Ученые создали новую формулу, которая объяснила глобальное потепление и прогнозирует его реальную скорость
В 1856 году американский ученый Юнис Фут обнаружила необычайную способность крошечной прозрачной молекулы углекислого газа поглощать тепло. Она сделала вывод, что атмосфера, содержащая углекислый газ (CO2), «даст Земле более высокую температуру», описав тем самым движущую силу глобального потепления и демонстрируя молекулярный механизм, поддерживающий тепло на нашей планете.
Теперь, более 160 лет спустя, ученые поняли, что причина, по которой CO2 настолько хорошо улавливает тепло, по сути, сводится к тому, как вибрирует трехатомная молекула, поглощая инфракрасное излучение от Солнца. «Примечательно, — пишут планетолог из Гарвардского университета Робин Вордсворт и его коллеги, — что кажущийся случайным квантовый резонанс в обычной трехатомной молекуле оказал такое большое влияние на климат нашей планеты, а также поможет предсказать будущее потепление».
При попадании лучей света на определенных длинах волн молекулы СО2 не просто колеблются как одна неподвижная единица, как можно было бы ожидать. Состоящие из одного атома углерода и двух атомов кислорода, молекулы СО2 изгибаются и растягиваются определенным образом.
Атомы кислорода могут тянуться наружу, а находящийся по центру атом углерода может следовать или не следовать за ними. Или же атом углерода может поворачиваться вокруг главной оси молекулы, изгибая ее. Случайное совпадение этих колебаний создает своего рода квантовую вибрацию в молекуле CO2, известную как резонанс Ферми, который способен заставить молекулы вибрировать еще сильнее. Резонанс Ферми можно сравнить с маятником, состоящим из двух гирь, соединенных одной струной: раскачиваясь, они увеличивают амплитуду движения друг друга.
Вордсворт и его коллеги описали взаимодействие между колебаниями молекулы и дополнительным теплом, которое она впоследствии улавливает, используя серию уравнений, которые сочетают молекулярную спектроскопию (паттерны поглощения молекул) и физику. «Этот результат предоставляет дополнительные доказательства, если такие доказательства необходимы, о прочном фундаменте физики глобального потепления и изменения климата», — пишут Вордсворт и его коллеги в своей статье.
Ученые считают, что их уравнения также могут помочь быстро оценить потенциал повышения температуры различных смесей парниковых газов, обнаруженных в атмосферах других планет, чтобы изучить их климат.
Между тем последнее радиолокационное исследование области образования Medusae Fossae на марсианском экваторе показало, что, похоже, там находятся гигантские слоистые плиты льда толщиной в несколько километров. Это самое большое количество воды, когда-либо обнаруженное на Марсе, и это открытие меняет представление о планете. Ученые говорят, что объем обнаруженных залежей сопоставим с объемом воды в Красном море на Земле.
