Вопрос 9. Как будет развиваться Солнечная система в ближайшие пять миллиардов лет? Какова будущая судьба земной жизни?

Ответ. Солнечная система состоит из центрального светила – Солнца, 9 больших планет (в порядке удаления от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон), обращающихся вокруг него по эллиптическим орбитам, их спутников, множества малых планет (астероидов), комет и межпланетной среды.

Судьба Солнечной системы в первую очередь будет определяться процессами, происходящими на Солнце, так как оно является основным источником энергии для всех процессов, происходящих на небесных телах. Солнце является центральным телом Солнечной системы, раскалённым плазменным шаром, состоящим на 90% - из водорода и 10% - гелия. В центре Солнца при температуре около 15 миллионов градусов происходят реакции термоядерного синтеза, при которых реализуется протон – протонный цикл.

Активная область, где идут термоядерные реакции, занимает центральную шаровую зону с радиусом 230 тысяч километров. Эту область окружает зона лучистого переноса энергии протяженностью 280 тысяч километров, в которой температура не превышает 5 миллионов градусов, поэтому в ней не могут происходить термоядерные реакции. Зону лучистого переноса окружает зона конвекции, где энергия переносится к поверхности путём конвекционного движения солнечной плазмы.

Вследствие происходящих в недрах Солнца термоядерных реакций оно теряет одну сотую своей массы за пять миллиардов лет. Проведённые расчёты показывают, что водородного горючего Солнцу будет достаточно как минимум ещё на 10 – 15 миллиардов лет. В дальнейшем наше Солнце через 10 – 15 миллиардов лет начнёт расширяться и достигнет стадии красного гиганта. Если к тому времени человечество не покинет Солнечную систему или не уничтожит себя раньше этого срока, его судьба будет предрешена.

Звёзды типа нашего Солнца обладают относительной стационарностью, поэтому катаклизмы со стороны Солнца маловероятны.

Вопрос 10. Что представляет собой процесс фотосинтеза?

Ответ. Фотосинтезом называют образование органических веществ из неорганических за счёт использования энергии солнечного света. Этот процесс происходит в хлоропластах зелёных листьев при участии зелёного пигмента – хлорофилла. Процесс фотосинтеза состоит из двух фаз – световой и темновой.

В световой фазе кванты света – фотоны – взаимодействуют с молекулами хлорофила, в результате чего эти молекулы переходят в более богатое энергией (возбуждённое) состояние. Затем избыточная энергия части возбуждённых молекул преобразуется в теплоту или испускается в виде света. Другая её часть передаётся ионам водорода, всегда имеющимся в водном растворе вследствие диссоциации воды.

Образовавшиеся атомы водорода непрочно соединяются с органическими молекулами – переносчиками водорода. Ионы гидроксила отдают свои электроны другим молекулам и превращаются в свободные радикалы. Эти радикалы взаимодействуют друг с другом, в результате чего образуется вода и молекулярный кислород. Кроме фотолиза воды, энергия света в световой фазе используется для синтеза АТФ, который является универсальным источником энергии для всех происходящих в клетках процессов.

В темновой фазе в результате комплекса химических реакций, для течения которых свет не обязателен, ключевое место занимает связывание углекислого газа. Этот процесс идёт за счёт энергии АТФ при участии атомов водорода, образовавшихся в световую фазу.

Таким образом, в процессе фотосинтеза происходит преобразование световой энергии в энергию химических связей. Побочным продуктом фотосинтеза зелёных растений является молекулярный кислород, выделяемый в атмосферу. Свободный кислород в атмосфере есть результат жизнедеятельности зелёных растений, в чём заключается их космическая роль на нашей планете.

Впервые процесс фотосинтеза и роль в нём хлорофилла растений описал выдающийся русский учёный Климент Аркадьевич Тимирязев.