Текст книги "Мобилизация организма. На что способно наше тело в экстремальных условиях"

О чем я говорил? Каковы были животрепещущие темы, за которые мне следовало с самого начала взяться в моей новой должности? Я нашел тему кроветворения, тему эритропоэтина, исчерпанной и обратился к терморегуляции человеческого организма, которой я интенсивно занимался начиная с девяностых годов и поэтому сделал ее основным содержанием своей вступительной лекции. В лаборатории я в то время экспериментировал с жидкостными температурными датчиками, с помощью которых можно лучше описать теплообмен человека с окружающей средой. Проект финансировался НИАКП, и в конечном счете нам удалось создать измерительный прибор. С 2003 года он подвергся многочисленным усовершенствованиям и был использован в исследовательской программе Европейского космического агентства под названием «Термолаб» в 2008 году. Программа выполнялась на борту Международной космической станции. Исследования были завершены в 2014 году. Было показано, что теплообмен между астронавтом и окружающей средой значительно уменьшается в условиях невесомости, что на фоне выполнения тяжелой физической нагрузки приводит к быстрому повышению температуры тела. Это был совершенно неожиданный результат, о котором мы сообщили в статье, опубликованной в журнале Nature Scientific Reports в 2018 году. Ход изменения температуры тела в течение суток – важный сигнал в синхронизации множества телесных функций; поэтому исследования в этом направлении были продолжены на МКС до 2019 года. Оценка результатов работы «Термолаба» продолжается и сейчас, но уже планируется разработка новой, улучшенной системы, которая после испытаний на МКС, вероятно, найдет свой путь к Луне – Gateway. Можно сказать, что я, таким образом, «вернусь» на Луну.

Во всех переездах за прошедшие годы меня сопровождал и сопровождает отцовский письменный стол. Синие пятна чернил, пролитых из авторучки, до сих пор видны на ясеневой столешнице. Теперь за этим столом пишутся не проповеди, а научные доклады, статьи и лекции. Это очевидно, что обе профессии – пастора и преподавателя высшего учебного заведения – имеют много общего. Поиск знания и сомнение можно и даже должно рассматривать как цементирующее ядро просветительского мышления, но их же можно считать и ядром протестантского просвещения. Поиск и сомнение призваны улучшить человеческую жизнь, но цель эта в конечном счете недостижима. Дело в том, что мы, люди, никогда не будем «готовы». Мы безостановочно развиваемся, поскольку эволюция – это нескончаемый процесс, правда, заканчивающийся смертью, – процесс, начавшийся задолго до возникновения жизни. В этом смысле эволюция охватывает не только описанное Чарльзом Дарвином «Происхождение видов», нет, она начинается задолго до этого, с так называемого Большого взрыва, как возникновение и развитие нашей Вселенной. Это может звучать туманно, но жизнь возникла совершенно в особых «галактических» условиях, и наследие этого процесса мы носим в себе. До сих пор этому уделяют мало внимания, когда речь идет о нашем здоровье и благополучии. Для того чтобы понять жизнь и человека, желательно сначала бросить взгляд на давно прошедшие, «безжизненные» времена – на наше космическое происхождение.

Большой взрыв, или Вселенная внутри нас
Из космоса в музей естествознания

Какое отношение человеческий организм и его функциональные системы имеют к возникновению Вселенной, которая развивалась и развертывалась за миллиарды лет до того, как человек впервые выступил на сцену естественной истории? Из каких основных веществ состоит жизнь? Какую роль в ней играет Луна? И почему физиолог интересуется началом времени и пространства, а оказывается, в конце концов, в Берлинском музее естествознания, перед скелетом брахиозавра?

Во времена моей юности я не только копался в земле, разбивая бесчисленные кубометры окаменевших отложений, но и смотрел в небо. После окончания курса геологии я смог объединить эти два увлечения, начав – в известном смысле – копаться в недрах обратной стороны Луны. Когда же я приступил к изучению медицины, в центре моего внимания оказалась человеческая природа – результат развития, продолжавшегося миллионы лет и по существу начавшегося задолго до «становления человека». При этом сблизились мои на первый взгляд столь различные сферы интересов. Только так, только в такой связи, и это мое глубокое убеждение, сможем мы разрешить загадку, связанную с пределами физических возможностей человека. Если мы состоим из тех же «веществ», что и наша планета, да и вся Вселенная, то, вредя природе, мы причиняем вред и самим себе. Именно это с нарастающей быстротой происходит в течение последних десятилетий. Надо во что бы то ни стало в самое кратчайшее время остановить этот процесс, угрожающий формировавшимся в течение миллиардов лет основам жизни.

