Články
Jiřího Grygara
na tomto
webu:

Proč věřím v Boha

Věda a víra
jednota nebo boj
protikladů?

Krize teorie
velkého třesku?

Kosmické katastrofy

Existuje život
mimo Zemi?

Odhalila družice COBE
otisky Božích prstů?

Rok 2000 není
v roce 2000

Betlémská hvězda

Astronomie
ve Vatikánu (92)

Vatikánská
astronomie (99)

Současná astronomie a kosmologie podává přehled o možných kosmických katastrofách, které ovlivnily vývoj vesmíru i Země v minulosti, a které opět čekají Zemi, sluneční soustavu i celý vesmír v bližší či vzdálenější budoucnosti.
Starozákonní biblické texty přinášejí zprávu o řadě katastrof v historii světa. Podobně najdeme předpovědi budoucích katastrof v některých textech novozákonních.

Obsah článku:
1. Katastrofy v Bibli
2. Kosmické katastrofy v dosavadních dějinách Země
    Prvky stability životního prostředí na Zemi
3. Kosmické zásahy do přírodní rovnováhy na Zemi
4. Zánik vesmíru ?
Literatura

1. Katastrofy v Bibli

V řadě starozákonních textů nalezneme zjevné zmínky o katastrofách, které postihly Zemi a zejména její obyvatele v "šerém dávnověku", prakticky však nanejvýš několik tisíc let před počátkem křesťanského letopočtu. Některé z nich lze považovat spíše za symbolickou ilustraci biblického textu, ale jiné mají velmi pravděpodobně reálný základ. Podobně v novozákonních spisech najdeme předpovědi katastrof, které přijdou před "koncem světa". Fundamentalisté berou při výkladu Bible tato líčení doslova a hledají tomu odpovídající "vědecká" zdůvodnění, čímž se ovšem často dostávají do rozporu s poznatky současné přírodovědy, zejména pak fyziky, astronomie, paleontologie a geologie. To se týká zvláště popisu "potopy světa" (Gen 7), vedoucího fundamentalisty k bizarním úvahám o "horní" vodě nad Zemí a "dolní" vodě v oceánech, jezerech a řekách. Nic takového přirozeně věda nepodporuje - biblická potopa světa byla zřejmě místně omezená událost. Stejně tak je naprosto nesmyslné uvádět příběh o zničení Sodomy a Gomory (Gen 19) do souvislostí s údajným atomovým výbuchem, vyvolaným mimozemšťany, jak se o to pokouší nechvalně proslulý Erich von Däniken. Pravděpodobně šlo o vznik sopky.
V knize Jozue (kap. 10) se hovoří o zastavení Slunce a Měsíce a kamenném krupobití, jehož následkem zemřelo mnoho nepřátel. S ohledem na moderní znalosti by to při doslovném výkladu znamenalo zastavení zemské rotace, tj. uvolnění 10^29 J rotační energie (to samo by znamenalo strašlivou katastrofu), a poté její obnovení, čili opětné dodání téže rotační energie z neznámého zdroje. Mnohem pravděpodobněji šlo o pád deště meteoritů a následnou "světlou noc", vyvolanou rozptylem slunečního světla na rozprášených částečkách meteoritů ve vysoké atmosféře. (Obdobný jev byl pozorován po výbuchu proslulého tunguzského meteoritu v r. 1908.)
Naproti tomu "konec světa" je předvídán prorokem Izaiášem (kap. 13), v Kristových slovech v evangeliích (Mat 24, Mrk 13, Luk 21) a v Apokalypse (Zjev 8 a 16). Někteří vykladači vidí v současném světě tolik příznaků v Bibli předpovězených, že soudí, že konec světa je již blízko. Poznatky přírodních věd tomu však nenasvědčují ani v nejmenším. Podobně jako při jiných příležitostech chci připomenout, že Bible rozhodně není učebnicí přírodních věd, a tak i urputná snaha uvést do doslovného souhlasu biblické zprávy a předpovědi o katastrofách s poznatky současné přírodovědy je pošetilá. Zdá se, že je mnohem cennější podívat se na kosmické perspektivy přežití člověka i samotného vesmíru z hlediska soudobých poznatků astronomie, fyziky a kosmologie.

