Znajdź zawartość

W latach 1993–2010 ludzie wypompowali tak olbrzymią ilość wód podziemnych, że doprowadziło to do... przesunięcia osi Ziemi i biegunów o niemal 80 centymetrów. Spowodowane działalnością człowieka zmiany w nachyleniu osi planety są takie, jak zmiany spowodowane w tym samym czasie przez topnienie lodów Grenlandii. Oś Ziemi to prosta, która jest osią obrotu własnego planety. Wyznacza ona bieguny geograficzne. Ruch obrotowy naszej planety jest bardzo skomplikowany. Obejmuje kwestię zarówno ruchu osi obrotu Ziemi w przestrzeni, w jej wnętrzu, nakładają się na to zmiany prędkości obrotowej, zjawisko precesji oraz nutacji, czyli kołysania się chwilowej osi obrotu. Jednym z najważniejszych elementów tego kołysania się jest nutacja swobodna o okresie Chandlera wynoszącym ok. 1,2 roku. W tym czasie oś obrotu Ziemi przesuwa się średnio o około 9 metrów. I właśnie na to przesunięcie miała wpływ ostatnia działalność człowieka. Naukowcy z Korei Południowej, Australii, Chin i USA oszacowali, że w latach 1993–2010 ludzie wypompowali spod ziemi 2150 gigaton – czyli 2 biliony 150 miliardów ton – wody, a związany z tym wzrost poziomu oceanu wynosił ok. 0,3 mm/rok. Z przeprowadzonych przez nich obliczeń wynika, że te zmiany rozkładu masy na naszej planecie spowodowały przesuwanie się osi Ziemi, a zatem i biegunów, o 4,36 cm na rok, czyli w sumie o 78,48 cm w badanym okresie. Wypompowana woda odpowiadała za 6,24 mm wzrostu poziomu oceanów. Clark Wilson z University of Texas w Austin mówi, że szczególnie silny wpływ ma to, co dzieje się z wielkimi podziemnymi zbiornikami wody na średnich szerokościach geograficznych. Jednym czynnikiem, który wpływa na wspomniane przesunięcia biegunów bardziej, niż zmiany w podziemnych zasobach wody są wciąż trwające ruchy izostatyczne, czyli unoszenie się mas skalnych uwolnionych od ciężaru lodu po ostatnim zlodowaceniu. Obliczenia pokazują, jak wiele wody ludzie wypompowują spod ziemi. Same cyfry nie są zbyt istotne. Istotny jest fakt, że masa przemieszczanej przez człowieka wody jest tak gigantyczna, iż ma wpływ na zmianę biegunów geograficznych planety. Warto przy tym pamiętać, że pod powierzchnią Ziemi znajduje się znacznie więcej wody, niż do niedawna sądzono. « powrót do artykułu

