Znajdź zawartość

Ostatnie badania NASA dają nadzieję, że w przyszłości uda się przewidywać trzęsienia Ziemi. Już w ubiegłym roku satelita DEMETER zanotował znaczący wzrost sygnałów radiowych o niskiej częstotliwości, który miał miejsce przed trzęsieniem ziemi na Haiti. Teraz Dimitar Ouzounov z NASA Goddard Space Flight Centre i jego koledzy zaprezentowali wstępne wyniki z obserwacji Japonii sprzed ostatniego trzęsienia. Obrazy satelitarne pokazują olbrzymi wzrost liczby elektronów w jonosferze nad epicentrum. Szczyt wzrostu miał miejsce na trzy dni przed trzęsieniem. Jednocześnie zauważono wzrost emisji w podczerwieni, którego szczyt przypadł na kilka godzin przed wstrząsem. To pokazuje, że przed trzęsieniem, nad epicentrum wzrosła temperatura atmosfery. Obserwacje te wydają się potwierdzać teorię o powiązaniu litosfery, atmosfery i jonosfery, która mówi, że na kilka dni przed trzęsieniem z litosfery uwalniają się olbrzymie ilości radonu. Ten radioaktywny gaz jonizuje powietrze, co z kolei prowadzi do dużej kondensacji wody, której molekuły są przyciągane przez jony. W procesie tym uwalniane jest ciepło, co można zauważyć w podczerwieni.

Głębiny oceanów są jeszcze bardzo mało poznane przez naukowców, wciąż odkrywamy nowe formy morskiego życia. Jeszcze mniej znamy dno oceanów, które przecież zajmuje znacznie większą powierzchnię naszej planety, niż lądy. Do niedawna uważano, że dno oceanicznych głębi pozbawione jest życia. A co można powiedzieć o skorupie ziemskiej pod oceanicznym dnem? To prawdziwa terra incognita. Okazuje się, że istnieje tam bardzo bogate życie, jakiego nie znamy. Może nawet bardziej liczne, niż to już poznane. Przebadaniem ziemskiej skorupy pod oceanicznym dnem postanowiła zająć się dr Beth Orcutt, pracownik duńskiego Uniwersytetu Aarhus oraz Uniwersytetu Południowej Kaliforni. Wespół z zespołem naukowców opracowała ona nową metodę drążenia otworów w dnie mórz, pozwalającą na badania bakteriologiczne osadów dennych. Automatyczna, zrobotyzowana łódź podwodna przeprowadziła odwierty na głębokości ponad 2,5 kilometra, drążąc podmorskie osady aż 260 metrów w głąb i pobierając próbki. Okazało się, że na takiej głębokości pod dnem, w skałach osadowych, nie tylko znaleźć można liczne gatunki bakterii, ale też występują one w dużej ilości. Wziąwszy pod uwagę rozmiar oceanów i powierzchnię ich dna, podmorska część skorupy ziemskiej może stanowić największy rezerwuar życia na naszej planecie. Co takiego ciekawego może być w podmorskich, glebowych bakteriach? Żyją one nie tylko bez dostępu światła, ale również praktycznie bez obecności tlenu. Studiowanie życia, które mimo takich warunków bujnie kwitnie to całkowicie nowy obszar dla nauki. Metabolizm odkrytych tam bakterii musi funkcjonować na całkiem innych zasadach, niż życia, które my znamy. Znamy bakterie beztlenowe, znamy bakterie żywiące się metanem i oddychające związkami siarki. Te żyjące w podmorskiej części litosfery być może opracowały całkiem nowe, inne strategie przeżycia. Studia nad nimi na pewno poszerzą nasze rozumienie tego, czym życie jest. Badania nad bakteriami żyjącymi w ekstremalnych warunkach będą miały również znaczenie dla poszukiwania życia na innych planetach. Jeśli u nas życie potrafi przystosować się do tak różnych i nieprzyjaznych warunków, to szanse na jego znalezienie poza Ziemią rosną. Dzięki takim badaniom wiemy także lepiej, gdzie jeszcze można tego życia szukać. Wyniki badań dr Orcutt zostały przedstawione na corocznej konferencji Goldschmidt 2010, której gospodarzami w tym roku były Uniwersytet Tennessee w Knoxville i Narodowe Laboratorium w Oak Ridge.