Z přírodovědeckého hlediska nejsou katastrofy výlučně negativním jevem. Velké katastrofy mohou být dokonce v dlouhodobé perspektivě plodné a životodárné. Již sám akt vzniku sluneční soustavy akumulací částic z prasluneční plyno-prachové mlhoviny nejspíše souvisí s katastrofou - výbuchem blízké velmi hmotné hvězdy v podobě tzv. supernovy. Tyto výbuchy jsou mimo jiné potřebné k tomu, aby se do kosmického prostoru dostaly chemické prvky, vznikající výlučně v nitrech hvězd (tj. fakticky všechny chemické prvky s výjimkou vodíku, hélia, lithia, berylia a bóru).
Po vytvoření Země jako planety přibližně před 4,5 miliardami let došlo velmi pravděpodobně k další klíčové katastrofě - k tečnému střetu s Praměsícem o hmotnosti asi 1/10 hmotnosti Země. Při této náhlé katastrofě se uvolnilo asi 10^32 J kinetické energie, což především způsobilo roztavení a vypaření Praměsíce i značné části zemského pláště. Z plynného prstence kolem Země pak zkondenzoval Měsíc přibližně v dnešní podobě, ale v podstatně menší vzdálenosti od Země (patrně jen 15 000 km od středu Země). Vlivem slapového tření v oceánech se však Měsíc od Země postupně vzdaloval, a souběžně se brzdila rotace Země z původních asi 8 hodin na současnou hodnotu 24 h. Rotace Země se dnes prodlužuje tak, že střední délka dne vzrůstá o 1,7 ms za století. Tečný náraz Praměsíce navíc způsobil sklon zemské rotační osy šikmo k oběžné rovině, což se posléze projevilo střídáním ročních dob v mírných i vysokých zeměpisných šířkách.
Další katastrofy na zemském povrchu pak vyvolala geologická činnost v plášti a kůře Země, tj. především tzv. desková tektonika (pohyby kontinentů, rozšiřování mořského dna) a vulkanismus. Průvodním jevem obou geologických mechanismů jsou pak ničivá zemětřesení. Tyto procesy zřejmě úzce souvisejí s přirozenou radioaktivitou zemského pláště, která je zdrojem tepla pro plasticitu hornin i pro magmatické krby jako zřídla vulkanismu.
V geologii po dlouhou dobu probíhal spor mezi aktualisty a katastrofisty. Aktualisté uznávají jen ty geologické procesy, které jsou patrné v současnosti. Naproti tomu katastrofisté uvažují o příležitostných relativně náhlých kataklyzmatech, drasticky měnících stav zemského povrchu. V průběhu posledních dvou století vítězili aktualisté, ale nyní je již zřejmé, že vzácné katastrofy se vskutku vyskytnou a náhle změní podmínky pro život na Zemi.
Jde především o srážky Země s menšími tělesy sluneční soustavy (planetky, jádra komet), k nimž dochází při rychlosti od 11 do 72 km/s, což sebou nese uvolnění značných kinetických energií ve velmi krátkém čase řádu minuty. Shodou okolností mohli astronomové pozorovat v červenci 1994 srážku celé série kometárních jader s obří planetou sluneční soustavy Jupiterem. Následky byly zřetelně patrné a potvrdily, že dopad obdobně hmotného tělesa na Zemi by znamenal celosvětovou katastrofu pro všechen pozemský život. Uvolněná energie byla řádu 10^24 J.
Dnes je prakticky jisté, že k podobné katastrofě na Zemi došlo před 65 miliony let (na rozhraní geologických epoch druhohor a třetihor), kdy náhle vymřela značná část živočišných druhů i rostlin. Nicméně i na tuto katastrofu lze z hlediska vývoje člověka pohlížet kladně: následkem katastrofy se začali rozšiřovat savci. V r. 1991 byl geology odhalen zcela ponořený a zasypaný kráter Chicxulub na rozhraní poloostrova Yucatán a Mexického zálivu, jehož původní hloubka 9 km a průměr 300 km dobře odpovídá odhadované energii výbuchu. Statistiky naznačují, že k podobně ničivým nárazům planetek či kometárních jader na Zemi dochází v průměru jednou za 50 milionů let. Nepotvrdily se však názory, že jde o periodické srážky, které by vyžadovaly další kosmickou příčinu - hypotetickou druhou složku dvojhvězdné soustavy Slunce + Nemesis (Hvězda zvaná Pelyněk?). Dnes je prakticky jisté, že Slunce je vskutku osamělé hvězda, což je vlastně ve vesmíru spíše výjimka než pravidlo (nejčetnější jsou dvojhvězdy, pak patrně troj- a čtyřhvězdy).Srovnání uvažovaných ničivých energií jistě usnadní připojená tabulka:

Z tabulky je mimo jiné zřejmé, že ničivé energie, kterými lidstvo v současnosti vládne, jsou stále nicotné v porovnání s energiemi, které se přeměňují v rámci sluneční soustavy, a zejména zdaleka nestačí na zničení Země jako planety. Lidstvo je ovšem schopné porušit přírodní rovnováhu, jak je patrné ze současných trendů (růst skleníkového efektu, ztenčování ozonové vrstvy v atmosféře Země, znečištění pevniny, oceánů i atmosféry planety). Tyto škodlivé vlivy však nemohou vyvolat náhlou ničivou celosvětovou katastrofu; mohou ovšem vydatně zhoršit životní podmínky pro člověka a případně vést až k decimování světové populace. Tímto drsným způsobem by se pak přírodní rovnováha fakticky obnovila - méně početná lidská populace bude svou činností zasahovat do přírodních procesů relativně málo.