Мы – часть барионной материи. Что это такое? Организм человека состоит из 76 химических элементов. Откуда они взялись? Насколько отличается состав наших тел от состава окружающей нас космической материи? Какие физические и химические предпосылки делают возможной жизнь на нашей планете или, наоборот, угрожают существованию жизни? В том, что касается частотного распределения элементов, наш организм, конечно, отличается от космоса. С атомистической точки зрения большую часть массы нашего тела составляет кислород. С химической точки зрения главное вещество организма – вода. У взрослого мужчины это соединение водорода и кислорода составляет 60 % массы тела, у новорожденного – 75, а у пожилых людей значительно меньше 60 %. Основные строительные блоки, из которых мы состоим, возникли в результате космических катастроф.

Давайте же в связи с этим вкратце рассмотрим развитие космоса, планетной системы, Земли и эволюцию жизни. С тех пор как я в юности рылся на дне долины близ Хаарштранга в верхнемеловых пластах, на эту тему появился целый рад новых данных, и некоторые из открытых феноменов до сих пор влияют на нашу физиологию. Тогда, в каменоломне близ Кливе, в шестидесятых годах, я рассказывал директору, что возраст окаменелостей верхнемелового периода составляет около 80 млн лет, возраст Земли – около 4,5 млрд лет, а возраст Вселенной достигает 9 млрд лет. Во взглядах на первые две оценки за прошедшие годы почти ничего не изменилось, но вот возраст Вселенной сейчас оценивают приблизительно в 13,8 млрд лет – если считать от момента Большого взрыва: именно тогда возникла известная нам материя, то есть упомянутая выше «барионная материя». Понятие «барионная материя» происходит от греческого слова βαρύς (барис), «тяжелый» или «весомый», а в научный обиход этот термин был введен космологами. Он помогает им описывать различные формы энергии во Вселенной. Барионная материя состоит из кварков и лептонов, которые, в свою очередь, состоят из мезонов и барионов, а возможно, и каких-то других частиц. Мы коротко остановимся на этом потому, что, во-первых, именно эту материю мы количественно и качественно изучаем самыми тонкими методами, чтобы понять ее поведение и структуру в различных химических и физических условиях, а во-вторых, мы и сами составляем крошечную, хотя и весьма специфическую часть этой материи во Вселенной. Согласно расчетам космологов, астрофизиков и астрономов, эта барионная материя составляет всего около 4 % всей Вселенной. Остальные 96 % (!) Вселенной – это приблизительно 73 % темной энергии (dark energy) и 23 % темной материи (dark matter). Как физиолог, я представляю себе это так: я знаю 4 % всей системы «тела» и на этом шатком основании должен делать выводы о функциях целостного организма и об их регуляции. Астрофизики и космологи – люди более смелые, но, возможно, так и должно быть. Биологам приходится труднее, потому что жизнь и ее феномены часто не поддаются физико-математическому моделированию, хотя иногда в некоторых областях их возможно описать и количественно.

Остается открытым один вопрос: откуда взялись химические элементы и как это отразилось на их распределении в космосе и в человеческом организме? Уже через три минуты после Большого взрыва во Вселенной образовались первые элементы, из которых состоит и наш организм, например водород. За ним последовали другие элементы периодической таблицы, такие как гелий или литий. Барионная материя на 99,8 % состоит из водорода (92,9 %) и гелия (6,9 %). Остальные 118 элементов периодической таблицы составляют, следовательно, всего 0,2 % всей материи Вселенной. Приблизительно через 10 000 лет после Большого взрыва материя и энергия были распределены во Вселенной почти равномерно. Незначительные различия в распределении материи приблизительно через 300 000 лет после Большого взрыва под влиянием гравитации привели к образованию первых звезд. Сегодня эти первые звезды обнаруживаются на окраинах Вселенной как квазары; их возраст оценивают в 13,6 млрд лет. В период между 3 и 5 млрд лет после Большого взрыва образовались между тем первые из около миллиарда галактик. В образовании этих систем важную роль сыграли небольшие различия в плотности и воздействие силы тяжести. Мы можем сегодня наблюдать эту разницу в распределении плотности внутри нашей Вселенной, поскольку она приводит к различиям в температуре разных ее частей. Эти различия невелики – всего 0,0002°C, но обнаружить их стало возможно благодаря применению высокочувствительных приборов.

