Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Skąd na Ziemi woda? Ważnym jej źródłem jest... Słońce
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Analiza ponad 50 000 gwiazd wykazała, że rozbłyski słoneczne mogą być setki razy potężniejsze, niż najsilniejszy rozbłysk kiedykolwiek zanotowany przez astronomów. Na łamach pisma Science badacze z Instytutu Badań Układu Słonecznego im Maxa Plancka poinformowali, że po przebadaniu 56 540 gwiazd doszli do wniosku, że każda z nich średnio co 100 lat doświadcza gigantycznego rozbłysku. Wyniki badań wskazują, że dotychczas potencjał gwiazd był niedoszacowany. Z danych zebranych przez Teleskop Keplera wynika bowiem, że gigantyczne rozbłyski mają miejsce 10-100 razy częściej niż sądzono.
Już wcześniejszych badań wiadomo było, że na Słońcu może dochodzić do potężnych erupcji. Ich ślady znajdowano w prehistorycznych drzewach i lodzie z lodowców. Jednak na podstawie takich źródeł nie można było stwierdzić, jak często tego typu wydarzenia mają miejsce. Bezpośrednie pomiary ilości promieniowania docierającego ze Słońca na Ziemię potrafimy wykonywać dopiero od kilkudziesięciu lat.
Istnieje jednak inny sposób na zdobycie danych na temat długoterminowego zachowania się Słońca. Współczesne teleskopy kosmiczne obserwują tysiące gwiazd i zbierają dane o zmianach ich jasności. W danych tych widać też potężne rozbłyski. Nie możemy obserwować Słońca przez tysiące lat. Możemy jednak badać zachowanie tysięcy gwiazd bardzo podobnych do Słońca w krótkim okresie czasu. To pozwala nam ocenić, jak często dochodzi do superrozbłysków, mówi współautor badań, profesor Sami Solanki.
Naukowcy z Niemiec, Austrii, USA, Japonii, Finlandii i Francji przeanalizowali dane z 56 450 gwiazd dostarczone w latach 2009–2013 przez Teleskop Kosmiczny Keplera. W sumie Kepler dostarczył nam danych z 220 tysięcy lat aktywności słonecznej, wyjaśnia profesor Alexander Shapiro z Uniwersytetu w Grazu.
Kluczowym elementem był dobór gwiazd jak najbardziej podobnych do naszej. Badacze wybrali więc te, których temperatura powierzchni i jasność były jak najbardziej zbliżone. W czasie badań zidentyfikowano 2889 superrozbłysków, które miały miejsce na 2527 gwiazdach spośród 56 450 wybranych. To oznacza, że każda z gwiazd generuje jeden superrozbłysk w ciągu stu lat. To było zaskakujące. Naukowcy nie spodziewali się, że potężne rozbłyski mają miejsce tak często. Dotychczas bowiem, na podstawie dowodów znalezionych na Ziemi, wydawało się, że dochodzi do nich znacznie rzadziej.
Gdy cząstki z potężnego rozbłysku trafią do ziemskiej atmosfery, dochodzi do wytwarzania mierzalnych ilości pierwiastków promieniotwórczych, takich jak węgiel-14. Pierwiastki te trafiają do naturalnych archiwów, jak pierścienie drzew czy lód w lodowcach. Więc informacje o takim wydarzeniu na Słońcu można odczytać tysiące lat później na Ziemi. W ten sposób naukowcom udało się zidentyfikować 5 ekstremalnych wydarzeń tego typu i 3 kandydatów na rozbłyski. Doszło do nich w ciągu ostatnich 12 tysięcy lat. Z tego też powodu sądzono, że Słońce generuje superrozbłyski raz na około 1500 lat. I o ile wiadomo, ostatnie takie wydarzenie miało miejsce w 775 roku.
Wyniki badań mogą niepokoić. O ile w roku 775 wynikiem skierowanego w stronę Ziemi rozbłysku mógł być niewielki wzrost zachorowań na nowotwory skóry, to współczesna cywilizacja techniczna bardzo boleśnie odczułaby skutki takiego wydarzenia.
