Парадокс Ферми. Почему молчит Вселенная?

Хочу поделиться вот такими размышлениями по теме.
На Бюраканском смпозиуме 1971 г. обсуждались расчёты фон Хорнера о среднем расстоянии между одновременно существующими техническими цивилизациями, то есть плотность заполнения Галактики техническими цивилизациями. (Шкловский "Вселенная.Жизнь.Разум", глава 22). Входящее в формулу средневзвешенное время существования технически развитой цивилизации, эмпирическая оценка, складывалась из следующих, довольно любопытных посылок (в скобках мои пояснения от предшествовавшего контекста в книге):
1. Причина прекращения технологической эры: Полное разрушение (биоты планеты), 0-200 лет, вероятность 0,05, вес 5 лет.
2. ППТЭ: Уничтожение высшей жизни, 0-50 лет, вероятность 0,60, вес 18 лет.
3. ППТЭ: Вырождение (контекста прямого нет, но видимо, генетическое - содержание инвалидов по генетике не оставляет средств на поддержание некоего пика технологического уровня с последующим откатом до нуля), 10 000-100 000 лет, вероятность 0,15, вес 4500 лет.
4. ППТЭ: Потеря интереса (кино "Прекрасная зелёная" как иллюстрация), 1000-100 000 лет, вероятность 0,20, вес 2000 лет.
5. Отсутствие ограничения, - , вероятность 0,00, вес 0.
Средняя длительность технологической эры (сумма весов) 6500 лет.
Начало ТЭ (не концептуально а только к данному рассмотрению) примерно соответствует началу использования радио.

Это в качестве предисловия к тому,
что недавно (22 года назад http://www.bioticregulation.ru/pubs/kniga95/glava5a.pdf ) был открыт ещё один фактор ППТЭ. Этот фактор - резрушение биотического механизма регулирования климата планеты. Это утверждение - следствие так называемой Теории биотической регуляции климата разрабатываемой питерскими исследователями ( Biotic Regulation: Main Page их сайт). Это совершенно оригинальный концепт, доказывающий реальную возможность уничтожения биоты (стерилизацию) планеты Земля и других планет (у звёзд) с похожим тепловым балансом технологической цивилизацией без малейшего применения ядерного оружия. Замечу, пункты 1 и 2 вышеприведённого списка, очевидно, подразумеваются следствием "ядерного апокалипсиса". Таким образом, в теме списка ППТЭ (причины прекращения технологической эры) появляется шестой пункт, а это принципиально ново.

Считаеься, что Земля находится в зоне удалённости от Солнца благоприятной для поддержания на поверхности среднеглобальных температур +4 - +24 °С. При этом понимается «безусловно благоприятной», хотя редко пишется именно так. Среднеглобальная температура в текущую эпоху +14°С (в англоязычной литературе используется значение +15, но это, видимо, лишь потому, что не все, кто был послан в высокие широты с термометром, вернулись обратно).

Так вот, идея приложения Теории биотической регуляции климата к ППТЭ-6 состоит в том, что параметры орбиты Земли с солнечной постоянной на ней 1,388 кВт на кв.метр само по себе не обеспечивают среднеглобальную температуру на поверхности в указанном приемлемом диапазоне среднеглобальных температур. Категорически не обеспечивает. Ни для планетарного альбедо 0,16 как на Марсе (поверхность без океана), ни для факта 0,31-0,36, ни тем более при 0,76 как у Венеры. Если бы поверхность Земли была каменистая пустыня как на Марсе без глобального океана и биоты, то ее среднеглобальная температура была б около +88 °С. Причём независимо от количества влаги в атмосфере, так как способность азотной атмосферы удерживать влагу в виде газа (не пара!) Н2О растёт в 2 раза на каждые +10 градусов. То есть при +85°С атмосфера способна удерживать воды в 128 раз больше чем при +15°С. Поэтому в отсутствии океана с увеличением Т приповерхностного слоя облачность не увеличивается а уменьшается. К тому же, уже при +50°С зона образования облачности (0-+4°С) поднимается с 2000-2200 метров до 5000-6000 м, где облачный конденсат удерживается плохо и ниспадает только мелким дождём, который при давлении 0,5 до поверхности не успевает долететь. То есть, чтобы в пустыне выпал дождь, нужна 100% влажность, чтобы капли не успели испариться до земли. Поэтому в Сахаре дождей нет, а на тысячу километров южнее, экваториальные леса при любой температуре обеспечат влажность близкую к 100% и при любой высоте облачного слоя дожди идут ежедневно. Почему так?

