Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

W przeszłości Ziemia była wodnym światem?

Recommended Posts

Przed 3,2 miliardami lat Ziemia mogła być wodnym światem. Tak przynajmniej wynika z badań, których wyniki opublikowano w Nature Geoscience. Badania wykonane przez naukowców z University of Colorado Boulder pomogą lepiej zrozumieć, w jaki sposób i gdzie na Ziemi pojawiły się po raz pierwszy organizmy jednokomórkowe, uważa profesor Boswell Wing.

Wing i Benjamin Johnson prowadzili badania skał w miejscu znanym jako Panorama w północno-zachodniej części australijskiego Outbacku. Dzisiaj to porośnięte krzakami wzgórza poprzecinane dolinami wyschniętych rzek. To dziwne miejsce, mówi Johnson. Jednak można tam badać liczące 3,2 miliarda lat skały, które w przeszłości stanowiły dno oceanu. W regionie Panorama geolodzy mieli wyjątkową okazję zbadania składu chemicznego wody oceanicznej sprzed miliardów lat. Oczywiście samej wody tam nie ma, ale są skały, które wchodziły w interakcje z tą wodą i noszą ślady tej interakcji, dodaje uczony. To tak, jakby analizować ziarna kawy, by dowiedzieć się czegoś o wodzie, z którą miały styczność, wyjaśnia.

Naukowców szczególnie interesowały izotopy tlenu. Cięższy tlen-18 i lżejszy tlen-16.

Uczeni odkryli, że przed 3,2 miliardami lat woda morska musiała mieć inny skład niż obecnie. Było w niej minimalnie więcej tlenu-18. To niewielka różnica, ale bardzo znacząca dla naszego zrozumienia przeszłości Ziemi.

Wing wyjaśnia, że obecnie lądy pokryte są glebami bogatymi w iły, które niczym odkurzacz wyciągają z wody 18O. Naukowcy wysunęli więc hipotezę, która mówi, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem nadmiaru tlenu-18 w dawnym oceanie jest przyjęcie, że wówczas nie było wielkich pokrytych bogatymi glebami mas lądowych, które wyciągałyby izotop z oceanu. Co, oczywiście, nie oznacza, że w ogóle nie było suchego lądu.

Mogły istnieć niewielkie mikrokontynenty. Uważamy jednak, że nie istniały wielkie formacje na globalną skalę, z jakimi mamy do czynienia obecnie, mówi Wing. To oczywiście rodzi pytanie, kiedy rozpoczęły się ruchy tektoniczne, które ostatecznie utworzyły Ziemię, jaką znamy obecnie. Wing i Johnson nie potrafią na nie odpowiedzieć. Już jednak planują badania młodszych formacji skalnych rozsianych od Arizony po RPA. Spróbują zidentyfikować moment, w którym na Ziemi pojawiły się pierwsze duże obszary suchego lądu.


