Czy jesteśmy kosmitami z Enceladusa?

Rozmowa o publikacji: L. Czechowskiego „Enceladus as a place of origin of life in Solar System”, która ukazała się w Geological Quaterly, vol 62, No 1 w 2018 r.https://gq.pgi.gov.pl/article/view/25818/pdf

Rys. 1. Artystyczne wyobrażenie orbitera Cassini na tle Enceladusa i wyrzucanych z jego wnętrza strumieni pyłu i gazu (NASA).

 

Co ma życie na Enceladusie wspólnego z geofizyką?

Kilka lat temu zająłem się obliczeniami warunków termicznych we wnętrzu tego satelity. Obliczenia te wskazały, że temperatura w jego wnętrzu jest znacznie niższa niż myślano i jak najbardziej pozwala na istnienie ciekłej wody. Ponieważ jednocześnie mamy źródła energii chemicznej (tego samego rodzaju co na pierwotnej Ziemi), więc jest to dobre środowisko do powstania życia. Ostatnia praca rozważa możliwości przeniesienia życia z wnętrza Enceladusa na powierzchnię Ziemi.

To się nazywa hipotezą o panspermii?

Tak, dokładnie panspermia zakłada, że jest możliwy taki transport organizmów żywych lub chociaż materiału genetycznego pomiędzy ciałami niebieskimi.

Mamy na to jakieś dowody?

No cóż, wydaje mi się, że 90% biologów uważa, że życie ziemskie powstało na Ziemi i niepotrzebny jest żaden transport organizmów z innych ciał niebieskich.

Pewnie mają na to argumenty…

Na pewno. Ważnym argumentem jest znajdywanie skamieniałości w coraz wcześniejszych formacjach skalnych i coraz prostszych organizmów.

Enceladus poruszający się w gazowo-pyłowym pierścieniu E. Materiał pierścienia dostarczają głównie gejzery a strefie południowego bieguna satelity (NASA)

A są jakieś argumenty za panspermią?

Owszem, jest trochę faktów, które możemy interpretować jako wskazujące na pozaziemskie pochodzenie życia na Ziemi. Sam fakt, że ślady życia pojawiają się wcześnie, już w najstarszych praoceanach, można dwojako interpretować. Albo, że powstanie życia jest szybkim procesem,  albo że istniejące już życie ‘czekało’ tylko na te oceany i od razu je zasiedliło.

A dlaczego akurat z Enceladusa?

Żaden wybuch wulkanu nie jest w stanie wyrzucić materii z prędkością ucieczki z Ziemi. Być może wielkie uderzenia meteorytów mogą wyrzucić skały z wystarczającą prędkością na przebicie się przez atmosferę i podróż na inne planety. Mars jest trochę lepszym kandydatem. Znamy meteoryty marsjańskie, które musiały być wyrzucone z prędkością ok. 5 km/s. W niektórych znajdujemy nawet struktury podobne do skamieniałości prymitywnych organizmów. Z ewentualnych ośrodków życia, mamy jeszcze wielkie satelity, jak Europa – satelita Jowisza. Tam głęboko pod powierzchnią satelity mogą istnieć wielkie oceany, w których mogłoby istnieć życie. Podobna sytuacja może istnieć wewnątrz Enceladusa, skąd droga w kosmos jest łatwiejsza i potwierdzona. W okolicy południowego bieguna tego satelity tryskają strumienia gazów i ciał stałych dostarczające materii do pierścienia E, na orbitę wokół Saturna.

