Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Że na Marsie można znaleźć wodę, nawet w sporych ilościach, wiadomo już na pewno. Jednak przy średnich temperaturach od minus 55 stopni Celsjusza do maksymalnych plus dwudziestu i niskim ciśnieniu jest ona albo zamarznięta, albo od razu paruje. W takim razie czy kiedykolwiek była tam woda w stanie ciekłym? Naukowcy nie są zgodni co do tego, prezentując różne koncepcje, których z braku danych na razie nie można zweryfikować.

Obrazy powierzchni Marsa pokazują krajobrazy, które można zaklasyfikować jako wyschnięte łożyska rzek, brzegi mórz i wydrążone przez wodę kaniony. Również skład chemiczny marsjańskiego gruntu wskazuje, że ciekła woda niegdyś była tam obecna. Ciekła woda - to być może życie, bo o to nam chodzi. Pytanie jednak, kiedy panowały odpowiednie warunki dla zachowania mórz i rzek i jakie one były, bo wielu naukowców uważa, że Mars był zawsze zimy, a woda tylko w postaci lodu. Spierali się o to między innymi Jim Kasting z Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii i Brian Toon z Uniwersytetu Colorado.

Być może Mars miał grubszą atmosferę 3,5 do 4 miliardów lat temu, jak szacują niektórzy. Być może marsjańska woda była słona - słona woda zamarza w niższej temperaturze niż słodka. Musiałaby być ona jednak dużo, dużo bardziej słona niż oceaniczna woda na Ziemi, znacznie bardziej, niż jest to prawdopodobne.

Być może Mars był dawniej cieplejszy. Dla wielu nie jest to prawdopodobne, ponieważ Słońce było kiedyś mniej gorące, co prędzej sugeruje niższe temperatury w przeszłości. Źródłem ciepła mogła być atmosfera bogata w gazy cieplarniane, które utrzymywałyby ciepło, podobnie jak to jest na Wenus, na której średnia temperatura powierzchni to niemal pięćset stopni Celsjusza. Niestety, hipoteza ta ma jeden słaby punkt - gazy cieplarniane nie tylko zatrzymują ciepło w atmosferze, ale i nie pozwalają energii słonecznej do tej atmosfery dotrzeć. Te dwa zjawiska konkurują ze sobą, tworzą limit możliwości „cieplarnianej" atmosfery. Dlatego Jim Kasting i Brian Toon wątpią w taki scenariusz. Symulowano właściwości różnych cieplarnianych gazów - metanu, dwutlenku węgla, dwutlenku siarki, pary wodnej - ale żaden z nich nie byłby w stanie utrzymać wystarczająco wysokiej temperatury na powierzchni planety. Trzydziestoletnie badania nie przyniosły rozwiązania na tym polu.

 

Ale czemu tu działa, a tam nie?

 

Na Wenus czy nawet Ziemi gazy cieplarniane spełniają swoją rolę, ponieważ te planety otrzymują od Słońca znacznie więcej energii. Na niekorzyść Marsa działa również jego mniejsza masa: mniejsza grawitacja to wolniejszy spadek temperatury wraz z wysokością, na Ziemi wynosi on około dziesięciu kelwinów na kilometr, na Marsie dwa razy mniej.

Brian Toon sugeruje raczej, że rzeźba powierzchni to nie skutek działania wody w ciepłej i wilgotnej atmosferze, lecz wynik regularnych uderzeń komet i asteroid. Bombardowanie takie mogłoby wypełnić atmosferę odparowaną skałą i lodem, które opadając w postaci długoletnich deszczy, uformowałyby kaniony i koryta rzek.

Jim Kasting nie zgadza się z takim scenariuszem, wskazując przez porównanie kanionów marsjańskich i ziemskich, że do uformowania takich struktur potrzeba kilkunastu milionów lat i takich ilości wody, jakich nie da się uzyskać z bombardowania kometami. Niektóre z marsjańskich struktur ponadto zdecydowanie wskazują na powolne oddziaływanie meandrujących rzek, a nie nagłych i gwałtownych pływów.