« powrót do artykułu

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
      Zmiany klimaty spowodowały, że cyklony tropikalne docierające na ląd wolniej słabną, przez co dalej docierają i powodują większe zniszczenia, czytamy na łamach najnowszego wydania Nature. Naukowcy z The Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) Graduate University dowiedli, że cyklony, które tworzą się nad gorącymi wodami oceanicznymi, niosą obecnie więcej wilgoci, przez co po dotarciu na ląd dłużej się utrzymują. To sugeruje, że w przyszłości mogą utrzymywać się jeszcze dłużej i obszarom, do których wcześniej nie docierały.
      To bardzo ważne spostrzeżenie, które powinno być brane pod uwagę przy podejmowaniu decyzji dotyczących radzenia sobie ze skutkami globalnego ocieplenia, mówi jeden z autorów badań, profesor Pinaki Chakraborty, dyrektor Jednostki Mechaniki Płynów na OIST. Wiemy, że miejscowości przybrzeżne muszą przygotować się na bardziej intensywne huragany. Okazuje się, że na ich nadejście muszą być też gotowe miejscowości położone w głębi lądu, które mogą nie mieć odpowiedniej infrastruktury, by sobie z tym radzić, a ich mieszkańcy mogą nie mieć doświadczenia z takimi zjawiskami, dodaje uczony.
      Naukowcom z Okinawy udało się wykazać bezpośredni związek pomiędzy ocieplającym się klimatem, a tymi cyklonami, które docierają na ląd. Na potrzeby swoich badań naukowcy przeanalizowali huragany, które w ostatnim półwieczu uformowały się nad północnym Atlantykiem i dotarły na ląd. Okazało się, że obecnie w ciągu pierwszej doby po uderzeniu w ląd cyklony słabną dwukrotnie wolniej niż przed 50 laty. Gdy przyjrzeliśmy się danym jasno było widać, że w kolejnych latach cyklony słabną coraz wolniej. Nie był to jednak proces ciągły. Zmiany w poszczególnych latach odpowiadały zmianom temperatury powierzchni wód oceanicznych, mówi doktorant Lin Li, główy autor badań.
      Naukowcy przetestowali swoje spostrzeżenia za pomocą symulacji komputerowych czterech różnych cyklonów, które przeprowadzono z różnymi danymi dotyczącymi temperatury powierzchni oceanu. Gdy w symulacji huragan osiągnął kategorię 4, naukowcy symulowali jego nadejście nad ląd, odcinając go od źródła wilgoci od spodu.
      Cyklony tropikalne to silniki cieplne, jak np. silnik w samochodzie. W silniku samochodowym spalane jest paliwo i uzyskana energia cieplna zamieniana jest w pracę mechaniczną. W cyklonach wilgoć z powierzchni oceanu jest paliwem, które intensyfikuje i podtrzymuje siłę huraganu, a energia cieplna z wody jest zamieniana w potężne wiatry. W momencie, gdy huragan dotrze na ląd, dostawy paliwa zostają przerwane. Bez paliwa samochód zaczyna zwalniać, a huragan, bez źródła wilgoci, traci na sile, wyjaśnia Li.
      Naukowcy zauważyli, że nawet gdy nad ląd docierają cyklony o tej samej sile, to ten, który uformował się nad cieplejszymi wodami, wolniej słabnie. Symulacje te udowodniły, że wyciągnęliśmy prawidłowe wnioski z naszych analiz. A wnioski te mówią, że cieplejsze oceany wpływają na tempo słabnięcia huraganu, nawet po odcięciu połączenia z wodami oceanicznymi. Pytanie brzmi, dlaczego tak się dzieje, mówi Chakraborty.
      Przeprowadzili więc dodatkowe symulacje i wykazali, że odpowiedzią na to pytanie jest wilgotność. Nawet gdy cyklon dociera na ląd, zamienia się w huragan i nie ma łączności z oceanem, powietrze wciąż zawiera sporo wilgoci. Z czasem wilgoć tę traci i wiatry słabną. Huragany, które powstają nad cieplejszymi wodami oceanicznymi, mogą zawierać więcej wilgoci, która podtrzymuje je przez dłuższy czas i nie pozwala im szybko osłabnąć, dodają uczeni.