Одна из этого миллиарда галактик – наш Млечный Путь, спиральная галактика. В центре ее находится черная дыра. В области этой черной дыры сила тяжести так велика, что обойти центр галактики не может даже свет. Для нашего краткого обзора важно, что решающую роль для возникновения и развития жизни на Земле сыграло то обстоятельство, что наше Солнце и его планетная система расположены в особой части галактики. Мы находимся – к нашему великому счастью – в 26 000 световых лет от центра галактики, при этом надо помнить, что световой год соответствует приблизительно 10 млрд км – расстоянию, которое свет проходит в течение одного года. Таким образом, мы пребываем на достаточно большом удалении от черной дыры в центре Млечного Пути с его невероятно мощным радиоактивным излучением, которое делает невозможной жизнь в том виде, в каком мы ее знаем. Наше Солнце находится ближе к периферии Млечного Пути в области, называемой рукавом Ориона, то есть в «пригодной для обитания» зоне галактики. Один оборот вокруг своей оси Галактика делает медленно, очень медленно – за 225–250 млн лет. Астрономы называют этот период обращения космическим или галактическим годом. Млечный Путь представляет собой спиральную галактику средней величины; диаметр ее составляет около 100 000 световых лет, а сама она насчитывает около 200 млрд неподвижных звезд.

Неподвижная звезда с размерами нашего Солнца производит энергию за счет реакций ядерного синтеза; при этом каждую секунду 600 млн тонн водорода превращаются в 596 млн тонн гелия. Недостающие 4 млн тонн выделяются в форме излучения свободной энергии. Большая потеря солнечной массы в секунду может на первый взгляд показаться тревожной, но при размерах Солнца за 4,6 млрд лет с начала образования нашей планетной системы это привело к потере всего одной тысячной его массы. Если же наш космический обогреватель выключится, то в течение одного дня глобальная температура на Земле снизится до 0 °C, в течение 10 дней до –70 °C, а через год мы начнем мерзнуть при температуре –269 °C, то есть при температуре, близкой к абсолютному нулю (–273,15 °C). Можно себе представить, что было бы, имей Солнце на 50 % большую массу. Тогда наша Земля с самого начала находилась бы в среде с намного более высокой температурой. Кроме того, более высокая скорость синтеза гелия из водорода привела бы к тому, что у Солнца оказалась бы существенно короче продолжительность жизни. Солнце горело бы ярче, как свеча на ветру, но запасы водорода истощились бы уже через 2 млрд лет, и эволюция жизни на Земле – если бы жизнь вообще возникла – остановилась бы на полпути.

Наши древние предки, очевидно, интуитивно сознавали значение Солнца, о чем говорит большое число солнечных божеств в разных культурах и религиях мира. Есть веские основания немного зорче присмотреться с наших современных позиций к этому космическому обогревателю и его физике, поскольку Солнце играет основополагающую роль как в возникновении и эволюции жизни, так и в непосредственном поддержании нашего нынешнего благополучия. Здесь необходимо понимать, что Солнце излучает частицы разных типов. Для начала надо различать солнечное излучение и солнечный ветер, излучение частиц. Солнечное излучение – это часть электромагнитного спектра Солнца, возникающая за счет излучения тепла с раскаленной поверхности нашего светила. Солнечное излучение обладает наибольшей интенсивностью в области видимого света (солнечного света), но содержит также частично рентгеновское и инфракрасное излучение. В зависимости от длин волн солнечное излучение в большей или меньшей степени поглощается земной атмосферой. Интенсивность достигающего поверхности Земли излучения, кроме того, зависит от погоды и положения Солнца. Солнечному излучению требуется около 100 000 лет для того, чтобы из солнечного ядра, где происходят процессы ядерного синтеза, достичь поверхности Солнца. Эта задержка обусловлена тем, что излучение по пути наружу постоянно сталкивается с другими атомными ядрами, что приводит к отклонению и отбрасыванию излучения и к торможению скорости его распространения внутри Солнца. После того как излучение достигает поверхности нашей звезды, ему требуется еще восемь минут для того, чтобы дойти до Земли.