Już przed kilkunastu laty amerykańskie Narodowe Akademie Nauk opublikowały raport dotyczący ewentualnych skutków olbrzymiego koronalnego wyrzutu masy, który zostałby skierowany w stronę Ziemi. Takie wydarzenie spowodowałoby poważne perturbacje w polu magnetycznym planety, co z kolei wywołałoby przepływ dodatkowej energii w sieciach energetycznych. Nie są one przygotowane na tak gwałtowne zmiany.
Omawiając ten raport, pisaliśmy, że mogłoby dojść do stopienia rdzeni w stacjach transformatorowych i pozbawienia prądu wszystkich odbiorców. Autorzy raportu stwierdzili, że gwałtowny koronalny wyrzut masy mógłby uszkodzić 300 kluczowych transformatorów w USA. W ciągu 90 sekund ponad 130 milionów osób zostałoby pozbawionych prądu. Mieszkańcy wieżowców natychmiast straciliby dostęp do wody pitnej. Reszta mogłaby z niej korzystać jeszcze przez około 12 godzin. Stanęłyby pociągi i metro. Z półek sklepowych błyskawiczne zniknęłaby żywność, gdyż ciężarówki mogłyby dostarczać zaopatrzenie dopóty, dopóki miałyby paliwo w zbiornikach. Pompy na stacjach benzynowych też działają na prąd. Po około 72 godzinach skończyłoby się paliwo w generatorach prądu. Wówczas stanęłyby szpitale.
Najbardziej jednak przerażającą informacją jest ta, iż taki stan mógłby trwać całymi miesiącami lub latami. Uszkodzonych transformatorów nie można naprawić, trzeba je wymienić. To zajmuje zespołowi specjalistów co najmniej tydzień. Z kolei duże zakłady energetyczne mają na podorędziu nie więcej niż 2 grupy odpowiednio przeszkolonych ekspertów. Nawet jeśli część transformatorów zostałaby dość szybko naprawiona, nie wiadomo, czy w sieciach byłby prąd. Większość rurociągów pracuje bowiem dzięki energii elektrycznej. Bez sprawnego transportu w ciągu kilku tygodni również i elektrowniom węglowym skończyłyby się zapasy. Sytuacji nie zmieniłyby też elektrownie atomowe. Są one zaprojektowane tak, by automatycznie wyłączały się w przypadku poważnych awarii sieci energetycznych. Ich uruchomienie nie jest możliwe przed usunięciem awarii.
O tym, że to nie tylko teoretyczne rozważania, świadczy chociażby fakt, że w marcu 1989 roku burza na Słońcu na 9 godzin pozbawiła prądu 6 milionów Kanadyjczyków. Z kolei najpotężniejszym tego typu zjawiskiem, jakie zachowało się w ludzkiej pamięci, było tzw. wydarzenie Carringtona z 1859 roku. Kilkanaście godzin po tym, jak astronom Richard Carrington zaobserwował dwa potężne rozbłyski na Słońcu, Ziemię zalało światło zórz polarnych. Przestały działać telegrafy, doszło do pożarów drewnianych budynków stacji telegraficznych, a w Ameryce Północnej, gdzie była noc, ludzie mogli bez przeszkód czytać gazety. Igły kompasów poruszały się w sposób niekontrolowany, a zorze polarne było widać nawet w Kolumbii. A pamiętać trzeba, że wydarzenie Carringtona było znacznie słabsze, niż superrozbłyski, o których tutaj mowa.