      Naukowcy zauważają, że konieczna jest zmiana obecnych – zbyt prostych – modeli badania huraganów. Obecne modele nie biorą pod uwagę wilgotności. Rozważają one huragany jako suchy wir powietrza, który jest osłabiany przez tarcie o ląd. Nasza praca pokazuje, że ten model jest niekompletny. Dlatego też modele te nie wykazywał dotychczas oczywistego wpływu ocieplania się klimatu na huragany, mówi Li.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA poinformowała o znalezieniu wody na oświetlonej przez Słońce powierzchni Księżyca. Wodę zauważono za pomocą Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOPHIA). Odkrycie sugeruje, że woda może być obecna nie tylko w zimnych, zacienionych miejscach Srebrnego Globu.
      SOFIA, czyli obserwatorium umieszczone na pokładzie samolotu, wykryło molekuły wody (H2O) w Kraterze Claviusa. To jeden z największych księżycowych kraterów widocznych z Ziemi. Znajduje się on na południowej półkuli Księżyca. Już wcześniejsze obserwacje powierzchni satelity Ziemi wskazywały na istnienie tam pewnej formy wodoru, jednak nie pozwalały one na jednoznaczne stwierdzenie, czy mamy do czynienia z wodą, czy też z grupą hydroksylową (-OH).
      Dzięki obserwatorium SOFIA dowiadujemy się, że w Kraterze Claviusa koncentracja wody wynosi od 100 do 412 części na milion. To około 0,35 litra na każdy metr sześcienny księżycowego gruntu.
      Mamy dane wskazujące, że H2O, czyli po prostu woda, może być obecna na oświetlonych częściach Księżyca - mówi Paul Hertz, dyrektor Wydziału Astrofizyki w Dyrektoriacie Misji Naukowych NASA. Teraz wiemy, że woda tam jest. To odkrycie zmienia nasze rozumienie powierzchni Księżyca i każe zadać sobie pytania o obecność zasobów potrzebnych do eksploracji głębszych części kosmosu.
      Wody w Księżycu jest naprawdę mało. Dość wspomnieć, że na Saharze jest jej 100-krotnie więcej. Jej odkrycie w księżycowym gruncie każe też zadać sobie pytanie, w jaki sposób woda jest tworzona i jak jest w stanie przetrwać na niemal pozbawionych atmosfery ciałach niebieskich.
      Woda to bardzo cenny surowiec, którego obecność na Księżycu znakomicie ułatwiłaby eksplorację kosmosu. Jednak w tej chwili nie wiadomo, czy księżycową wodę da się łatwo pozyskać.
      Sukces obserwatorium SOFIA był możliwy dzięki dziesięcioleciom badań. Gdy w 1969 roku astronauci z misji Apollo przywieźli na Ziemię próbki księżycowego gruntu sądzono, że Srebrny Glob jest całkowicie suchy. W ciągu kolejnych dekad znaleziono lód w stale zacienionych kraterach. Kolejne misje naukowe znajdowały też wodór na oświetlonych przez Słońce fragmentach Księżyca, jednak nie udawało się jednoznacznie stwierdzić, czy występuje on w postaci H2O czy -OH.
      Wiedzieliśmy, że mamy do czynienia z pewnym stopniem uwodornienia. Nie wiedzieliśmy jednak, czy jest tam woda, czy bardziej coś, co przypomina środek do czyszczenia rur - mówi Casey Honniball z Univeristy of Hawaii. SOFIA wszystko zmieniła.
      Laboratorium latające na wysokości ponad 13.700 metrów na pokładzie zmodyfikowanego Boeinga 747 wyposażono w 106-calowy teleskop pracujący w podczerwieni. Jako że na tej wysokości teleskop znajduje się nad 99% całej pary wodnej w ziemskiej atmosferze, może uzyskać znacznie wyraźniejszy obraz niż analogiczne teleskopy na powierzchni Ziemi. Teraz SOFIA znalazła specyficzną dla molekuł wody emisję w paśmie 6,1 mikrometra.
      Obecnie nie wiadomo, skąd wzięła się woda na powierzchni Księżyca. Mogły ją tam zanieść mikrometeoryty. Inna możliwość to zaniesienie wodoru przez wiatr słoneczny. Wodór mógł przereagować z minerałami zawierającymi tlen, tworząc grupę hydroksylową. Następnie promieniowanie pochodzące z bombardowania Księżyca mikrometeorytami mogło zamienić grupę hydroksylową w wodę.