Tysiące kilometrów pod naszymi stopami znajduje się wewnętrzne jądro Ziemi. To struktura o średnicy ponad 1200 km zbudowana z żelaza w formie stałej. Dwoje badaczy z Uniwersytetu w Pekinie stwierdziło właśnie, że dosłownie przed kilkunastu laty ruch obrotowy jądra niemal ustał, a następnie zaczęło się ono obracać w drugą stronę i obecnie obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu obrotowego Ziemi. Wciąż niewiele wiemy o samym jądrze oraz jego ruchu, a wiedzę tę zdobywamy badając fale sejsmiczne przechodzące przez środek planety. Yi Yang i Xiaodong Song z Pekinu najpierw przeanalizowali dane pochodzące z początku lat 90. XX wieku, a następnie porównali je danymi zbieranymi od 1964 roku. Z ich analiz wynika, że w 2009 roku ruch obrotowy jądra wewnętrznego niemal się zatrzymał, a następnie zaczęło się ono obracać w przeciwnym kierunku. Sądzimy, że jądro wewnętrzne obraca się raz w jedną, raz w drugą stronę, względem powierzchni Ziemi, mówią naukowcy. Ich zdaniem cały cykl trwa około 70 lat, co oznacza, że do zmiany kierunku ruchu obrotowego jądra dochodzi co 35 lat. Z badań wynika, że poprzednia zmiana miała miejsce na początku lat 70. XX wieku, a kolejna zajdzie w połowie lat 40. XXI wieku. Inni eksperci przestrzegają jednak, przed wyciąganiem zbyt pochopnych wniosków. Przypominają, że wiele rzeczy dotyczących budowy wnętrza Ziemi jest dla nas tajemnicą i istnieją liczne hipotezy dotyczące tej kwestii. To bardzo dobre badania przeprowadzone przez świetnych naukowców. Użyli oni wielu danych, ale – moim zdaniem – żaden z modeli nie pasuje dobrze do wszystkich danych, jakimi dysponujemy, mówi John Vidale, sejsmolog z University of Southern California. Vidale sam jest autorem ubiegłorocznej pracy, w której stwierdza, że jądro zmienia kierunek ruchu co sześć lat. W swoich badaniach opierał się on na falach sejsmicznych wygenerowanych podczas dwóch eksplozji jądrowych z końca lat 60. i początku lat 70. Uczony przypomina też, że istnieją dane sugerujące, iż jądro obracało się w latach 2001–2013, a obecnie jest niemal nieruchome. Z kolei Hrvoje Tkalcic z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego jest autorem badań mówiących, że cały cykl zmiany ruchu obrotowego jądra trwa 20–30 lat. Geofizycy porównują swoje próby zbadania wnętrza Ziemi do próby badania wnętrza organizmu bez możliwości rozcięcia pacjenta czy przeprowadzenia obrazowania tomografem. Niektórzy mówią, że jądro wewnętrzne może zawierać jeszcze jedno jądro. Coś tam się dzieje i w końcu się tego dowiemy. Ale może to zająć kolejną dekadę, stwierdza Vidale. Yang i Song na łamach swojej pracy stwierdzają, że zaobserwowane przez nich zmiany kierunku ruchu obrotowego jądra są zgodne z innymi obserwacjami, szczególnie tymi dotyczącymi długości dnia i pola magnetycznego planety. Ich zdaniem to dowód, że wszystkie warstwy planety są ze sobą połączone dynamicznymi interakcjami, zachodzącymi prawdopodobnie za pośrednictwem sprzężenia grawitacyjnego i zachowania momentu pędu. « powrót do artykułu

Galaktyki, gwiazdy, planety i ich księżyce obracają się wokół własnych osi. Teraz międzynarodowy zespół badawczy dodał do tych obiektów kosmiczne włókna, skupiska gromad i supergromad galaktyk, które rozciągają się na odległość setek milionów lat świetlnych. Tym samym są to największe obracające się obiekty w przestrzeni kosmicznej. Ich ruch może wyjaśniać, dlaczego galaktyki i inne obiekty tak chętnie wirują wokół własnej osi. Naukowcy nie do końca rozumieją fenomen obracania się wokół własnej osi na skalę kosmiczną. Jednym ze sposobów zrozumienia tego zjawiska jest próba poznania obszarów, w których rotacja ustaje. Naukowcy z Instytutu Astrofizyki im. Leibnitza w Poczdamie, pracujący pod kierunkiem Noama Liebskinda, postanowili sprawdzić, czy włókna galaktyczne również się obracają. Struktury te mają długość setek milionów, a szerokość zaledwie kilku milionów lat świetlnych. Przypominają gigantyczne mosty, łączące ze sobą gromady galaktyk. Już wcześniejsze badania sugerowały, że włókna mogą być miejscami, gdzie rotacja ustaje. Jednak grupa Liebskinda, we współpracy z uczonymi z Francji, Chin i Estonii, wywróciła te przekonania do góry nogami. Galaktyki, wędrujące wzdłuż włókien, poruszają się po orbitach przypominających helisę czy też korkociąg, krążąc wokół środka włókna. Nigdy wcześniej nie obserwowaliśmy takiego ruchu obrotowego na tak wielką skalę. To wskazuje, że musi istnieć nieznany mechanizm fizyczny napędzający ten ruch, mówi Liebskind. Naukowcy odkryli ten ruch analizując dane ze Sloan Digital Sky Survey, w ramach którego gromadzone są informacje o świetle docierającym do nas z setek tysięcy galaktyk. Jako że nie jesteśmy w stanie mierzyć obrotu w tak gigantycznej skali, naukowcy badali przesunięcie galaktyk ku czerwieni i ku światłu niebieskiemu. W ten sposób mogli określić, jak szybko galaktyki przybliżają się i oddalają od nas. Aby tego dokonać przeanalizowali tysiące włókien i zbadali prędkość galaktyk równolegle do włókien. Gdy większość galaktyk z jednej strony włókien podążała ku widmu niebieskiemu, a większość z drugiej – ku czerwonemu, uczeni doszli do wniosku, że włókna wirują wokół własnej osi. Prędkość tego wirowania oszacowali na niemal 100 km/s. Innym ważnym spostrzeżeniem jest odkrycie, iż włókna przy końcach bardziej masywnych gromad galaktyk wirują szybciej. Liebskind przyznaje, że nie rozumie do końca tego zjawiska, ale być może istnieje związek grawitacyjny pomiędzy obrotem włókien a zbiorami galaktyk. Być może efekt pływowy lub pole grawitacyjne tych gromad w jakiś sposób napędza lub wywołuje obrót. « powrót do artykułu

Naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego w Delft wykazali, że możliwe jest niezależne manipulowanie dwoma rodzajami magnetyzmu w atomach. Magnetyzm w atomach powstaje w wyniku orbitalnego oraz obrotowego ruchu elektronów. W tym pierwszym przypadku mowa jest o ruchu elektronu wokół jądra. Ruch obrotowy zaś to ruch elektronu wokół własnej osi. Jako, że każdy z tych rodzajów ruchu może odbywać się zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub w stronę przeciwną, zatem może reprezentować 0 lub 1. Teoretycznie więc w atomie możemy zapisać 2 bity danych. "W praktyce jednak jest to niezwykle trudne, gdyż jeśli zmienimy kierunek ruchu orbitalnego, niemal zawsze zmieni się kierunek ruchu obrotowego i vice versa", mówi główny autor najnowszych badań, Sander Otte. Holendrzy, we współpracy z Hiszpanami i Chilijczykami dowiedli, że można odwrócić kierunek ruchu orbitalnego elektronu bez zmiany jego ruchu obrotowego. Osiągnęli to dzięki wykorzystaniu efektu Einsteina-de Haasa. Zgodnie z nim odwrócenie kierunku ruchu orbitalnego można skompensować przez niemierzalnie mały obrót środowiska. W tym przypadku był to kawałek metalu, którego część stanowi atom. Naukowcy wykorzystali skaningowy mikroskop tunelowy, którego próbnik może manipulować pojedynczymi atomami. Zwykle atom ma kontakt z wieloma sąsiadującymi atomami, co zaburza jego magnetyzm. Otte i jego zespół odseparowali spin od ruchu orbitalnego atomu żelaza umieszczając go na pojedynczym niemagnetycznym atomie azotu. Dzięki temu mogli manipulować ruchem orbitalnym bez wpływania na spin elektronu. Możliwość przechowywania bitów w pojedynczym atomie zwiększyłaby tysiące razy pojemność obecnych układów pamięci. Do tego jeszcze bardzo długa droga. Otte mówi, że w tej chwili głównym osiągnięciem, z którego naukowcy się bardzo cieszą, jest możliwość kontrolowania pojedynczych atomów oraz elektronów krążących wokół nich. « powrót do artykułu

Chiński astronom odkrył najszybciej obracającą się gwiazdę w Drodze Mlecznej. Li Guangwei wykorzystał Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope (LAMOST) znajdujący się w Xinglong w prowincji Hebei. Za pomocą tego urządzenia odkrył, że szybkość ruchu obrotowego gwiazdy LAMOST J040643.69+542347.8 wynosi około 540 km/s. To o około 100 km/s szybciej niż dotychczasowy rekordzistka HD 191423. Dla porównania, prędkość obrotowa gwiazd podobnych do Słońca wynosi na równiku mniej niż 25 km/s. Analizując spektrum gwiazdy uczony doszedł do wniosku, że to masywny obiekt o wysokiej temperaturze. Gwiazda ma obły kształt, gdyż duża prędkość obrotowa mocno zniekształca ją na równiku. Powoduje to, że jej średnica na równiku jest większa, niż średnica mierzona do biegunów. Przez to grawitacja na biegunach jest wyższa niż na równiku. Wyższa jest tam też temperatura gwiazdy. LAMOST J040643.69+542347.8 znajduje się w odległości około 30 000 lat świetlnych od Ziemi i ucieka z prędkością około 120 km/s od miejsca swoich narodzin, co sugeruje, że była częścią układu podwójnego. Najprawdopodobniej przechwytywała materiał od swojego towarzysza, co napędziło jej ruch obrotowy, a gdy jej towarzysz zakończył życie w postaci supernowej, badana gwiazda została gwałtownie wyrzucona siłą eksplozji. « powrót do artykułu