Что именно происходит, когда это излучение сталкивается с относительно холодной (около 3000 °C) поверхностью Солнца, с разогретой до миллионов градусов солнечной короной и с чрезвычайно сильным магнитным полем, – предмет проводимых в настоящее время исследований. В буквальном смысле пролить свет на этот темный вопрос должны космические корабли Solar Orbiter Европейского космического агентства и космический зонд НАСА Parker Solar Probe. Эти зонды должны среди прочего прояснить, какие факторы влияют на «космическую погоду». Всем известно, что такое плохая погода, но что это за зверь – «космическая погода»? О ней не сообщают в конце выпуска новостей. В «космической погоде», как выяснилось, центральную роль играют солнечные ветры. При этом речь идет об электрически заряженных частицах газа, движущихся от Солнца с большой скоростью. Причина возникновения ветра заключается в протуберанцах солнечной короны и вспышках на Солнце, которые в определенной степени напоминают извержения земных вулканов. С точки зрения астрофизики солнечный ветер – составная часть космического излучения, но излучения не электромагнитного; он представляет собой поток частиц. Солнечный ветер состоит преимущественно из электрически заряженных, ионизированных атомов водорода (то есть из протонов и электронов), а также из небольшого количества (8 %) атомных ядер гелия. Помимо этого, в нем содержатся следы ионизированных атомных ядер таких элементов, как углерод, азот, кислород, сера и железо.

Вспышки и протуберанцы могут оказывать прямое и опосредованное влияние на организм человека. Почему? Эти явления воздействуют на магнитное поле Земли, которое действует как защитный экран от солнечного излучения, космического излучения и потока частиц солнечного ветра. Суммарная мощность электромагнитного излучения Солнца, солнечная постоянная, которую можно измерить за пределами земной атмосферы, составляет 1367 Вт/м². То, что происходит на Земле под действием излучения такой мощности, зависит от эксцентриситета земной орбиты, а также от поглощения и рассеяния излучения в земной атмосфере. Рассеяние и поглощение в большой степени, в свою очередь, зависят от длин волн излучения; известно же, что солнечный свет содержит волны с разными длинами и лучи разных цветов легко выявляются при расщеплении света призмой или при возникновении радуги. Почти половина излучения, достигающего Земли и видимого человеческим глазом, имеет длину волны от 400 нм до 780 нм. Излучение этого диапазона при ясной погоде и при высоком положении Солнца летом в полдень почти беспрепятственно достигает поверхности нашей планеты. Ультрафиолетовое (УФ) излучение в диапазоне длин волн от 100 до 400 нм невидимо глазу. Оно составляет менее 10 % общего излучения, но представляет собой энергетически наиболее мощную часть оптического излучения. УФ-излучение подразделяется в зависимости от длины волны на УФ-А, УФ-B и УФ-C-излучение. УФ-A в значительной степени проникает сквозь земную атмосферу. Его ослабляют столкновения с молекулами азота и кислорода в атмосфере в результате так называемого рассеяния Рэлея. Это рассеяние обусловливает столь любимый нами голубой цвет неба, потому что атмосфера легче всего пропускает волны синей части спектра. УФ-B-излучение сильно поглощается озоновым слоем атмосферы, УФ-C – озоновым слоем и молекулами кислорода в атмосфере. Если солнечные лучи падают косо, то они распределяются на большей площади поверхности Земли и проходят большее расстояние в атмосфере, что уменьшает силу излучения. Благодаря этому факту высокий уровень излучения держится круглый год в области экватора, так как там солнечные лучи падают на поверхность Земли почти отвесно. Времена года поэтому в тропиках практически отсутствуют, климатические условия меняются только вследствие смены дня и ночи – так называемый суточный климат. В более северных и южных широтах, напротив, благодаря более острому углу падения солнечных лучей и изменению склонения Солнца к полюсу на фоне изменения долготы дня времена года характеризуются весьма значительной разницей. Поэтому в Центральной Европе у нас летом есть 16-часовой световой день, а при хорошей погоде мощность излучения составляет около 700 Вт/м²; зимой же при восьмичасовом световом дне она снижается до 247 Вт/м².