Zakładamy więc, że w tych stałych ciałach znalazły się organizmy żywe…

Szczeliny w skorupie Enceladusa (tzw ‚tygrysie pasy’) którymi wydostaje się materia z wnętrza satelity tworząc pierścień E. (fot. w podczerwieni pokazuje jasne cieplejsze strefy – NASA)

Tak. Dalsza droga z pierścienia E na Ziemię mogła wyglądać następująco: oddziaływanie grawitacyjne licznych satelitów Saturna przyspieszyło ciało z organizmami dzięki efektowi znanemu jako asysta grawitacyjna i wyrzuciło je na trajektorię prowadzącą w stronę Ziemi. Inne możliwe mechanizmy transportu to wyrzucenie materii przez uderzenie meteoroidu lub przechwycenie cząstek z pierścienia E przez przelatującą kometę. Ważne jest aby organizmy w skalno-lodowej bryłce (lub w szczelinie w komecie) były chronione przed promieniowaniem kosmicznym i w postaci przetrwalników przetrwały podróż. Gdy dotarły na Ziemię zaczęły się rozwijać, ewoluować, powstawały nowe gatunki…

Zgodnie z tą hipotezą jesteśmy potomkami kosmitów z Enceladusa? 

Tak. Ale myślę, że są znacznie bardziej sensacyjne hipotezy związane z panspermią. Niedawno opublikowano artykuł, twierdzący, że stopień komplikacji ziemskich organizmów wskazuje, że proces ich rozwoju trwał około 9 miliardów lat, czyli obecne życie powstało daleko wcześniej niż Słońce i Ziemia (praca Alexei A. Sharov, Richard Gordon, Life Before Earth, „arXiv”, arXiv:1304.3381). W takim razie bylibyśmy potomkami gatunków powstałych na dawno nieistniejących planetach. Ale najbardziej sensacyjne wydają mi się twierdzenia znanych naukowców, F. Hoyle i Ch. Wickramasinghe, że dopływ materiału genetycznego wcale się nie skończył! Według nich, za niektóre epidemie odpowiedzialne są wirusy z kosmosu.

Dziękuję za rozmowę

(Rozmawiała K. M)

Co to jest geofizyka?

Stoisko KNG w Chęcinach (fot. H. Ciechowska)

Koło Naukowe Geofizyki UW przeprowadziło z okazji Dnia Ziemi (22.04.2018) ankietę, która miała na celu sprawdzić wiedzę społeczeństwa na temat geofizyki. W ankiecie wzięły udział osoby w różnym wieku (młodzież, dorośli i ludzie starsi). Wyniki prezentują się następująco: zdecydowana większość ankietowanych była w stanie wydedukować czym jest geofizyka oraz jakimi obszarami nauki się zajmuje, nawet jeśli nigdy wcześniej nie spotkali się z geofizyką. Zdecydowana większość na pytanie związane z dziedzinami nauki, którymi zajmuje się geofizyka wymieniała przede wszystkim fizykę litosfery. Jedynie 10% z ankietowanych wspomniało o fizyce atmosfery.
Wyniki przeprowadzonej na Polu Mokotowskim ankiety posłużą Kołu Naukowemu Geofizyki w celu rozeznania się w aspektach, na które warto zwrócić uwagę podejmując próbę popularyzacji geofizyki i dziedzin, którymi się zajmuje.
Ponadto w zeszły weekend Koło wzięło udział w Dniu Otwartym Europejskiego Centrum Nauk Geologicznych (ECEG) (13.05.2018), zaprezentowaliśmy tam między innymi jak działa geofon oraz jakie mechanizmy powodują, że podczas trzęsień ziemi w Japonii budynki obsuwają się w głąb podłoża. Poprowadziliśmy quiz związany z geofizyką i geologią, a także zaprezentowaliśmy ile waży naczynie z wodą na poszczególnych planetach Układu Słonecznego i wiele innych.
Następne pokazy będą możliwe do zobaczenia na Pikniku Naukowym, 9 czerwca bieżącego roku. Więcej informacji wkrótce.

Helena Ciechowska

Zaproszenie na Dzień Fizyka 10 i 11 maja 2018

Największy w pełni ruchomy radioteleskop świata w Green Bank w Zachodniej Wirginii. Narzędzie pracy dla astronomów i planetologów (public domain)

Zarząd Samorządu Studentów oraz Zespół Dziekański Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego
zapraszają na tegoroczny DZIEŃ FIZYKA.
Na początek, 10 maja o godz.17:00 w barze „Pod Kopytem” (ul. Wybrzeże Gdyńskie 2) odbędzie się wykład
dr Szymona Charzyńskiego pt. „Hazard, oszustwa, manipulacje i rachunek prawdopodobieństwa”.

