Adam Cebula „Tarcza ze Star Treka, czyli o produkcji kitu naukowego”

Para-Nauka Adam Cebula - 12 stycznia 2015

aaaa0839a

 

Wystarczy czytać popularne portale internetowe, by… no właśnie. Chciałem napisać: mieć ubaw. Nie wiem, czy jest się z czego śmiać, czy raczej trzeba płakać.

Doniesiono o odkryciu jakieś nieznanej do tej pory tarczy ochronnej, broniącej naszej ukochanej Ziemi przed pewnie wysokoenergetycznymi elektronami atakującymi nas z kosmosu. Czytam i nie wiem, o co chodzi. Odkryto coś czy nic? Szczerze mówiąc, z opisu wygląda, że nic. Owszem, coś zmierzono. A mianowicie, że zapewne – nie mamy pewności, czy o to chodzi – liczba wysokoenergetycznych elektronów zmierzających w kierunki Ziemi jest dużo (chyba tak…) mniejsza, niż się spodziewano.

Ależ oczywiście, jest to jakieś nowe zjawisko. Tyle że nazwanie tego czegoś tarczą ochronną dla Ziemi może być zwyczajnym kitem. Sugeruje bowiem, że gdyby nie to coś, to zapewne warunki dla organizmów żywych na naszej planecie istotnie by się pogorszyły, jeśli wręcz życie nie stałoby się niemożliwe.

Wiele wskazuje, że o ile faktycznie odkryto jakiś efekt, to po pierwsze, nie jest to nic niezwykłego z punktu widzenia fizyki, po drugie, nie ma to znaczenia dla życia na Ziemi. Po trzecie, opis tego zjawiska jest kontynuacją przedstawiania faktów naukowych w sensacyjnym stylu godnym filmów katastroficznych klasy C. Takich, w których kawałki jonosfery spadają z hukiem na Ziemię albo w atmosferze zapala się metan i trzeba go zgasić parą wodną wywołaną wybuchami jądrowymi.

Trudno powiedzieć, od jak dawna naukowcy starają się udowadniać, że życie na Ziemi trzyma się niemal cudem dzięki efektom, które właśnie odkryto, i dlatego te odkrycia są superważne. Można jednak bez pudła powiedzieć, dlaczego tak zwani uczeni przedstawiają sprawy w powyżej opisany sposób. Po prostu – kasa. Nikt nie da pieniążków na coś, co ma wartość jedynie naukową. Ktoś pierwszy podkręcił znaczenie swoich badań, następny – aby uszczknąć z jego grantów – podkręci jeszcze bardziej, kolejny musi się wznieść ponad nich i tak doszliśmy do etapu, że poniżej zagłady ludzkości nic nas nie interesuje.

Na tym poziomie zmiany, które z trudem daje się uchwycić dzięki czułym instrumentom pomiarowym urastają do rangi armagedonu dla całej kuli ziemskiej. Otóż po wielekroć mogliśmy sobie przeczytać hiobowe wieści o zmianach pola magnetycznego ustawiającego nasze kompasy, i o tym, co może nas czekać w związku z nimi – od wybicia organizmów żywych przez promieniowanie do utraty atmosfery. Że niby Mars ma zaledwie resztki gazowej otoczki z powodu bardzo słabego pola magnetycznego.

Po mojemu, wedle klasycznej i dobrze potwierdzającej się fizyki, atmosfera jest wynikiem działania grawitacyjnego znacznej masy Ziemi. Owszem, pole magnetyczne może mieć jakiś wpływ na zachowanie się jonosfery i wyższych, niezwykle rozrzedzonych warstw. Jednak dla pewnego porządku i jasności obrazu trzeba powiedzieć, że do wysokości zaledwie kilkunastu kilometrów zawarte jest jakieś 95% masy powłoki gazowej naszej planety. Już na warstwę stratosfery pole magnetyczne nie ma jakiegokolwiek zauważalnego wpływu.

W jaki sposób Ziemia mogłaby po utracie własnego magnetyzmu stracić atmosferę? Można się domyślić jedynie, bo straszące nas artykuły tego nie tłumaczą. Zapewne chodzi o to, że wiatr słoneczny „rozwiałby” ją . Tyleż obrazowe, co nieporadne.

Sęk w tym, że najbardziej elementarne teorie termodynamiczne przewidują, że cząsteczki gazu mają pewien rozkład prędkości. Część z nich nawet w niskich temperaturach uzyskuje wielkie prędkości, a te pozwalają opuścić obszar ziemskiego pola grawitacyjnego. Nie ma tu znaczenia ani magnetyzm, ani wiatr słoneczny. Efekt „parowania” atmosfery, który będzie zachodzić dla molekuł obojętnych elektrycznie i naładowanych( wszystko jedno), choć z różną prędkością. Dodajmy: to działa w każdej temperaturze, choć z inna prędkością.

Wniosek: Ziemia tak czy owak powinna stracić kiedyś atmosferę.