O rozstrzygnięcie tego sporu trudno między innymi z powodu braku danych na temat absolutnego wieku marsjańskich skał i struktur, a także braku danych o spoistości marsjańskiej gleby. Uzyskanie takich informacji możliwe byłoby dopiero po dokładnych badaniach laboratoryjnych, które nieprędko będą możliwe. Wiek marsjańskich struktur szacowany jest na podstawie liczenia widocznych kraterów meteorytowych i oceny częstotliwości ich upadków. Jedna strona zauważa, że powierzchnia Marsa to głównie twardy bazalt, trudny do „rzeźbienia", druga, że regularne uderzenia mogły go wystarczająco skruszyć. Również dotychczasowe dane na temat chemicznego składu marsjańskiej gleby nie korespondują z posiadanymi przez nas modelami oddziaływań między glebą, wodą a atmosferą.

W jednym naukowcy są zgodni: przeszłość Marsa jest wciąż kompletną tajemnicą. Tym bardziej marzą o jej odkryciu, które zapewne wzbogaciłoby naszą wiedzę na temat procesów zachodzących na obcych planetach.

Share this post


Link to post
Share on other sites

<p>Na niekorzyść Marsa działa również jego mniejsza masa: mniejsza grawitacja to wolniejszy spadek temperatury wraz z wysokością, na Ziemi wynosi on około dziesięciu Kelvinów na kilometr, na Marsie dwa razy mniej.  </p>

 

Uwaga redakcyjna: jednostki miar mają polskie nazwy pisane mała literą. Piszemy zatem "niutonów", a nie "Newtonów" oraz "kelwinów", a nie jak powyżej, . Co innego, kiedy w nazwie jednostki jest po prostu nazwiko, czyli "stopnie Celsjusza" lub (nieprawidłowo) "stopnie Fahrenheita".

 