Oficjalna część odbędzie się w piątek 11 maja 2018 roku o godz. 12:00 w auli 0.03 przy ul. Pasteura 5. W programie:
12:00 Rozpoczęcie uroczystości,
12:10 Rozdanie nagród Dziekana,
12:30 Rozdanie dyplomów dla absolwentów Wydziału Fizyki,
13:15 Występ Chóru Wydziałowego.
Po ceremonii na wszystkich czekać będzie tradycyjny poczęstunek oraz liczne atrakcje, w tym pokazy z ciekłym azotem, euro-bungee, byk mechaniczny oraz zjazd tyrolski.

Zaproszenie na Dzień Otwarty w ECEG w Chęcinach

Europejskie Centrum Edukacji Geologicznej w Chęcinach. Fot. Szczureq (Wikipedia) 2015-09-05

Już w ten weekend Koło Naukowe Geofizyki UW weźmie udział w pokazach z okazji Dnia Otwartego Europejskiego Centrum Edukacji Geologicznej w Chęcinach (ściślej kamieniołom w Korzecku – patrz mapa poniżej).
Zapraszamy wszystkich zainteresowanych na spotkanie z geofizyką i geologią. Koło ma w planach obrazowe prezentacje związane z reologią skał i konwekcją w płaszczu ziemskim, pokazy związane z polem magnetycznym naszej planety, a także związane z rozchodzeniem się fal sejsmicznych w ośrodku skalnym.
Będziemy także prezentować geofon, za pomocą, którego zarejestrujemy wykreowane, przez biorących udział w doświadczeniu, fale sejsmiczne.

W między czasie, przypominamy i zapraszamy na spotkanie Koła, na którym Profesor Marek Grad wygłosi swój wykład pod tytułem „Fale sprężyste – różne skale sejsmologii” – 9 maja, godzina 18. Prelekcja odbędzie się w sali 1.40.

Helena Ciechowska

Geofizyczna misja na Marsa!

Lądownik Insight i jego podstawowe przyrządy: sejsmograf (WTS/SEIS) i próbnik do pomiaru strumienia ciepła (Heat Flow Probe) (wg NASA).

Sejsmologia jest najprecyzyjniejszym sposobem badania głębokiego wnętrza Ziemi (tam, gdzie dowiercić się nie potrafimy, najgłębszy dotychczas odwiert to ok. 12,3 km, gdy promień Ziemi to 6371 km). Najprościej mówiąc, sejsmologia zajmuje się falami sprężystymi rozchodzącymi się we wnętrzu planety. Dzięki sejsmologii wiemy, że Ziemia składa się ze skorupy, płaszcza, jądra zewnętrznego i jądra wewnętrznego i znamy o nich wiele szczegółów. Niestety tylko na Ziemi działają duże sieci sejsmografów, zapisujących nawet niewielkie trzęsienia ziemi. Na innych ciałach niebieskich sejsmografy to rzadkość. Kilka umieszczono na Księżycu (podczas misji Apollo) i na Marsie (misje Viking). Dzisiaj z Kalifornii wyruszyła kolejna misja (tutaj jest film), która dostarczy na czerwoną planetę szereg urządzeń do pomiarów geofizycznych. Misja nazywać się miała GEMS (od Geophysical Monitoring Station), ale ostatecznie ochrzczono ją InSight, co podobno ma być akronimem od Interior exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport :-). Stacja ma nowoczesny szerokopasmowy sejsmograf (czyli rejestrujący fal o różnej długości), przyrządy do pomiaru strumienia ciepła z wnętrza planety, przyrządy do precyzyjnego określenia obrotu Marsa, reflektor laserowy i inne. Rzeczywiście, prawie sama geofizyka. Sonda miała lecieć w 2016 r., ale kłopoty z sejsmografem opóźniły misję o 2 lata 🙁 . W przygotowaniu urządzenia do wbicia sondy w regolit Marsa ważną rolę pełnili polscy uczeni i konstruktorzy. Jego działanie pokazane jest w animacji. Kto zgadnie na jakiej zasadzie to urządzenie działa? 🙂

Insight ma wylądować na Elysium Planitia (Równina Elysium). Jest to wulkaniczna równina powstała wskutek wylewów z głębokich spękań skorupy. Zawiera też wiele innych, dosyć tajemniczych struktur (patrz zdjęcie).

