Глава 1308. Разница в напряженности магнитного поля •
Штаб-квартира CRHPC.
Сектор Цянь, кабинет председателя.
Передав Сюй Чуаню данные эксперимента по моделированию столкновений первого этапа проекта терраформирования Марса, Линь Фэн, один из представителей китайского совета в организации CRHPC, с обеспокоенным выражением лица произнес:
Ситуация может быть не слишком оптимистичной. Напряженность магнитного поля Марса после моделирования столкновения оказалась почти вдвое ниже ожидаемой.
Взяв документ и пролистав его, Сюй Чуань не особо изменился в лице. Он кивнул и сказал:
Средняя напряженность составляет всего 0,1–0,12 гаусса. Такая сила геомагнитного поля действительно не идеальна.
Судя по данным эксперимента, результат действительно был таким, как сказал старший брат Линь: средняя напряженность магнитного поля на поверхности Марса после моделирования столкновений составила лишь одну пятую от земной.
Вблизи геомагнитных северного или южного полюсов Марса напряженность магнитного поля составляет примерно 0,18–0,26 гаусса.
А в районе экватора она еще ниже — всего 0,06–0,08 гаусса.
Хотя по сравнению с периодом до трансформации, когда напряженность магнитного поля Марса составляла около 0,1–0,2% от земного, значение в 0,2 гаусса выросло на несколько порядков.
Однако для планеты такого размера подобного уровня напряженности магнитного поля недостаточно, чтобы противостоять солнечному ветру и космическим лучам.
А без достаточно сильной магнитной защиты Марс окажется под полным воздействием солнечного ветра, который будет медленно разъедать марсианскую атмосферу, пока она не превратится в тонкую оболочку из остаточных газов.
Нынешнее состояние Марса таково, что его атмосфера исчезла именно из-за эрозии солнечным ветром, вызванной исчезновением глобального магнитного поля.
Возможно, на северном и южном полюсах, где напряженность составляет 0,18–0,26 гаусс, можно было бы защитить атмосферу в отдельных регионах, ведь даже у экватора Земли напряженность магнитного поля составляет всего 0,29–0,40 гаусс.
Однако магнитного поля силой 0,06–0,08 гаусс в районе экватора недостаточно, чтобы удержать атмосферу под напором солнечного ветра и защитить ее от ультрафиолета и космической радиации.
Такого уровня напряженности геомагнитного поля крайне мало: солнечный ветер способен пробиваться сквозь него, и поток заряженных частиц по-прежнему будет достигать поверхности.
Чтобы защитить атмосферу от эрозии солнечным ветром, согласно расчетам астрофизиков, геологов, экологов и других ученых из оргкомитета проекта терраформирования Марса, глобальное магнитное поле планеты должно составлять не менее 0,2 гаусс — то есть соответствовать уровню на полюсах Марса после симуляции столкновения.
Магнитного поля такого уровня в сочетании с параметрами орбиты Марса было бы достаточно, чтобы противостоять эрозии солнечным ветром и сохранить вновь созданную атмосферу.
Однако, судя по экспериментальным данным после симуляции столкновения, магнитное поле Марса явно не соответствует требованиям.
В среднем оно составляет всего 0,1–0,12 гаусс, что в два раза меньше необходимого минимума в 0,2 гаусс.
В кабинете Линь Фэн вздохнул и, нахмурившись, произнес:
— 0,1–0,12 гаусс. Напряженность магнитного поля Марса вдвое меньше ожидаемой. Как ты думаешь, в чем может быть причина?
Положив распечатку с данными на стол, Сюй Чуань улыбнулся и ответил:
— Причин может быть множество.
— Например? — допытывался Линь Фэн.
Сюй Чуань:
— Например, эффект планетного динамо не был активирован в полной мере, вязкость вещества мантии и ядра Марса оказалась слишком высокой, а сопротивление конвекции — слишком большим, из-за чего вызванные столкновением потоки остаются медленными и слабыми.