(p)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Działalność człowieka jest odpowiedzialna za co najmniej 74% zmian klimatycznych. Do takich wniosków doszli dwaj naukowcy ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurychu (ETH Zurich).
      Reto Knutti i Markus Huber wykorzystali podczas swoich badań nową, opracowaną przez siebie metodę. Dotychczas używane metody analityczne to potężne narzędzia, jednak, jak mówią obaj naukowcy, są zbyt skomplikowane, by mógł je zrozumieć przeciętny człowiek.
      Knutti i Huber skorzystali ze znacznie prostszego modelu. Swoją symulację uruchomili tysiące razy z różnymi kombinacjami podstawowych zmiennych opisujących budżet energetyczny Ziemi, badając ile energii jest przez planetę i atmosferę przyjmowane, a ile je opuszcza. Wykorzystali przede wszystkim takie parametry jak promieniowanie słoneczne, energię słoneczną opuszczającą Ziemię, ciepło absorbowane przez oceany oraz takie efekty klimatyczne jak np. zmniejszanie się pokrywy śniegu, co prowadzi do większego pochłaniania ciepła przez grunt.
      Wielokrotnie prowadzone symulacje pozwoliły im stwierdzić, że od 1950 roku gazy cieplarniane przyczyniłyby się do wzrostu temperatury na Ziemi o 0,6-1,1 stopnia Celsjusza, ze średnią przypadającą na 0,85 stopnia. Około połowa z tego ocieplenia nie miała miejsca ze względu na zwiększoną koncentracji aerozoli w atmosferze. Z obliczeń Szwajcarów wynika, że od 1950 roku średnie temperatury na Ziemi wzrosły o 0,5 stopnia Celsjusza. Wynik ten jest w wysokim stopniu zgodny z wartością 0,55 stopnia uzyskaną innymi metodami.
      Uczeni z ETH Zurich stwierdzili również, że zmiany w aktywności słonecznej odpowiadają za wzrost temperatury o nie więcej niż 0,07 stopnia Celsjusza.
      Knutti i Huber chcieli też sprawdzić, czy ocieplenie może być powodowane naturalnymi zmianami klimatycznymi. Ich symulacje wykazały, że nawet gdyby zmienność ta była trzykrotnie większa niż uzyskana za pomocą najdoskonalszych modeli, to nie przyczyniłaby się do tak dużego ocieplenia jakie jest obserwowane.
      Na tej podstawie naukowcy doszli do wniosku, że to powodowana przez człowieka emisja gazów cieplarnianych jest w co najmniej 74% odpowiedzialna za zwiększanie się temperatury na planecie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Prowadzone przez trzy lata badania wskazują, że w obecnie obowiązujących modelach klimatycznych trzeba będzie zmienić dane dotyczące emisji metanu z wód Oceanu Arktycznego. Okazuje się bowiem, że uwalniają one „znaczące ilości" tego gazu.
      Badania prowadzono za pomocą specjalnie wyposażonego samolotu, który odbył serię lotów pomiędzy biegunami. Jego zadaniem było mierzenie koncentracji gazów cieplarnianych oraz sadzy na różnych wysokościach, w różnych miejscach i o różnych porach roku.
      Program miał pozwolić na stworzenie przekrojowego modelu atmosfery. Znaleźliśmy coś, czego wcześniej nie podejrzewaliśmy - mówi profesor Steven Wofsy z Uniwersytetu Harvarda.
      Do pomiarów koncentracji gazów w pobliżu powierzchni Ziemi tradycyjnie wykorzystywano stacje naziemne ulokowane np. w górach. W ostatnich czasach do pracy zaprzęgnięto też satelity, które potrafią mierzyć koncentrację dwutlenku węgla. Jednak wykorzystanie samolotu daje znacznie lepszy obraz i pozwala badać to, co dzieje się na wysokościach od 150 do ponad 14 000 metrów. To tak, jakby porównywać zdjęcie rentgenowskie z lat 60. ubiegłego wieku ze współczesną tomografią komputerową - mówi Wofsy.
      Zdaniem naukowca pełne opracowanie zdobytych danych zajmie wiele lat, ale już teraz naukowcy dowiedzieli się wielu zaskakujących rzeczy. Między innymi tego, że z wód Oceanu Arktycznego uwalniane są duże ilości metanu. Nie wiadomo, skąd ten metan pochodzi, jednak wstępne dane pokazują, że jest go na tyle dużo, iż może mieć to znaczenie w skali całej planety.