Obecnie ucierpiałyby nie tylko sieci elektromagnetyczne, ale również łączność internetowa. Na szczególne niebezpieczeństwo narażone byłyby kable podmorskie, a konkretnie zainstalowane w nich wzmacniacze oraz ich uziemienia. Więc nawet gdy już uda się przywrócić zasilanie, problemem będzie funkcjonowanie globalnego internetu, bo naprawić trzeba będzie dziesiątki tysięcy kilometrów kabli.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2023 roku średnia temperatura była niemal o 1,5 stopnia wyższa od średniej sprzed rewolucji przemysłowej. Jednak naukowcy próbujący wyjaśnić ten wzrost, mają kłopoty z określeniem jego przyczyn. Gdy bowiem biorą pod uwagę emisję gazów cieplarnianych, zjawisko El Niño czy wpływ erupcji wulkanicznych, wciąż niewyjaśnione pozostaje około 0,2 stopnia wzrostu. Uczeni z Instytutu Badań Polarnych i Morskich im. Alfreda Wegenera (AWI) zaproponowali na łamach Science wyjaśnienie tego zjawiska. Według nich te brakujące 0,2 stopnia to skutek zmniejszającego się albedo – zdolności do odbijania światła – Ziemi.
Uczeni z AWI, we współpracy ze specjalistami od modelowania klimatu z European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), przeanalizowali dane satelitarne z NASA oraz ponownie przyjrzeli się danym ECMWF. Niektóre z nich pochodziły nawet z roku 1940. Na ich podstawie sprawdzili jak przez ostatnie dziesięciolecia zmieniał się globalny budżet energetyczny oraz pokrywa chmur na różnych wysokościach. Zarówno w danych NASA, jak i ECMWF, rok 2023 wyróżniał się jako ten o najniższym albedo planetarnym. Od lat obserwujemy niewielki spadek albedo. Ale dane pokazują, że w 2023 roku albedo było najniższe od co najmniej roku 1940, mówi doktor Thomas Rackow.
Zmniejszanie się albedo Ziemi naukowcy obserwują od lat 70. Częściowo za zjawisko to odpowiadało zmniejszanie się pokrywy lodowej oraz ilości lodu pływającego w Arktyce. Mniej śniegu i lodu oznacza, że mniej promieniowania słonecznego jest odbijane przez Ziemię. Od 2016 roku efekt ten został wzmocniony przez zmniejszanie się zasięgu lodu pływającego w Antarktyce. Jednak nasze analizy pokazywały, że spadek albedo w regionach polarnych odpowiada jedynie za 15% całkowitego spadku albedo, dodaje doktor Helge Goessling. Albedo zmniejszyło się też jednak w innych regionach planety i gdy naukowcy wprowadzili dane do modeli budżetu energetycznego stwierdzili, że gdyby nie spadek albedo od grudnia 2020, to średni temperatury w roku 2023 byłyby o 0,23 stopnie Celsjusza niższe.
Na zmniejszenie albedo wpłynął przede wszystkim zanik nisko położonych chmur z północnych średnich szerokości geograficznych i z tropików. Szczególnie silnie zjawisko to zaznaczyło się na Atlantyku, co wyjaśniałoby, dlaczego był on tak niezwykle gorący. Pokrywa chmur na średnich i dużych wysokościach nie uległa zmianie lub zmieniła się nieznacznie.
Chmury na wszystkich wysokościach odbijają światło słoneczne, przyczyniając się do ochłodzenia planety. Jednak te, które znajdują się w wysokich, chłodnych warstwach atmosfery, tworzą rodzaj otuliny, który zapobiega ucieczce w przestrzeń kosmiczną ciepła wypromieniowywanego przez Ziemię. Zatem utrata chmur położonych niżej oznacza, że tracimy część efektu chłodzącego, wpływ ocieplający chmur pozostaje.
Rodzi się więc pytanie, dlaczego niżej położone chmury zanikły. Częściowo przyczyną może być mniejsza antropogeniczna emisja aerozoli, szczególnie z powodu narzucenia bardziej restrykcyjnych norm na paliwo używane przez statki. Aerozole z jednej strony biorą udział w tworzeniu się chmur, z drugiej zaś – same odbijają promieniowanie słoneczne. Jednak badacze uważają, że czystsze powietrze to nie wszystko i mamy do czynienia z bardziej niepokojącym zjawiskiem.
