Misie wracają do Yellowstone :-)

Niedźwiedzie grizzly, podobnie jak ludzie, nie zawsze żyją ze sobą w zgodzie. Creative Commons: Author:, Brocken Inaglory

Jak pamiętamy z dzieciństwa, Misio Yogi ze swoim towarzyszem Boo Boo mieszkali w parku narodowym Jellystone. Ale trudno znaleźć park o takiej nazwie na mapie. To tylko ‘zamaskowana’ nazwa największego i najstarszego parku narodowego świata – Yellowstone. Dla geofizyka Yellowstone to także jedna z wielkich tzw. plam gorących, czyli miejsc pod którymi znajduje się gorący strumień materii płaszcza (tzw. pióropusz płaszcza) docierający do skorupy ziemskiej. Podobnie jak na Hawajach, objawia się to silna aktywnością wulkaniczną. Obecnie są to głównie gejzery, ale 640 tysięcy lat temu (czyli wtedy, gdy narzędzia z kamienia łupanego byłym szczytem technologii, a stroje z mamucich futer hitem mody 🙂 ) teren obecnego parku był miejscem potężnego wybuchu wulkanicznego. W wyniku wybuchu  ok. 1000 km3 pyłu i skał zostało wyrzuconych w atmosferę. Dla porównania podczas najsilniejszego z historycznego wybuchu wulkanu Tambora  w 1815 roku, do atmosfery dostało się 10 razy mniej materiału (tyle, co objętość 10 jezior Śniardwy), ale i tak zanieczyszczona atmosfera przepuszczała mniej promieni słonecznych, przez co rok 1815 nazwano rokiem bez lata (z tragicznymi konsekwencjami braku żywności). Dla naszej cywilizacji wybuch, podobny do tego z 640 000 lat temu, byłby katastrofą trudną do wyobrażenia. Obecnie teren kaldery po superwulkanie jest stale monitorowany, ale oczywiście ludzkość nie jest w stanie zapobiec ewentualnemu wybuchowi. 

Jak trafić do misiów 🙂

Więcej o superwulkanie i jego badaniach

Jak misie sobie radzą na superwulkanie

Kilauea, czyli jak ‚piekło’ przyczynia się wzrostu rajskich wysp.

Fresk z Knossos na Krecie, pokazujący dwie przyjaciółki na spotkaniu. Sztuka tej starożytnej cywilizacji pokazuje niefrasobliwe, pogodne sceny.

Wyzwanie dla lingwistów i historyków. Fragment tabliczki z pismem linearnym A z pałacu w Zakros. Obecnie w muzeum w Sitia. Zdjęcie Olaf Tausch.

Podziemne moce ludzkość traktowała jako złowrogie dla ludzi. Grecki Hades i rzymski Pluton, to groźni bogowie podziemia. Trzęsienia ziemi i wybuchy wulkanów – zjawiska znane dobrze ludom zamieszkałym okolice Morza Śródziemnego podtrzymywały przekonanie, że podziemne moce są wrogie ludziom żyjącym pod dobrymi bogami z Olimpu. Pierwsza cywilizacja europejska, cywilizacja minojska, upadła prawdopodobnie wskutek katastrofalnych wybuchów wulkanu na wyspie Θήρα (znanej lepiej jako Santoryn lub Thira). Miliardy ton popiołów wulkanicznych spadło ok. roku 1500 p.n.e. na zaludnione wyspy, niszcząc plony i domy. Dodatkowo fala tsunami powstała wskutek rozpadu wulkanu zniszczyła miasta i wsie rozłożone wzdłuż wybrzeża na Krecie i innych wyspach.  Osłabiona cywilizacja padła łupem wojowniczych ludów. Pozostały nam nieodcyfrowane dotąd tajemnicze  gliniane tabliczki z pismem linearnym A i legenda o Atlantydzie.  Półtorej tysiąca lat później wybuch Wezuwiusza zniszczył kilka rzymskich miast; Pompeje, Herkulanum i Stabie.

Ale starożytni nie zdawali sobie sprawy z tego, że istnienie lądów, to w dużym stopniu zasługa wulkanów i innych procesów mających źródła w głębokim wnętrzu Ziemi. Mieszkańcy Hawajów mają okazję, niemal na co dzień, poznawać oba oblicza tych procesów. Trwający teraz wybuch wulkanu Kilauea to nieszczęście dla ludzi i zwierząt zamieszkujących wyspę. Ale jednocześnie wpadające do oceanu potoki lawy powoli zwiększają powierzchnię lądu.  Hawaje pewnie znamy głównie z filmów, w tym z akcji znanego serialu telewizyjnego „Słoneczny patrol”, która w latach 1999-2001 toczyła się na Hawajach.

Schemat oddziaływania pióropusza płaszcza i poruszającej się płyty litosfery. Public domain. Autor Los688.

Hawaje to grupa wysp na Oceanie Spokojnym. Są one wynikiem gorącej materii dopływającej z głębokiego wnętrza Ziemi w postaci tzw. pióropusza płaszcza. Gorąca materia prowadzi do powstania wulkanizmu na dnie oceanu. Narastający wulkan wynurzył się na powierzchnię tworząc wyspę. Jest to największa wyspa Hawajów, tzw. Wielka Wyspa (Big Island). Tworzy ją kilka wulkanów, w tym największy obecnie wulkan na Ziemi – Mauna Loa.  Mniejsza od niego jest Kilauea. Na jeszcze innym wulkanie, ale na tej samej wyspie, znajdują się wielkie teleskopy, które przyczyniły się do odkrycia planetoidy – gościa z innego układu gwiezdnego. Pisaliśmy o tym w tutaj.

Dodajmy, że dno oceanu (dokładniej płyta litosfery) przesuwa się nad pozostającym w miejscu pióropuszu płaszcza. Inne wyspy Hawajów, w tym wyspa Oahu (to wyspa z Honolulu i Pearl Harbor), to też produkty tego pióropusza, w czasach gdy obszary te znajdowały się nad pióropuszem. Badania tych procesów to jeden z tematów w naszym Zakładzie Fizyki Litosfery w Instytucie Geofizyki UW.

 

Poniżej ciekawy film pokazujący procesy podczas obecnej erupcji wulkanu Kilauea (wg USGS):

Koło Naukowe Geofizyki na Pikniku Naukowym 9 czerwca na Stadionie Narodowym

Stadion Narodowy w Warszawie. Miejsce wielu imprez, w tym Pikniku Naukowego 2018 :-). Zdjęcie Przemysława Jahra, domena publiczna.

Już w tę sobotę (9 czerwca 2018) na Stadionie Narodowym PGE odbędzie się Piknik Naukowy, którego hasłem przewodnim jest „Ruch”. Koło Naukowe Geofizyki UW z okazji tego wydarzenia przygotowało pokazy. Zapraszamy do zapoznania się z działaniem geofonu – już nie po raz pierwszy, ci którzy przyjdą na nasze stoisko, będą mogli wygenerować miniaturowe „trzęsienie ziemi” i zobaczyć jak czułym przyrządem jest prezentowany przez nas geofon. Będziemy także prezentować nasz nowy pokaz związany z powstawaniem zmarszczek na skutek falowania wody na dnie zbiorników. Wśród naszych atrakcji pojawi się także prezentowana przez nas także rok temu kolumna Taylora. Zapraszamy serdecznie do stoiska A50! :-).

Helena Ciechowska

 

 

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