      Drugi z głównych uczestników badań, Britton Stephens, zwraca uwagę na zebrane podczas projektu HIPPO dane dotyczące cyklu tlenu i dwutlenku węgla. Połowa emitowanego przez nas dwutlenku węgla jest pochłaniana przez rośliny lądowe oraz oceany. Jeśli zatem chcemy przewidywać zmiany klimatyczne, to największą niewiadomą jest tutaj to, co zrobią ludzie. Drugą największą niewiadomą jest, jak zachowają się rośliny i oceany - mówi Stephens.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Powodowana przez człowieka emisja gazów cieplarnianych wpłynęła na prawdopodobieństwo wystąpienia powodzi w Walii i Angli. Prawdopodobieństwo wystąpienia takich powodzi, jakie miały tam miejsce jesienią 2000 roku jest obecnie co najmniej dwukrotnie większe - mówi fizyk Pardeep Pall ze Szwajcarskiego Federalnego Instututu Technologii w Zurychu (ETH Zurich). Pall był szefem zespołu badawczego, który w Nature opublikował artykuł nt. wpływu sztucznej emisji gazów cieplarnianych na pojawienie się powodzi.
      Nie ma wątpliwości, że liczba przypadków powodzi jest większa. Donoszą o tym statystyki prowadzone przez Czerwony Krzyż i Czerwony Półksiężyc, a wielka firma ubezpieczeniowa Munich Re informuje, że od roku 1980 liczba katastrofalnych powodzi zwiększyła się trzykrotnie. Przyczyną może być rosnąca koncentracja gazów cieplarnianych w atmosferze. Cieplejsze powietrze jest w stanie przyjąć więcej pary wodnej, która sama jest gazem cieplarnianym, co tylko pogarsza sytuację. A wilgoć zawarta w powietrzu musi w końcu trafić na ziemię. Na każdy 1 stopień Celsjusza przypada zwiększenie o 7% ilości pary wodnej w dolnych warstwach atmosfery. Nasze badania wykazały, że liczba najbardziej intensywnych opadów deszczu [definiowanych jako opad 100 mm w ciągu 24 godzin - red.] wzrosła o rząd wielkości. To oznacza, że rzadkie niegdyś katastrofalne opady są obecnie mniej rzadkie - mówi Francis Zwiers z University of Victoria w Kolumbii Brytyjskiej.
      Naukowcy przeanalizowali dane z ponad 6000 stacji pogodowych na półkuli północnej. Badali informacje pod kątem poziomu opadów w latach 1951-1999. Informacje te porównali z modelami klimatycznymi i odkryli, że zmian nie można wyjaśnić przyczynami naturalnymi, co sugeruje, że stoi za nimi działalność człowieka. Istnieją charakterystyczne wzorce zmian opadów w odpowiedzi na zjawiska naturalne, takie jak np. El Nino. Ale tutaj widzimy inne zmiany - mówi Zwiers. Co gorsza, są one większe, niż przewidziane modelami klimatycznymi.
      Naukowcy nie próbują jednak nawet odpowiadać na pytanie, za które konkretnie opady odpowiada człowiek. Stwierdzenie czy np. ubiegłoroczne powodzie w Polsce były spowodowane sztuczną emisją gazów cieplarnianych wymagałoby bowiem przeprowadzenia wielu tysięcy symulacji komputerowych i dopiero to pozwoliłoby na wskazanie ewentualnej winy człowieka.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Całe współczesne budownictwo stoi na elemencie znanym już starożytnym Rzymianom: betonie. Od czasu wynalezienia cementu portlandzkiego niemal 200 lat temu niemal nic się w tej technologii nie zmieniło aż do dziś. Nie sposób wyobrazić sobie współczesnej cywilizacji bez cementu i nie sposób zmniejszyć na niego zapotrzebowania. Tymczasem, po elektrowniach, przemysł cementowy jest drugim największym producentem gazów cieplarnianych, odpowiadając za 5% światowej emisji dwutlenku węgla. To sprawia, że cementownie stają na celowniku inicjatyw proekologicznych i boleśnie odczuwają restrykcje w emisji gazów cieplarnianych.
      Żeby oszacować wpływ cementowni na środowisko dość powiedzieć, że wyprodukowanie każdej tony cementu uwalnia do atmosfery pół tony dwutlenku węgla (pochodzącego z reakcji rozkładu węglanu wapnia), niemal drugie tyle CO2 uwalniane jest w procesie podgrzewania półproduktów do temperatury ponad 1600º C. A zapotrzebowanie samych Chin to ponad miliard ton rocznie.
      Przez te lata niewiele podejmowano prób udoskonalenia receptury lub technologii, jedne z nielicznych to dodawanie żużlu (produktu ubocznego wytopu rud metali) lub popiołów (odpadu z elektrowni węglowych). Dopiero właśnie presja rozporządzeń proekologicznych skłoniła największych producentów na świecie do poszukiwania nowych rozwiązań i sformowania wspólnie z MIT (Massachusetts Institute of Technology) Concrete Sustainability Hub.