Różne struktury na Elysiom Planitia na Marsie (NASA)

Zbadanie wnętrza Marsa, pozwoli nam wnioskować nie tylko o tej planecie, ale o całej grupie podobnych ciał: Wenus, Merkurym, Księżycu, a może i będą nowe wnioski dotyczące Ziemi?

Koło Naukowe Geofizyki UW rusza pełną parą.

Koło Naukowe Geofizyki UW rusza pełną parą.W ostatnich dniach udało nam się wziąć udział w Dniu Otwartym Kampusu Ochota, a także przeprowadzić krótką ankietę na temat geofizyki z okazji Dnia Ziemi.

Profile sejsmiczne na Spitsbergenie.

W najbliższym czasie Koło planuje wiele imprez. Już teraz możemy zaprosić wszystkich na wykład Profesora Marka Grada, którego temat brzmi „Fale sprężyste – różne skale w sejsmologii”. Odbędzie się on 9 maja o godzinie 18 w sali 1.40 na Wydziale Fizyki przy ul. Pasteura 5.
Nasze Koło weźmie też udział w Dniu Fizyka, który odbędzie się 11 maja. Zaprezentujemy tam część swoich pokazów, które z kolei zostaną pokazane na Dniu Otwartym Europejskiego Centrum Edukacji Geologicznej w Chęcinach 13 maja. W planach są pokazy związane z magnetosferą Ziemi i rozchodzeniem się fal sejsmicznych. Koło zaprezentuje między innymi konwekcję zachodzącą w płaszczu ziemskim i wiele innych.
W niedalekich perspektywach działalności KNG są między innymi pokazy na Pikniku Naukowym, który będzie odbywał się 9 czerwca na Stadionie Narodowym.
Wszystkich zainteresowanych i zaciekawionych naszymi działaniami zapraszamy do zobaczenia, co jeszcze zostało przygotowane, na własne oczy.

H. Ciechowska

Cztery pory roku z geofizyką (7)

Schemat konwekcji i ruch płyty litosfery . Gorąca materia od spodu dopływa pod grzbiet oceaniczy, gdzie tworzy nową płytę litosfery. Płyta przesuwa się w stronę rowu oceanicznego, gdzie ulega subdukcji w płaszczu. (wg USGS). Skały płaszcza nie są stopione, lecz ulegają powolnym deformacjom wskutek długo działających sił i zachowują się wtedy jak ciecz.

Tym razem nie będzie o piratach, chociaz wcale o nich nie zapominamy :-). Zajmujemy się konwekcją w płaszczu Ziemi. Co prawda płaszcz Ziemi nie jest wcale stopiony, ale skały w warunkach dużych ciśnień i temperatur, poddane długo działającym siłom zachowują się jak ciecz, czyli mogą płynąć. Prędkość konwekcji w płaszczu Ziemi, to kilka-kilkanaście centymetrów na rok! Ale ten ruch, w ciągu miliardów lat przemieszczał całe kontynenty. Natomiast przy krótko działających siłach, skały płaszcza zachowują się jak ciało sprężyste i przenoszą fale sejsmiczne. Więcej o konwekcji w płaszczu jest tutaj

 

 

 

 

Koło Naukowe Geofizyki

Koło Naukowe Geofizyki UW powraca do życia!

W dniu 10 kwietnia 2018 odbyły się wybory Zarządu, w skład którego weszli:

prezes Helena Ciechowska,

wiceprezes – Ola Fronczak,

sekretarz – Julia Chachulska,

skarbnik – Mikołaj Zawadzki.