Można wskazać mechanizm intensyfikujący to zjawisko w warunkach silniejszej aktywności słonecznej. Cząsteczki wiatru słonecznego, obojętnie, czy to będą jony, czy cząstki elementarne (jak protony), zderzając się z cząsteczkami atmosfery powodują zarówno ich jonizację, jak i nagrzewanie się. Jonizacja zwiększa przekrój czynny na zderzenie z kolejnymi cząsteczkami wiatru słonecznego, wzrost temperatury, prawdopodobieństwo odparowania.

Pole magnetyczne zmusza naładowane korpuskuły do ruchu po spirali w kierunku bieguna. Objawia się to zorzą polarną. Opisywane zjawisko świadczy o tym, że magnetyzm, owszem, osłania rejony równikowe, ale, coś mi się zdaje, że kosztem obszarów w okolicy bieguna. Świecenie atmosfery jest wyraźnym dowodem na to, że genialna osłona owszem działa, ale nie tak, że nie dopuszcza w ogóle promieniowania do planety, lecz zmienia miejsce, w które ono wali. Cząsteczki owszem, tracą jakąś część energii, kręcąc się w magnetycznej pułapce na promieniowanie synchrotronowe, na zderzeniach z rozproszonym gazem, który jednak chyba przynależy do resztek ziemskiej atmosfery. Jednocześnie dzięki temu, że ziemskie pole magnetyczne sięga w przestrzeń znacznie dalej niż wynosi średnica kuli ziemskiej to… zwiększa znacznie liczbę cząstek, które więzi, i kieruje je ku biegunom.

Atmosfera na biegunach powinna przez to intensywniej parować. Jaki jest bilans działania magnetycznej tarczy dla atmosfery? Nigdzie nie trafiłem na próbę jakiegokolwiek sensownego jego policzenia. Owszem, dywagować sobie można, ale generalnie wiemy chyba dużo za mało. „Wydmuchiwanie” atmosfery poprzez wiatr słoneczny jest naiwnym opisem. Podobnie jak wizja ochronnej tarczy magnetycznej. Można zadać pytanie, dlaczego w okolicy bieguna życie ma się dobrze, skoro tam właśnie promieniowanie jest kierowane? Jest – co widać właśnie w postaci fajerwerków polarnych zórz – i jest to intensywne zjawisko. Dlaczego niedźwiedzie polarne z jednej strony planety i pingwiny z drugiej mają się dobrze? Bo chroni nas warstwa gęstej atmosfery. Dla promieniowania jest ona piekielnie gęsta, dla naładowanych cząstek alfa zasięg w jej środowisku wynosi dziesiątki milimetrów. Elektrony o energii kiloeletronowoltów przebiegają dziesiątki centymetrów. Dla 19 keV dystans ten wynosi 8 centymetrów, dla 1,7 MeV ok. 7 metrów. Wiatr słoneczny niesie cząsteczki o energiach rzędu dziesiątek kiloelektronowoltów, dlatego są one w stanie dotrzeć najwyżej do stratosfery. Niezależnie czy jest, czy nie ma tam pola magnetycznego, przed promieniowaniem naprawdę chroni nas atmosfera – i to tak dobrze, że w rejonie, gdzie to pole dramatycznie zwiększa natężenie promieniowania, nic życiu nie grozi.

Dlaczego Mars stracił atmosferę? Zapewne było bardzo zwyczajnie. W początkowej fazie istnienia planeta była gorąca, we wnętrzu płynna, działały procesy wulkaniczne. Następowała segregacja materii: ciężka podążała ku jądru, lekka była wypychana na zewnątrz. To znaczy: na powierzchnię wydobywały się gazy i pewnie woda. Być może planeta miała dość gęstą atmosferę, bo proces ulatniania się atmosfery w kosmos był znacznie wolniejszy od odgazowania. Lecz Mars wystygł. Segregacja się zatrzymała, atmosfera się ulotniła i być może to, co dziś widzimy, jest jakimś stanem prawie równowagi pomiędzy tym, co z kosmosu spada, a tym, co w niego ucieka.

Ściągnij tekst:
Strony: 123

Mogą Cię zainteresować

Adam Cebula „Termotransfer a 3D socjologia”
Felietony Adam Cebula - 10 września 2018

Gdy pojawiły się drukarki 3D, przeczytałem, że niemal zaczęła się jakaś nowa…

Adam Cebula „Moje sądzenie sędziów Powstania”
Felietony Adam Cebula - 13 sierpnia 2014

  Chciałem zacząć od tego, że podziwiam łatwość wygłaszania przez ludzi historycznych sądów. To nieprawda. Nie podziwiam.…

Adam Cebula „Powtórka z energetycznej atmosfery”
Para-Nauka Adam Cebula - 20 października 2017

Tak, to prawda, już o tym pisałem. Jednak, skoro o tym się…

Do NOT follow this link or you will be banned from the site!