      Kristen Van Vliet, inżynier materiałowy rozpoczął od przeprowadzenia dokładnej analizy cementu, jego struktury, wiązań chemicznych, itd. Może się to wydawać nieco dziwne, ale do tej pory szczegółowych badań tego materiału nie prowadzono. Uczony wykorzystał aż tak zaawansowane narzędzia, jak mikroskop sił atomowych, żeby poznać ułożenie atomów poszczególnych pierwiastków wchodzących w skład cementu.
      Okazało się, że cement ma w istocie strukturę żelu, w którym wszystko trzyma się razem dzięki wodzie. Twardość i małą ściśliwość zawdzięcza on zaś temu, że molekuły wody nie mają możliwości zmiany swojego położenia.
      Uzyskane informacje Rouzbeh Shahsavari wykorzystał do stworzenia komputerowej symulacji, dzięki której można było „na sucho" przeanalizować dowolną ilość modyfikacji, zmian składu, itd. Obmyślone udoskonalenia były produkowane i sprawdzane w działaniu przez portugalską firmę CIMPOR, głównego sponsora badań.
      Rezultatem była znacząca zmiana technologii, dzięki której nowy rodzaj cementu osiąga maksymalną wytrzymałość znacznie mniejszym kosztem i - przede wszystkim - ze znacznie mniejszym obciążeniem dla środowiska. Dodatkowo nie potrzeba zmieniać składu, ani istniejącej infrastruktury. Autorzy uważają, że to wręcz przełom w tej dziedzinie, ale na razie nie ujawniają szczegółów, traktując je jako tajemnicę produkcyjną.
      Nie jest to jedyna próba udoskonalenia produkcji cementu podejmowana w ostatnich latach. Przykładowo angielska firma Novacem wytwarza cement, który twardniejąc pochłania dwutlenek węgla z atmosfery, redukując „ślad ekologiczny". Jak do tej pory jednak żadne z nowych rozwiązań nie wyparło niemaldwustuletniej technologii produkcji „portlandu", jak będzie tym razem - zobaczymy.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uczestnicy zakończonego niedawno szczytu klimatycznego ONZ w Kopenhadze jednoznacznie wskazali ditlenek wegla (CO2) jako głównego winowajcę globalnego ocieplenia. Zdaniem prof. Qinga-Bina Lu z University of Waterloo był to jednak błąd, zaś najważniejszą przyczyną wzrostu temperatur w latach 1950-2000 były w rzeczywistości freony - związki znane dotychczas głównie jako przyczyna dziury ozonowej.
      Swoje obserwacje prof. Lu opiera na danych uzyskanych dzięki satelitom, balonom oraz stacjom naziemnym. Początkowo badacza interesował przede wszystkim wpływ freonów na stan atmosfery w okolicach biegunów Ziemi, lecz po pewnym czasie zaobserwował on, że analizowane przez niego informacje mogą okazać sie rozwiązaniem jednej z zagadek klimatologii.
      Większość naukowców jest zgodna, że przyczyną trwającego od nieco ponad 150 lat ocieplenia powierzchni Ziemi jest wzrastający poziom CO2 w atmosferze. Paradoksalnie jednak, zawartość tego gazu rośnie w ostatnich latach w rekordowym tempie, lecz od 2002 roku średnie temperatury powierzchni Ziemi spadają. Co więcej, dane z lat 1950-2000 nie potwierdzają jednoznacznie wpływu CO2 na ocieplenie klimatu. 
      Wielu klimatologów przedstawia to zjawisko jako zwyczajną fluktuację i chwilowe odstępstwo od trendu, lecz zdaniem prof. Lu może ono być bezpośednią konsekwencją zmian stężenia freonów (znanych także jako CFC) w atmosferze. Substancje z tej grupy są co prawda uznawane za gazy cieplarniane, lecz ich wpływ na klimat Ziemi był dotychczas uznawany za niewielki. Dopiero teraz okazuje się, że podejście takie mogło być błędne.
      Według badacza prawdziwą przyczyną wzrostu temperatur w drugiej połowie XX wieku było niszczenie przez freony warstwy ozonowej Ziemi, przez co przenikanie do Ziemi wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego stało się łatwiejsze.
      Przede wszystkim, łączna zawartość CFC, niszczących ozon cząsteczek dobrze znanych jako gazy cieplarniane, spadła począwszy od 2000 roku. W tym samym czasie temperatura powierzchni [Ziemi] także spadła. Dla odróżnienia, poziom CO2 wzrastał od 1850 r. i jest aktualnie w fazie najwyższego wzrostu - opisuje badacz i dodaje: to bardzo silne fakty, ale wygląda na to, że w przeszłości były one w większości ignorowane.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...