— Или же проблема в разработанных нами методах столкновения, выборе точек удара или схеме направления ударных волн: энергия удара астероидов и метеоритов не была эффективно сфокусирована на ядре.
— Кроме того, если рассматривать более серьезные варианты, изначальное железо-никелевое ядро Марса может быть меньше и холоднее, чем предполагалось.
— Переданная нами энергия лишь временно вывела «умирающее» ядро из оцепенения, но этого недостаточно, чтобы вернуть ему здоровый «пульс».
Услышав это, Линь Фэн немного расслабился и с любопытством спросил:
— Ты что, заранее знал, что результаты симуляции могут оказаться неудовлетворительными?
Немного помолчав, он добавил:
— Или ты уже давно рассчитал эти данные?
Сюй Чуань держался настолько спокойно, что Линь Фэн невольно подумал, будто тот уже знал результаты эксперимента или заранее провел все расчеты.
Услышав это, Сюй Чуань усмехнулся:
— Хотя проект терраформирования Марса предложил я, эксперименты и процессы мы разрабатывали и проводили все вместе, а эти данные ты сам только что принес.
— Не стоит считать меня всемогущим, в некоторых вещах я знаю не больше вашего.
Услышав это, Линь Фэн вздохнул и спросил:
— И что ты планируешь делать дальше?
Сюй Чуань пожал плечами и ответил:
— Разумеется, созвать совещание для обсуждения и анализа данных этого эксперимента, а также подготовить и провести новые симуляции.
Линь Фэн задумался и сказал:
— Тогда придется увеличить бюджет. Если исходить из проведения как минимум пяти последующих экспериментов, нам потребуется еще не менее миллиарда.
Немного помолчав, он добавил:
— Но самое главное — это согласовать права на использование квантового суперкомпьютерного центра Уцзи и суперкомпьютеров других стран.
Хотя моделирование проекта терраформирования Марса с помощью квантового вычислительного центра звучит просто, на деле все не так легко.
Во-первых, требования к вычислительной мощности для симуляции столкновений в рамках проекта терраформирования Марса гораздо выше, чем в любом другом проекте.
Даже если объединить мощности ста лучших традиционных суперкомпьютеров мира, им будет трудно справиться с вычислительной задачей такого уровня в режиме реального времени.
Идеально выполнить подобную задачу под силу только квантовому суперкомпьютерному центру Уцзи.
Однако, будучи первым квантовым суперкомпьютерным центром Китая и всего человечества, он загружен множеством других важных научно-исследовательских задач.
Даже при всей значимости проекта терраформирования Марса, использовать центр без ограничений невозможно.
Особенно с учетом необходимости координировать работу зарубежных суперкомпьютерных центров для распределения и обработки данных, увеличение количества экспериментов становится весьма хлопотным делом.
Вздохнув, Линь Фэн покачал головой:
— Если бы у организации CRHPC был собственный квантовый суперкомпьютерный центр, все было бы иначе.
У CRHPC действительно есть суперкомпьютерный центр, причем весьма масштабный, но он традиционный и предназначен для анализа данных экспериментов на коллайдере.
Для моделирования терраформирования Марса его вычислительной мощности и производительности явно недостаточно.
Услышав это, Сюй Чуань с улыбкой произнес:
— Об этом не беспокойся, я все улажу.
— К тому же мне кажется, что проблему, с которой мы столкнулись, не решить простым повторением опытов. Мне нужны сравнительные данные с выявленными различиями, чтобы понять, в чем именно загвоздка, а не просто очередная симуляция столкновения.
Линь Фэн пожал плечами с беспомощным видом:
— Что ж, судя по всему, иного выхода нет.
К середине марта 2029 года под руководством Сюй Чуаня было проведено уже пять симуляций проекта терраформирования Марса.