Если, например, будет разрушен озоновый слой атмосферы, пребывание на улице станет рискованным, потому что в летнее время он поглощает большую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Печально известные солнечные ожоги будут развиваться вследствие повышенной проницаемости атмосферы для этой части излучения или от того, что даже небольшое время нахождения на солнце станет слишком долгим. В ALMA я убедился в этом на собственном горьком опыте. ALMA – это парк с 64 радиотелескопами на севере Чили, недалеко от границы с Боливией. Расположен парк на плато, на высоте 5000 м. Круглый год там стоит сухая, безоблачная погода, что, конечно, очень хорошо для радиотелескопов. Для человека, однако, эта высота, экстремальная сухость и избыток ультрафиолетового излучения создает большие трудности. Менее 10 минут пребывания на солнце на такой высоте достаточно для европейца, чтобы получить солнечный ожог на открытых частях кожи, в чем я убедился сам. Повсюду стояли светофоры, но они не регулировали движение – белый, зеленый и красный свет предупреждали об уровне ультрафиолетового излучения. Все время моего многодневного пребывания в ALMA, где я проводил медицинское обследование персонала, на светофорах в течение дня всегда горел красный свет – высшая степень опасности.

Земная атмосфера простирается до высоты около 100 км. При этом надо отчетливо понимать, что защитный слой для всего озона в атмосфере имеет толщину всего 3 мм (!) – это толщина нескольких страниц этой книги. 90 % этого озона находится в стратосфере, на высоте от 15 до 50 км. Здесь УФ-C-излучение, обладающее самой высокой энергией, превращает молекулы кислорода (O₂) в молекулы озона (O₃). Нам следует проявить подлинный интерес к тому, чтобы этот озоновый слой оставался действенным и не разрушался от антропогенных воздействий. Потенциально опасны для озонового слоя галогенизированные углеводороды, в большом количестве производимые человеком. Галогенизированными называются такие углеводороды, в которых по меньшей мере один атом водорода замещен галогеном – фтором, хлором, бромом или йодом. Эти соединения применяются в качестве моторного топлива или средств охлаждения, а также выделяются при производстве изоляционных материалов для холодильников или морозильных шкафов. Когда галогенированные углеводороды ускользают в атмосферу, они могут через несколько лет достичь стратосферы. Сначала они безвредны для озонового слоя, но под действием мощного ультрафиолетового излучения они превращаются в реакционноспособные газы, которые затем разрушают озоновый слой.

Протуберанцы солнечной короны также могут оказывать на людей прямое и опосредованное влияние. При этих мощных выбросах в виде огромных пузырей из Солнца выталкиваются миллиарды тонн солнечного вещества, которые устремляются в межпланетное пространство со скоростью до 2000 км в секунду. Эти потоки состоят преимущественно из высокоэнергетических протонов, электронов и полностью ионизированных атомов. Когда такой поток частиц наталкивается на магнитное поле Земли, он вызывает не только чудесное северное сияние, но может при определенных условиях вызвать поломку искусственных спутников, нарушения в системах телекоммуникаций, нарушить навигацию судов и летательных аппаратов и даже привести к повреждению в линиях электропередачи. Событие Каррингтона, имевшее место в 1859 году, могло бы сегодня оказать поистине катастрофическое действие на наш сетевой мир. В том году астроном К. Каррингтон наблюдал величайший в истории протуберанец с гигантским выбросом солнечной материи. Эта вспышка была так сильна, что полярное сияние было зафиксировано в Риме, Гаване и на Гавайях, хотя обычно оно бывает только в высоких широтах. Произошло также отключение телеграфных сетей. Сегодня такой протуберанец мог бы поставить на грань смертельного риска астронавтов, находящихся вне защитной атмосферы, например на МКС, а в будущем на Луне или на Марсе. Поток ускоренных высокоэнергетических частиц может повредить материал наследственности, ДНК и привести к развитию рака.