Всё просто. Площадь поверхности листьев 1 гектара леса составляет 10 гектаров и больше. Поэтому с одного квадратного километра леса воды испаряется в 4-5 раза больше чем с того же квадрата поверхности океана – это для экваториальной зоны. Для широт за 50 градусов это различие ещё больше.

Кстати, на Земле существует своя маленькая «планета» где ППТЭ-6 состоялось, примерно в то время, когда Сибирь топтали мамонты, и даже живые потомки той, теперь полностью деградировавшей цивилизации. «Планету» эту мы называем Австралия. Она когда то была полностью покрыта тропическим лесом, и он исчез не сам по себе.

Ещё пара замечаний о скорости изменения климата вне биотической регуляции.
Ну хорошо, среднеглобальная +88°С это, конечно, крах экономики, сокращение рождаемости, и т.д. и т.п., но не стерилизация биоты, потому как среднеглобальная. А что будет с учётом фактически существующего на планете океана? А вот при наличии океана в начальной фазе разрегулирования, после исчезновения биотической регуляции, как раз и будет стерилизация и… не будет океана. Сначала температура приповерхностного слоя воздуха на суше поднимется до тех же среднеглобальных +88, затем начнутся непрекращающиеся тауфуны и как следствие быстрый прогрев верхних слоёв океана. Облачность станет почти сплошной, планетарное альбедо увеличится до 0,7 - почти до венерианского значения, поглощение солнечной энергии уменьшится в два или более раза, но ещё больше уменьшится отвод тепла тепловым излучением в космос – излучение станет уходить не напрямую с поверхности в космос, а переизлучаться через облачный слой, верхняя поверхность которого имеет температуру близкую к нулю градусов Цельсия, и поток теплового излучения с неё значительно ниже, чем с горячей поверхности. Поэтому тепловое излучение поверхности будет не уходить в космос, а греть атмосферу.

Масса гидросферы 1450∙10¹⁸ килограмм, общая площадь поверхности Земли 5,08∙10¹⁸ см2, соответственно на каждый квадратный сантиметр поверхности приходится водяной столб 2850 метров, соответственно, при полном испарении океана давление атмосферы составит не менее 285 атм. В начальной фазе испарения при исходных температуре поверхности океана +15°С, солнечной постоянной 1388 Вт/м2 (0,14 Вт/см2), планетарном альбедо 0,7 - поглощаемая солнечная энергия составит 0,04 Вт/см2. Тогда: чтобы нагреть 1 грамм воды с 15 до 100°С (360 Дж), испарить его же (2300 Дж), нагреть его же до 460°С ( 1340 Дж – взято явно завышенное среднее значение теплоёмкости перегретого пара 3,7 Дж/гр К – это 200 атм при 380°), нужно время 4000 Дж / 0,04 Вт = 100000 секунд, с учётом того, что единовременно освещается половина поверхности планеты – 200 000 сек.

Это 56 часов. Это оценка среднего темпа испарения океана при разбалансировке теплового баланса – 1 сантиметр глобального водного покрытия за 56 часов. В начальной стадии при давлении атмосферы до 200 атм, темп испарения на треть выше.

Весь столб в 2850 метров (среднеглобального распределения воды), без учёта увеличения температуры кипения с увеличением давления атмосферы, и большей теплоёмкости парообазования, выкипел бы за 1822 года. Замечание – отклонение местной нормали от направления на солнце учитывается через принятое планетарное альбедо в 0,7 (у Венеры 0,76), отсюда значение 0,04 Вт на кв.см., солнечная постоянная на см2 – 0,14 Вт. Впрочем, весь процесс происходит при сплошной облачности.

Итак, выкипевший океан даст атмосферу в 285 атмосфер при 460°С. Без учёта дегазации литосферы и вулканических газов. Это и есть фактор стерилизации биоты в контексте ППТЭ-6 (причины прекращения технологической эры номер шесть).