      Nie wiadomo też, jak to się stało, że woda na Księżycu wciąż się utrzymuje. Może być uwięziona w strukturach przypominających korale, które powstały w wyniku działania wysokich temperatur spowodowanych uderzeniami mikrometeorytów. W takim wypadku dość trudno byłoby ją pozyskać. Woda może być też uwięziona pomiędzy ziarnami księżycowego gruntu i chroniona w ten sposób przed odparowaniem.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zwykle zastanawiamy się, ile pozasłonecznych planet zawierających życie jesteśmy w stanie zaobserwować z Ziemi. Jednak pytanie to można odwrócić. I właśnie to zrobili profesorowie Lisa Kaltenegger z Cornell University i Joshua Pepper z Lehigh University. Postanowili oni zbadać, z ilu układów planetarnych można bezpośrednio obserwować Ziemię. Innymi słowy, ile potencjalnych cywilizacji pozaziemskich, znajdujących się na podobnym etapie rozwoju, może nas badać.
      Uczeni zidentyfikowali 1004 gwiazdy ciągu głównego, czyli dość podobne do Słońca, które mogą posiadać podobne do Ziemi planety w ekosferze. Wszystkie wspomniane gwiazdy znajdują się w promieniu 300 lat świetlnych od Ziemi, zatem w odległości, z której obca cywilizacja powinna być w stanie wykryć chemiczne sygnatury życia w ziemskiej atmosferze.
      Odwróćmy nasz punkt widzenia. Przenieśmy się na inne planety i zapytajmy, z których układów planetarnych można obserwować tranzyty Ziemi na tle Słońca, mówi Kaltenegger. Uczona przypomina, że obserwowanie tranzytów to kluczowy sposób obserwowania planet pozasłoneczych i określania ich cech charakterystycznych. Już wkrótce, dzięki Teleskopowi Kosmicznemu Jamesa Webba (JWST), będziemy w stanie – badając tranzyty – określać skład chemiczny atmosfer planet spoza Układu Słonecznego. Jeśli z naszego punktu widzenia jakaś planeta przechodzi na tle swojej gwiazdy, zatem znajduje się w linii prostej pomiędzy swoją gwiazdą a Ziemią, to już teraz – badając zmianę jasności gwiazdy przesłoniętej przez planetę – próbujemy określać np. wielkość planety. Instrument taki jak JWST pozwoli badać światło gwiazdy przechodzące przez atmosferę planety i określić skład chemiczny tej planety. Będziemy więc mogli wykrywać w niej molekuły i inne elementy wskazujące na istnienie życia. To samo jednak mogą robić potencjalne cywilizacje pozaziemskie.
      Jedynie niewielki ułamek egzoplanet przechodzi na tle swojej gwiazdy z naszego punktu widzenia. Z punktu widzenia wszystkich zidentyfikowanych przez nas układów Ziemia przechodzi na tle Słońca. A to powinno przyciągnąć uwagę potencjalnych obserwatorów. Jeśli poszukujemy inteligentnego życia, które może nas znaleźć i zechcieć nawiązać kontakt, to właśnie stworzyliśmy mapę, gdzie należy szukać, dodaje Kaltenegger.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańsko-niemiecki zespół naukowcy zidentyfikował 24 planety, które mogą lepiej nadawać się do życia niż Ziemia. Są wśród nich starsze, nieco większe, nieco cieplejsze i prawdopodobnie bardziej wilgotne od Ziemi. Uczeni stwierdzają również, że życie może łatwiej rozwijać się na planetach, które wolniej niż Ziemia krążą wokół gwiazd starszych od Słońca.
      Wszystkie ze zidentyfikowanych planet znajdują się w odległości większej niż 100 lat świetlnych od Ziemi, a ich zidentyfikowanie pozwoli w przyszłości skupić się na nich w poszukiwaniu śladów życia pozaziemskiego. Planety takie mogłyby być szczegółowo badane za pomocą Teleskopu Kosmicznego Jamesa Webba, obserwatoriów LUVIOR czy PLATO.