С точки зрения космологии Солнце достигло своего зрелого возраста, а то, что будет с нашей звездой дальше, космологи и астрономы знают достаточно хорошо из сравнения с другими неподвижными звездами. При данных размерах Солнца запасов его водорода хватит для процессов ядерного синтеза приблизительно на 5 млрд лет. Дальнейшие события представляются довольно мрачными для жизни и существования людей на Земле. Дело в том, что в результате реакций ядерного синтеза Солнце понемногу теряет массу. В дальней перспективе это приведет к уменьшению силы тяжести, что повлечет за собой расширение Солнца. Солнце развивается; в будущем оно вырастет до размеров красного гиганта, границы которого достигнут орбит обращения Меркурия и Венеры, то есть Солнце «поглотит» эти планеты, а возможно, и Землю. Но задолго до этого наша планета станет необитаемой; моря испарятся, и вся поверхность Земли обратится в пустыню; она станет голой и раскаленной – и абсолютно непригодной для жизни. В конце концов, красный гигант взрывоподобно сбросит окружающую его водородную оболочку. Остаток звезды под действием силы тяжести схлопнется и образуется белый карлик, который после остывания станет черным карликом; гипотетически – это финальная стадия эволюции звезды. Внешняя температура упадет так низко, что Солнце перестанет излучать инфракрасные и видимые лучи.

Как и Луна, Земля была в самом начале полностью расплавленной. В ядре Земли сконцентрировались такие тяжелые элементы, как железо и никель, – они до сих пор пребывают в жидком состоянии, поскольку температура в ядре Земли достигает приблизительно 5000°. Также и земная мантия до сих пор имеет такую высокую температуру, что каменные породы в ней имеют жидкую консистенцию лавы. Скопления воды на доисторической Земле были поэтому тоже очень горячими. В течение сотен миллионов лет наша планета медленно остывала. Образовалась океаническая и континентальная земная кора, состоящая преимущественно из таких элементов, как кремний, магний и алюминий, при этом океаническая кора богаче магнием, а континентальная – алюминием. Океаны образовались, когда температура земной поверхности снизилась настолько, что вода перестала испаряться сразу после соприкосновения с раскаленными породами. При этом вода земных океанов имеет неземное происхождение. Появление воды было обусловлено, так же как и в случае «лунных морей», столкновениями с глыбами пыли и льда во время так называемой большой бомбардировки, которая имела место 3,9 млрд лет назад. Кажется странным, что 60 % воды нашего организма имеет такое космическое происхождение. Помимо этих столкновений особая система «Земля – Луна» оказала также решающее влияние на развитие земной жизни. Земля, в отличие от других планет Солнечной системы, имеет относительно большой спутник – Луну. Значение этой системы «Земля – Луна» не столь очевидно, и поэтому его редко правильно оценивают. Сегодня планетологи исходят из того, что Луна возникла в результате гигантского столкновения протоземли с похожим на Марс космическим объектом на раннем этапе развития Солнечной системы. Эта теория, среди прочего, может объяснить, почему Земля обладает относительно большим железным ядром, а Луна – малым. В ходе столкновения, как полагают планетологи, железный материал лунного ядра отложился в земное ядро, так сказать, инъецировал его; одновременно при столкновении земная кора, отделившись от протоземли, стала обращаться вокруг нее. Этот материал из горных пород обращался вокруг протоземли, затвердевал и в конце концов превратился в нашу Луну.

