINA JE SEDAM MILIJARDITA N. E.

Nekoć davno, u doba ljudi, pisac znanstvene fantastike Ar­ thur C. Clarke napisao je seriju knjiga o Jupiterovu mjesecu po imenu Europa. U tim knjigama, neka nezemaljska bića nekako su pretvorila Jupiter u malu, ali sjajnu zvijezdu, i time zagri­ jala Europu i potakla stvaranje života. Divna, mada fizikalno

nemoguća fabula. Sada, u tim kasnim danima Sunčevog su­ stava, golemo crveno Sunce čini to isto Titanu, mijenjajući ga od sleđenoga do otopljenog i, čineći to, oslobađa materijal za život. No Titan je uvijek bio vrlo različit svijet od Europe. Kao i Europa, Titan je oduvijek imao oceane, zasigurno smrznute, ali svakako oceane. Dok su oceani Europe bili vodeni, oni Titanovi bili su od bitno drukčije tvari - etana. Titan je oduvijek bio pokriven bogatom, ali hladnom masom organskih materi­ jala. Dolaskom topline, po prvi put Eden dolazi na Titan. Po­ put djeteta rođenog od nevjerojatno stare žene, život dolazi na to daleko mjesto, posljednji život koji će se ikada razviti u Sun­ čevom sustavu. Faza crvenog diva je kratkoživuća, samo nekoliko stoti­ na milijuna godina. No to je dovoljno. Za kratko vrijeme, po posljednji put život cvate u Sunčevom sustavu. Nakon smr­ ti, još jednom dolazi uskrsnuće života u masama sitnih tijela nalik bakterijama na jednom mjesecu koji je nekoć bio dale­ ko od životom bogatog planeta zvanog Zemlja, na mjestu koje je u svoje pozno doba razvilo vrstu s dovoljno inteligencije da predvidi budućnost i bude u mogućnosti da prorekne kako će skončati svijet...