E-mail do KNG: ( kng@fuw.edu.pl ). Zapraszamy wszystkich miłośników nauk o Ziemi i planetach 🙂

Opiekunami naukowymi Koła są: dr Małgorzata Kozłowska (Wydział Geologii) i dr hab. Leszek Czechowski (Wydział Fizyki).

Zapraszamy! Studiuj z nami!

 

Badania polowe młodego ryftu na Nowej Zelandii. Fot. L. Czechowski.

Drodzy kandydaci na studia!

Wszystkich zainteresowanych badaniami planet i Ziemi zapraszamy na studia  na kierunku „Geofizyka w Geologii”. Więcej informacji o studiach znajdziesz w zakładkach: „Dla kandydatów”, „Kadra” i „Kontakt” w górnej części strony. Oficjalne informacje są na urzędowej stronie Wydziału Fizyki UW. Jeśli chcesz dołączyć do naszego grona, zachęcamy do jak najszybszego zgłoszenia się na nasze studia.

 

Problem NASA – badamy kometę 67P czy Tytana?

Dno wyschniętej węglowodorowej rzeki na którym wylądował Huygens (misja Cassini). fot. NASA.

 Obecnie NASA rozważa wysłanie misji badawczych na dwa ciała. Są to kometa 67P/Czuriumow–Gierasimienko i wielki księżyc Saturna – Tytan.

Kometa była niedawno badana w ramach misji Rosetta zawierającej lądownik i orbiter.  Orbiter sprawdził się doskonale (i stał się pierwszym w historii sztucznym satelitą komety), lecz nieduży lądownik Philae miał pecha, jego lądowanie przebiegało z problemami. Planowana przez NASA misja do komety miałaby na celu nie tylko rozszerzenie badań prowadzonych przez sondę Rosetta, ale i sprowadzenie próbek komety do badań na Ziemi. Byłyby to pierwsze próbki materii z jądra komety w rękach naukowców. Misja Stardust dostarczyła jedynie pył z komy (czyli z gazowo-pyłowej otoczki jądra kometarnego) komety Wild 2.  Materia kometarna ma wielkie znaczenie dla badań  początków naszego Układu Słonecznego, reprezentuje bowiem niemal nie zmieniony materiał z czasów powstawania Słońca i planet. 

Alternatywą tej wyprawy jest misja na Tytana. Ten księżyc Saturna był badany przez misję Cassini-Huygens. W jej ramach na Tytanie wylądował próbnik Huygens, zaś krążący przez wiele lat (wokół Saturna) Cassini wielokrotnie zbliżał się do Tytana, badając jego swoimi radarowymi i podczerwonymi zmysłami :-). Tytan okazał się niezwykłym ciałem, gdzie znajdują się węglowodorowe jeziora i rzeki. W ramach planowanej misji NASA, na Tytanie miałby wylądować próbnik zdolny do lotu w tamtejszej atmosferze i wielokrotnego lądowania. Mógłby więc zbadać znaczną część tego niezwykłego świata. Miałby też szukać śladów procesów biologicznych.

Decyzja co do wyboru misji ma zapaść w 2019 roku.

Oba ciała były (i są) obiektami badań prowadzonych w naszym Zakładzie Fizyki Litosfery. Dr hab. K. J. Kossacki jest współautorem pracy w prestiżowym czasopiśmie Science (2015, nr. 31 July 2015). Węglowodorowe rzeki na Tytanie (i ich porównania z rzekami ziemskimi) były tematem prac doktorskich p. dr K. Misiura i dr P. Witka. Oczywiście studenci kierunku Geofizyka w Geologii mogą pisać prace dyplomowe na tematy związane z kometami lub z Tytanem. Warto dodać, że w misjach Cassini i Rosetta znalazły się przyrządy skonstruowane przez polskich uczonych z Centrum Badań Kosmicznych PAN. 

Trajektorie materii wyrzucanej z powierzchni komety 67P obliczane przez L. Czechowskiego.