Образование Луны и ее гравитационного поля привело к стабилизации положения земной оси, к возникновению приливов и отливов в морях и к смене времен года в северных и южных широтах. Эта гипотеза развития системы «Земля – Луна» позволяет изящно объяснить наблюдаемое сходство обнаруживаемых на Земле и Луне изотопов кислорода и другие геохимические особенности, такие как, например, малое количество летучих веществ, которые под влиянием высоких температур в виде газов выделяются из исходного материала. В ходе столкновения Луна, кроме того, получила значительный импульс силы, приведший ее в движение. В наше время Луна обращается вокруг Земли приблизительно за 28 дней. Этому астрономическому факту мы обязаны этимологическим подарком – отрезок времени, соответствующий этой продолжительности, во множестве языков этимологически связан с обозначением Луны (месяц, Monat, month). В ранней фазе развития системы «Земля – Луна» скорость обращения была существенно выше, Луна была намного ближе к Земле, и это обстоятельство обусловливало гораздо более мощные приливы в первобытных океанах. Согласно некоторым подсчетам, 4 млрд лет назад Луна была на 150 000 км ближе к Земле, чем сейчас, и благодаря большой силе притяжения удалялась от Земли очень медленно – приблизительно на 2 см в год. Сейчас скорость удаления Луны от Земли составляет около 3,8 см в год, то есть почти удвоилась. Приливные силы замедляют вращение Земли. Одновременно термодинамические восходящие и нисходящие потоки в массивном жидком железном ядре Земли привели к образованию сильного магнитного поля. Это мощное магнитное поле и обширнейшие водные массы защитили феномены ранней жизни от губительного воздействия ультрафиолетового излучения.

В наши дни вода занимает две трети земной поверхности или 361 млн км²; общая площадь земной поверхности составляет 510 млн км². Оставшаяся треть представлена континентальной сушей. В раннюю фазу развития Земли, 4,5 млрд лет назад, поверхность Земли была слишком горячей для того, чтобы на ней удерживалась жидкая вода. Потребовалось приблизительно 200–600 млн лет, чтобы земная кора остыла достаточно и вода перестала с нее испаряться. Вопреки ранним гипотезам о том, что вода возникла из земной коры, новейшие теории утверждают, что она была принесена на Землю кометами из пояса Койпера или облака Оорта. Пояс Койпера начинается за орбитой Нептуна. Этот пояс простирается на 40–500 астрономических единиц (1 астрономическая единица равна 150 млн км или расстоянию от Земли до Солнца). Кометы пояса Койпера движутся на расстоянии от 6 до 50 млрд км от Солнца, иногда – по очень вытянутым эллиптическим орбитам; периоды обращения этих комет исчисляются годами, а иногда и тысячелетиями. Еще в большей степени изобилует кометами облако Оорта, которое окружает нашу Солнечную систему. Это облако представляет собой скопление астрономических объектов в самой внешней области Солнечной системы, на расстоянии до 12 млн км от Солнца. Время от времени астрономические объекты вырываются из облака Оорта, вероятно, потому что другие объекты своей гравитацией нарушают их движение по орбитам. В этом случае, подчиняясь силе притяжения Солнца, они пересекают пояс Койпера и нашу планетную систему с ее поясом астероидов. На своем долгом пути к центральной звезде кометы отклоняются от него гравитационными силами планет или сталкиваются с ними. Эти столкновения отличаются невероятной силой, поскольку объекты на долгом пути к Солнцу движутся с нарастающим ускорением и достигают скорости до 200 000 км в час. Согласно второму закону Ньютона, сила равна массе, умноженной на ускорение. Притом, что такой объект весит много сотен тысяч тонн, невозможно даже вообразить себе, какая энергия высвобождается при резком торможении объекта, если он сталкивается с планетой.

Некоторые геологи и палеонтологи обнаружили признаки того, что на Земле каждые 26 млн лет происходит гибель фауны и флоры; на основании этого факта они выдвинули теорию Немезиды. Согласно этой теории, у Солнца должен быть некий сестринский объект, коричневый карлик. Коричневый карлик – это небесное тело, занимающее промежуточное место между звездами и планетами. Имея массу меньше 75 масс Юпитера, этот карлик не в состоянии запустить в своих недрах процессы термоядерного синтеза и слияния ядер водорода. Согласно теории Немезиды, такой темный коричневый карлик, двигаясь по своей вытянутой эллиптической орбите, каждые 26 млн лет пересекает облако Оорта и в ходе этого пересечения возмущает орбиты находящихся там комет. Так как, согласно новейшим статистическим расчетам, в облаке Оорта находятся миллиарды комет, некоторые из них могут сойти со своих орбит и направиться во внутреннюю область нашей планетной системы; происходит это через относительно регулярно повторяющиеся отрезки времени, равные 26 млн лет. Каждый раз это приводит к катастрофическим последствиям для нашей фауны и флоры. Таковы основные положения этой гипотезы.