Proces powstawania ziemskiej skorupy i kontynentów jest ciągle nieznany. Istnieją opisujące go teorie, ale najnowsze odkrycia obalają stare modele, zmuszając naukowców do rezygnacji z przekonania, że formowanie kontynentów zakończyło się dwa miliardy lat temu i że stanowią one jednolite płyty skalne. Pierwotne ziemskie kontynenty zaczęły się tworzyć trzy miliardy lat temu, kiedy nasza planeta była bardziej gorąca a ruch roztopionej skały w jej płaszczu bardziej intensywny. Materia skalna unosiła się ku górze, podobnie jak szumowiny w gotującej się zupie, formując ostatecznie litosferę, czyli zewnętrzną, twardą powłokę. Jedna z głównych teorii zakłada, że kontynenty uformowały się z punktowego wypływu materii, rozchodzącej się na wszystkie strony. Kiedy miliard lat później Ziemia ostygła, formowanie kontynentów zakończyło się, a drobniejsze procesy geologiczne dobudowywały jedynie ich obrzeża. Od tego czasu płyty kontynentów kilkakrotnie rozdzielały się, obracały, łączyły i zmieniały położenie, ale pozostawały litymi masami skalnymi - kratonami - o grubości szacowanej na 250 kilometrów - takie wyobrażenie panowało do teraz, ostatnie badania jednak przeczą tym założeniom. Badanie prehistorii Ziemi jest trudne a jej przeszłość niejasna - to z powodu niemożności zbadania jej głębszych warstw. Wierzchnie 40 kilometrów litosfery to skorupa, znacząco odmienna chemicznie od głębiej położonego płaszcza. Jedyne źródło informacji o głębszych skałach to ksenolity i ksenokrysty - skalne inkluzje, wynoszone podczas aktywności wulkanicznej. Główną metodą badawczą jest rejestrowanie rozchodzenia się fal sejsmicznych, powstających na przykład podczas trzęsień ziemi. W ten właśnie sposób oceniono grubość kratonu tworzącego główną część kontynentu północnoamerykańskiego na 250 kilometrów pośrodku, nieco mniej na obrzeżach. Pod tą twardą litosferą znajduje się mniej zwarta astenosfera, po której „ślizgają" się płyty kontynentów. Rewolucję w postrzeganiu historii i struktury litosfery zawdzięczamy dwójce naukowców. Barbara Romanowicz, kierownik Berkeley Seismological Laboratory oraz Huaiyu Yuan opracowali nowy sposób badania struktury ziemi, nazwany anizotropią azymutalną. Wykorzystuje on fakt, że fale sejsmiczne rozchodzą się z różną prędkością, w zależności od kierunku, w którym skały były rozciągane podczas procesów geologicznych: wędrówki i obracania się kontynentów. Kiedy bowiem litosfera porusza się względem astenosfery, skały są rozciągane w kierunku ruchu, nabierając określonej tekstury. Ku swojemu zaskoczeniu, odkryli oni wyraźną granicę w strukturze skał na głębokości 150 kilometrów. Nie może być to granica pomiędzy litosferą a astenosferą, ponieważ jest zbyt ostra. Musi to więc być granica między dwiema warstwami skał w kratonie dotychczas uważanym za jednolity. Podobną granicę, na głębokości 120 kilometrów, odkryto kilka lat temu wykorzystując fakt zmiany fali sejsmicznej z poprzecznej na podłużną i na odwrót, podczas przechodzenia przez ostre granice. Według tych badań, górna warstwa amerykańskiego kratonu wykazuje oznaki rozciągania w kierunku północnowschodnim - południowozachodnim, zaś głębsza w kierunku północno - południowym. Oznacza to, że kraton nie mógł uformować się z jednego, centralnego źródła materii skalnej, gdyż wówczas kierunki rozciągania rozkładałyby się niczym szprychy w kole rowerowym. Oznacza to też, że jego poszczególne warstwy - niczym warstwy tortu - powstały w innych warunkach i innym czasie. Odkrycie dowodzi też, że procesy geologiczne formujące kontynenty były jeszcze aktywne mniej niż miliard lat temu. To stwarza konieczność przemyślenia genezy kontynentów na nowo.