Однако, за исключением огромного объема полученных данных, существенного прогресса в целом достичь не удалось.
В условиях координации огромного количества ресурсов и суперкомпьютеров это уже вызвало недовольство многих стран.
В конце концов, учитывая характер Сюй Чуаня, координация суперкомпьютеров и соответствующих ресурсов различных стран всегда была очень жесткой, и в условиях такого высокого давления даже внутри оргкомитета и совета раздавались недовольные голоса.
Конечно, для Сюй Чуаня эти голоса не имели значения.
Завершив эксперименты по моделированию столкновений, он с головой погрузился в анализ экспериментальных данных, обсуждение собранных сведений на совещаниях и разработку плана следующего этапа экспериментов.
Для такого эксперимента, как перезапуск магнитного поля путем столкновения Марса с метеоритами и астероидами, огромный объем данных делал невозможным тщательный отбор каждого фрагмента информации во всех подробностях.
Все, что он мог сделать, — это максимально внимательно фильтровать и проверять аналитические отчеты, представленные различными исследовательскими группами.
В конференц-зале организации CRHPC, проекта по терраформированию Марса.
Неоднократно просматривая систематизированные экспериментальные данные, Сюй Чуань нахмурился.
Результаты пяти экспериментов по моделированию столкновений все еще были неудовлетворительными; проблемы, которые они ранее предполагали на совещаниях, такие как слишком высокая вязкость вещества ядра, чрезмерное сопротивление конвекции между ядром и мантией, неспособность энергии удара эффективно сфокусироваться на ядре и так далее, возможно, не были ключевыми.
По крайней мере, после обсуждения и корректировки экспериментов, а также применения соответствующих решений, проблема так и не была устранена.
Даже в симуляции последнего эксперимента они увеличили количество метеоритов и астероидов с 3500 до 5500, но после получения данных средняя напряженность магнитного поля Марса по-прежнему составляла лишь около 0,15 гаусс.
Глядя на череду данных о магнитном поле, колеблющихся в районе 0,15 гаусс, Сюй Чуань потер переносицу и произнес:
— Увеличение количества метеоритов действительно дает эффект, но он крайне слаб. Если исходить из этих данных, нам потребуется как минимум пятнадцать тысяч астероидов и метеоритов, чтобы поднять магнитное поле Марса до 0,25 гаусс.
Услышав это, присутствующие за столом переговоров обернулись.
Профессор Бернхард Фридрих из Института астрофизики Общества Макса Планка, нахмурившись, сказал:
— Если это так, бюджет проекта может вырасти до трехсот триллионов или даже больше.
— Эта цифра выглядит слишком завышенной.
Услышав это, Сюй Чуань кивнул и, немного подумав, ответил:
— Деньги — не проблема. Будь то триста триллионов или пятьсот триллионов, если мы будем уверены, что сможем превратить Марс в следующую Землю, это того стоит.
— Но сейчас главное в том, что мы так и не нашли причину, по которой магнитное поле Марса не достигает нужных показателей.
Сидевший за столом другой астрофизик из США не удержался и спросил:
— Так вы действительно не допускаете мысли, что изначальное железо-никелевое ядро Марса само по себе меньше и холоднее, чем мы предполагали?
— В таком случае, сколько бы метеоритов и астероидов мы ни обрушили на него, поднять магнитное поле до достаточной силы будет невозможно!
На фоне того, что многократные эксперименты по моделированию столкновений так и не принесли удовлетворительных данных, некоторые начали сомневаться в возможности полной трансформации Марса и перезапуска его магнитного поля.
В конце концов, сама идея преобразования Марса звучит весьма невероятно.
Если бы не исключительный научный авторитет Сюй Чуаня, а также представленные на ранних этапах данные и государственная поддержка Китая, этот проект никогда бы не был запущен.
Пессимистичные результаты текущих симуляций заставили многих ученых задуматься о том, осуществим ли этот проект на самом деле.