Život na Zemi se vyskytuje pouze v tenké vrstvě na rozhraní zemské kůry a atmosféry a zejména pak v hydrosféře.
Tloušťka biosféry činí jen dvě desítky kilometrů (při poloměru Země zhruba 6400 km); objemem tedy zabírá jen 0,3 promile objemu Země! Fyzikální a chemické podmínky v této vrstvě jsou neuvěřitelně stabilní. Na tom má zásluhu stálý zářivý výkon Slunce, který během tisíciletí kolísá nanejvýš o 0,3 promile, a samozřejmě i stálá oběžná dráha Země kolem Slunce. Dalším podstatným faktorem je výskyt tekuté vody zejména v oceánech, což představuje fantasticky přesně vyladěný termostat. V tomto smyslu je Země jedinečnou planetou ve sluneční soustavě - na nejbližších sousedních planetách Venuši a Marsu se tekutá voda na povrchu vůbec nevyskytuje a podmínky pro život tam dnes rozhodně neexistují. Díky oceánům se proto Země v minulosti ani příliš neochladila ani nepřehřála.
Průměrná teplota zemského povrchu činí v současné době + 15^o C, což je zhruba o 30^o C více, než kolik by měla planeta v téže poloze vůči Slunci, ale bez zemské atmosféry. Rozdíl je dán tzv. skleníkovým efektem: některé atmosférické plyne dobře propouštějí viditelné záření Slunce směrem k zemském povrchu, který se tak ohřívá a vyzařuje zpět do prostoru převážně tepelné infračervené záření. Pro toto infračervené záření jsou však "skleníkové plyny" nepropustné, takže toto záření přispívá ke zvýšení průměrné teploty Země. Hlavními skleníkovými plyny jsou vodní pára, oxid uhličitý a metan.
Podobný účinek však mají i člověkem vyráběné chlorfluorokarbony, které navíc rozkládají ochrannou ozonovou vrstvu ve vysoké atmosféře Země (tak vznikají pověstné ozonové díry v oblasti Antarktidy v období nástupu jara na jižní polokouli). Ozonová vrstva normálně brání přístupu životu nebezpečnému ultrafialovému záření Slunce až na zemský povrch. Existence ozonové vrstvy úzce souvisí s výskytem kyslíku v zemské atmosféře. Ještě před 700 miliony let bylo kyslíku v zemské atmosféře tak málo, že ozonová vrstva neměla z čeho vznikat. V době, kdy ozonová vrstva neexistovala, byl život na Zemi omezen na hlubší pásma v mořích a jezerech (voda totiž ultrafialové záření vydatně pohlcuje).
Před účinky elektricky nabitých částic kosmického záření a zejména tzv. slunečního větru je povrch Země chráněn geomagnetickým polem, které má charakter dipólu s magnetickou osou mírně skloněnou k ose rotace. Původ geomagnetického pole hledají odborníci v efektu dynama, kdy v převážně kovovém zemském jádře tečou elektricky vodivé vrstvy tempem několika metrů za hodinu vůči obdobným vrstvám ve vnitřním plášti Země. Dosud nejdelší homeostatický cyklus na Zemi objevili geologové teprve nedávno. Růst zastoupení oxidu uhličitého v atmosféře znamená zvýšení velikosti skleníkového efektu, a tedy celkové oteplení Země. Tím se zvyšuje výpar vody z řek, jezer a především oceánů, což má za následek mocnější dešťové srážky. Vodní kapičky vymývají oxid uhličitý z atmosféry, a ten je na povrchu oceánů dychtivě pohlcován planktonem, který jej včleňuje do svých organismů. Když plankton hyne, padají jeho ostatky na oceánské dno, kde se oxid uhličitý zabuduje do vápence (CaCO3). Vlivem podsouvání litosférických desek se vápenec dostává skluzem přes zemskou kůru do vnějšího pláště až do hloubek, kde se taví magmatickým ohřevem. Prostřednictvím sopek se takto znovu uvolněný oxid uhličitý dostává zpět do zemské atmosféry a tak opět ovlivňuje velikost skleníkového efektu. Celý cyklus trvá zhruba půl miliardy let.

Pokračování článku:

3. Kosmické zásahy do přírodní rovnováhy na Zemi
4. Zánik vesmíru ?
Literatura

Kontakt na autora:

mail: grygar@fzu.cz
web: http://www-hep.fzu.cz/~grygar/jiri
http://www.astro.cz/people/grygar
http://www.astro.cz/people/grygar/actual.htm