      Przyszłe teleskopy kosmiczne pozwolą na zdobycie kolejnych danych, dzięki czemu lepiej wybierzemy kandydatów do dalszych badań. Musimy skupić się na tych planetach, które posiadają najbardziej obiecujące warunki do powstania życia. Powinniśmy jednak uważać, by nie utknąć na poszukiwaniach drugiej Ziemi, gdyż mogą istnieć planety zdolne do podtrzymania życia innego niż znamy, mówi profesor Schulze-Makuch z Washington State University i Uniwersytetu Technicznego w Berlinie.
      Gwiazdy takie jak Słońce żyją około 10 miliardów lat. Jako, że na Ziemi bardziej złożone formy życia powstały dopiero po 4 miliardach lat, wiele gwiazd typu słonecznego może umrzeć, zanim w ich układzie planetarnym pojawią się złożone formy życia. Dlatego też naukowcy przyglądali się nie tylko gwiazdom typu widmowego G, czyli żółtym karłom, do których należy Słońce. Przeanalizowali też znane nam egzoplanety krążące wokół pomarańczowych karłów (gwiazda typu K). Są one chłodniejsze, mniej masywne i mniej jasne, niż żółte karły, ale za to żyją od 20 do 70 miliardów lat.
      Warto jednak pamiętać, że sama planeta nie może być zbyt stara. Nie może bowiem wyczerpać swojego wewnętrznego ciepła i utracić ochronnego pola magnetycznego. Ziemia liczy sobie obecnie około 4,5 miliarda lat. Zdaniem specjalistów najlepszy dla planety okres na podtrzymanie i rozwój życia to wiek 5–8 miliardów lat.
      Ważna jest też wielkość planety. Planeta o 10% większa od Ziemi powinna mieć więcej lądów, a taka o masie około 50% większej od Ziemi powinna dłużej utrzymać wewnętrzne ciepło i charakteryzować się silniejszym polem magnetycznym, które na dłużej zatrzyma atmosferę. Autorzy badań przypominają też o wodzie mówiąc, że nieco więcej wody, szczególnie w postaci wilgoci w powietrzu i chmur, powinno pomóc życiu. Podobnie jest z temperaturą. Planety o średniej temperaturze około 5 stopni Celsjusza wyższej niż Ziemi, w połączeniu z większą wilgotnością, powinny wyewoluować większą różnorodność form życia.
      Schulze-Makuch i jego zespół uznali, że supergościnna planeta powinna krążyć wokół pomarańczowego karła, liczyć sobie 5–8 miliardów lat, być o 10% większa i nie więcej niż 50% bardziej masywna niż ZIemia, posiadać średnią temperaturę powierzchni o 5 stopni Celsjsuza wyższą niż na Ziemi, jej wilgotna atmosfera powinna zawierać 25–30 procent tlenu, a resztę powinny stanowić gazy obojętne, powinny na niej znajdować się rozproszone masy wody i lądów, z wieloma płyciznami i archipelagami. Planeta powinna posiadać duży księżyc o masie od 1 do 10 procent masy planety i znajdujący się w odległości 10–100 średnic planety, powinny na niej zachodzić procesy geologiczne takie jak tektonika płyt lub podobne oraz powinna posiadać silne pole magnetyczne.
      Jako, że kilku z tych elementów (jak np. rozkład mas lądowych, obecność księżyca czy procesów tektonicznych) nie jesteśmy obecnie w stanie badać, naukowcy skupili się na elementach, które już teraz możemy obserwować. Badali zatem typ gwiazdy, wiek planety, jej prawdopodobną wielkość i masę oraz panujące temperatury.
      Gdy naukowcy przyjrzeli się bliżej 24 wybranym przez siebie planetom okazało się, że 9 z nich krąży wokół gwiazdy typu K, 16 z nich ma od 5 do 8 miliardów lat, a na 5 panują temperatury odbiegające od temperatury optymalne nie więcej niż o 10 stopni Celsjusza. Tylko jeden z kandydatów na planetę – KOI 5715.01 – spełniał trzy kryteria planety supergościnnej. Jednak średnie temperatury na tej planecie wynoszą prawdopodobnie 11,59 stopnia Celsjusza, czyli mniej niż na Ziemi. Naukowcy nie wykluczają jednak, że panuje tam silniejszy efekt cieplarniany niż na naszej planecie, więc temperatury te mogą być wyższe, co może czynić KOI 5715.01 planetą supergościnną.
      Szczegóły badań opublikowano w piśmie Astrobiology.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...