Выслушав выступление американского профессора, Сюй Чуань сохранил спокойствие, выражение его лица никак не изменилось.
— Это не самое важное. В прошлом сейсмические эксперименты, проведенные нами на Марсе, позволили собрать достаточно данных: объем ядра Марса может составлять более 50% от диаметра всей планеты.
— Даже если наличие слоя расплавленных силикатов привело к погрешности в наших оценках объема ядра, она не превышает десяти процентов.
— Ядра диаметром в 40% уже вполне достаточно для возникновения мощного эффекта динамо.
Сказав это, он на мгновение задумался и внезапно добавил:
— Честно говоря, вместо того чтобы зацикливаться на массе ядра Марса, я склонен полагать, что проблема может крыться в другом.
Сидящий напротив за столом переговоров профессор Эдвард Виттен спросил:
— И в чем же, по-вашему, она заключается?
Сюй Чуань, занимавший место во главе стола, немного поразмыслил и ответил:
— Основываясь на исследованиях геологии и магнитного поля Марса, проводившихся последние два года, мы можем с уверенностью подтвердить, что у Марса когда-то было магнитное поле. Причем его сила была сопоставима с земной и достигала 0,5 гаусса на поверхности.
— Разумеется, с учетом массы, диаметра и других факторов, интенсивность эффекта динамо между ядром и мантией Марса должна быть примерно на треть слабее, чем у Земли.
— Однако, даже если эффект динамо слабее земного, при повторной активации магнитное поле Марса теоретически не должно ограничиваться значениями в 0,1–0,12 гаусса.
С этими словами он вывел на экран позади себя отчет с данными имитационного эксперимента, перелистнул на нужную страницу и продолжил.
— Посмотрите на это.
Все присутствующие в зале устремили взгляды на экран. Внимательно изучив данные, профессор Бернхард Фридрих осторожно предположил:
— Это... неравномерность скорости и эффекта мантийной конвекции между северным и южным полушариями?
Как известно, северное и южное полушария Марса существенно различаются по толщине коры, свойствам мантии и другим характеристикам.
Северное полушарие в основном представлено равнинными молодыми низменностями со средней толщиной коры около 32 километров. Оно занимает 40% поверхности планеты и практически лишено вулканического рельефа.
Южное же полушарие — это древнее высокогорье, покрытое метеоритными кратерами. Средняя толщина коры здесь достигает 58 километров, а уровень поверхности на 5–6 километров выше, чем на севере. Именно здесь сосредоточено множество вулканических образований.
Это означает, что мантия южного полушария имеет высокую температуру и низкую вязкость, а конвекция там сильная; в северном полушарии температура относительно низкая, вязкость высокая, а конвекция слабая. Такая асимметрия может затруднить формирование скоординированного и единого глобального эффекта динамо.
Эти внутренние структурные различия действительно влияют на генерацию магнитного поля после удара метеорита.
И данные имитационных экспериментов, которые Сюй Чуань показал им, наглядно это демонстрируют.
Неравномерность скорости и эффектов мантийной конвекции между северным и южным полушариями Марса привела к тому, что магнитное поле в южном полушарии Марса в целом значительно выше, чем в северном.
Сюй Чуань кивнул и сказал: «Да. Я обратил на это внимание. Судя по экспериментальным данным, напряженность магнитного поля на северном полюсе Марса явно ниже, чем на южном, примерно на 0,02–0,03 гаусса».
«Но это не объясняет проблему».
В конференц-зале другой профессор в области геологии, нахмурившись, произнес: «На Земле напряженность магнитного поля на северном и южном полюсах также имеет отклонения: на северном полюсе она составляет около 0,61 гаусса, а на южном — около 0,68 гаусса, разница даже больше, чем на Марсе».
Сюй Чуань покачал головой и сказал: «Нет, напротив, я считаю, что именно в этом и заключается проблема!»