Ich zdaniem to sama zwiększająca się temperatura powoduje, że na mniejszych wysokościach formuje się mniej chmur. Jeśli zaś znaczna część spadku albedo to – jak pokazują niektóre modele klimatyczne – skutek sprzężenia zwrotnego pomiędzy globalnym ociepleniem a nisko położonymi chmurami, to w przyszłości powinniśmy spodziewać się jeszcze bardziej intensywnego ocieplenia. Średnia temperatura na Ziemi może przekroczyć granicę wzrostu o 1,5 stopnia Celsjusza w porównaniu z epoką przedprzemysłową wcześniej, niż sądziliśmy, dodaje Goessling.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Woda z komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko ma podobny stosunek deuteru i wodoru, co woda w ziemskich oceanach, poinformował międzynarodowy zespół naukowy, pracujący pod kierunkiem Kathleen E. Mandt z NASA. To zaś ponownie otwiera dyskusję na temat roli komet rodziny Jowisza w dostarczeniu wody na Ziemię. Uzyskane właśnie wyniki stoją w sprzeczności z wcześniejszymi badaniami, jednak naukowcy stwierdzili, że wcześniejsza interpretacja wyników badań wykonanych przez satelity została zafałszowana przez pył z komety.
W gazie i pyle, z którego uformowała się Ziemia, mogło znajdować się nieco wody, jednak większość z niej została odparowana przez Słońce. Teraz, po 4,6 miliarda lat, Ziemia jest pełna wody, a naukowcy wciąż się nad jej pochodzeniem. Mamy silne dowody wskazujące na to, że została ona przyniesiona przez asteroidy. Jednak wciąż sporna pozostaje rola komet. W ciągu kilku ostatnich dekad badania komet jowiszowych – które zawierają materiał z wczesnych etapów istnienia Układu Słonecznego i powstały poza orbitą Saturna – wykazywały silny związek pomiędzy zawartą w nich wodą, a wodą na Ziemi.
Związek ten wynikał z podobnego stosunek deuteru do wodoru. To właśnie na jego podstawie można stwierdzić, czy woda występująca na dwóch ciałach niebieskich jest podobna, czy też nie. Woda zawierająca więcej deuteru powstaje w środowisku zimnym, dalej od Słońca. Zatem ta na kometach jest mniej podobna do ziemskiej wody niż ta na asteroidach. Jednak prowadzone przez dekady badania pary wodnej z komet jowiszowych pokazywały podobieństwa do wody na Ziemi. Dlatego też naukowcy zaczęli postrzegać te komety jako ważne źródło wody na Ziemi.
Jednak w 2014 roku przekonanie takie legło w gruzach. Wtedy to misja Rosetta, wysłana do 67P/Czuriumow-Gierasimienko przez Europejską Agencję Kosmiczną, dostarczyła unikatowych danych na temat komety. A analizujący je naukowcy zauważyli, że stosunek deuteru do wodoru jest na niej największy ze wszystkich zbadanych komet i trzykrotnie większy niż w wodzie ziemskiej. To było olbrzymie zaskoczenie, które skłoniło nas do przemyślenia wszystkiego, mówi Mandt.
Pracujący pod jej kierunkiem zespół specjalistów z USA, Francji i Szwajcarii, w tym uczonych, którzy brali udział w misji Rosetta, jako pierwszy przeanalizował wszystkie 16 000 pomiarów wykonanych podczas europejskiej misji. Naukowcy chcieli zrozumieć, jakie procesy fizyczne powodują zmienność stosunku deuteru do wodoru w wodzie z komet. Badania laboratoryjne, obserwacje komet i analizy statystyczne wykazały, że pył z komet może wpływać na odczyty. Byłam ciekawa, czy znajdziemy dowody na to, że podobne zjawisko miało miejsce podczas badań 67P. I okazało się, że to jeden z tych rzadkich przypadków, gdy wysuwa się jakąś hipotezę i ona całkowicie się sprawdza, mówi Mandt.
Naukowcy znaleźli wyraźny związek pomiędzy pomiarami ilości deuteru w warkoczu 67P a ilością pyłu wokół pojazdu Rosetta. To wskazywało, że część odczytów może nie być reprezentatywna dla składu komety.
Gdy kometa zbliża się do Słońca, jej powierzchnia ogrzewa się i z powierzchni wydobywa się gaz oraz pył. Ziarna pyłu zawierają zamarzniętą wodę. Nowe badania sugerują, że woda zawierająca więcej deuteru łatwiej przylega do pyłu, niż woda jaką spotykamy na Ziemi. Gdy lód z takich ziaren pyłu jest uwalniany do warkocza komety, może powodować, że wygląda to tak, jakby woda z komety zawierała więcej deuteru niż w rzeczywistości.
Rosetta krążyła w odległości 10–30 kilometrów od głowy komety. Mandt i jej zespół zauważyli, że do przeprowadzenia prawidłowych pomiarów składu wody z komety konieczne jest, by uwolnione do warkocza ziarna pyłu zdążyły wyschnąć. Pozbywają się one wody dopiero w odległości co najmniej 120 kilometrów od głowy komety.
Odkrycie ma duże znaczenie nie tylko dla zrozumienia roli komet jako źródła wody na Ziemi,a le też do lepszego zrozumienia przyszłych i przeszłych badań. To świetna okazja by jeszcze raz przyjrzeć się obserwacjom z przeszłości i lepiej przygotować się do przyszłych badań, mówi Mandt.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed 11 milionami lat w Marsa uderzyła asteroida, która wyrzuciła w przestrzeń kosmiczną fragmenty Czerwonej Planety. Jeden z tych fragmentów trafił na Ziemię i jest jednym z niewielu meteorytów, których pochodzenie można powiązać bezpośrednio z Marsem. Kto znalazł ten kawałek Marsa, nie wiadomo. Odkryto go w 1931 roku w jednej szuflad na Purdue University i nazwano Lafayette Meteorite, od miasta, w którym znajduje się uniwersytet. Nie wiadomo bowiem nawet, gdzie dokładnie meteoryt został znaleziony. Jednak jego stan zachowania wskazuje, że nie leżał na ziemi zbyt długo.
Na kawałek skały jako pierwszy zwrócił uwagę dr O.C. Farrington, który zajmował się klasyfikacją kolekcji minerałów z uniwersyteckich zbiorów geologicznych. I to właśnie Farrington stwierdził, że skała uznana wcześniej za naniesioną przez lodowiec, jest meteorytem.
Już podczas jednych z pierwszych badań Lafayette Meteorite naukowcy zauważyli, że na Marsie miał on kontakt z wodą w stanie ciekłym. Od tamtego czasu nie było jednak wiadomo, kiedy miało to miejsce. Dopiero teraz międzynarodowa grupa naukowa określiła wiek znajdujących się w meteorycie minerałów, które powstały w wyniku kontaktu z wodą. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Geochemical Perspective Letters.
Profesor Marissa Tremblay z Purdue University wykorzystuje gazy szlachetne, jak hel, neon i argon, do badania procesów chemicznych i fizycznych kształtujących powierzchnię Ziemi. Uczona wyjaśnia, że niektóre meteoryty z Marsa zawierają minerały, które powstawały na Marsie w wyniku interakcji z wodą. Datowanie tych minerałów pozwoli nam więc stwierdzić, kiedy woda w stanie ciekłym istniała na powierzchni lub płytko pod powierzchnią Marsa. Datowaliśmy te minerały w Lafayette Meteorite i stwierdziliśmy, że powstały one 742 miliony lat temu. Nie sądzimy, by wówczas na powierzchni Marsa było zbyt dużo wody. Uważamy, że pochodziła ona z roztapiania się marsjańskiej wiecznej zmarzliny, a roztapianie się było spowodowane aktywnością magmy, do której sporadycznie dochodzi i dzisiaj, stwierdza uczona.
Co ważne, naukowcy w trakcie badań wykazali, że ich datowanie jest wiarygodne. Na wiek minerałów mogło wpłynąć uderzenie asteroidy, która wyrzuciła z Marsa nasz meteoryt, ogrzewanie się meteorytu podczas pobytu przez 11 milionów lat w przestrzeni kosmicznej, czy też podczas podróży przez ziemską atmosferę. Wykazaliśmy, że żaden z tych czynników nie miał wpływu minerały w Lafayette, zapewnia Tremblay.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.