Nauka To Lubię

Oficjalna strona Tomasza Rożka

Tag: temperatura

Co gdzie pada? Diamenty na Uranie!

U nas słowo deszcz, albo śnieg kojarzy się z wodą, bo w zasadzie tylko woda spada na naszą głowę. Na innych planetach i księżycach z nieba spada kwas siarkowy, metan, krople żelaza, ciekłe szkło, a nawet diamenty.

U nas słowo deszcz, albo śnieg kojarzy się z wodą, bo w zasadzie tylko woda spada na naszą głowę. W rzeczywistości sprawa jest bardziej złożona bo woda wodzie nierówna. Mamy grad, mamy śnieg, mamy szadź, szron, krupy no i kropelki ciekłej wody. To jednak tylko różne fizyczne postaci wody, z chemicznego punktu widzenia woda to woda. H2O. A co spada na powierzchnię innych globów? Na razie nie znaleźliśmy planety czy księżyca, na których byłyby wodne deszcze czy wodny śnieg. Ale to wcale nie znaczy, że poza Ziemia nie pada. Nie trzeba daleko szukać, wystarczy spojrzeć na naszą siostrzaną planetę Wenus na której z chmur pada kwas siarkowy 1.

Chmury

No właśnie. Z chmur. Po to żeby cokolwiek padało na powierzchnię globu, muszą być spełnione pewne warunki. Po pierwsze na takim globie musi istnieć atmosfera. A w niej chmury. W zależności od tego z czego te chmury się składają, jaki jest skład całej atmosfery, jakie panuje w niej ciśnienie oraz temperatura, mogą powstawać deszcze np. kwasu siarkowego. Tutaj warto zwrócić uwagę na pewien wyjątek. Gdy jakiś glob jest aktywny geologicznie czy sejsmicznie i występują na nim wulkany albo gejzery, możliwa jest sytuacja w której na niewielką powierzchnię tego globu, mimo braku atmosfery, pada to, co wyrzuciły gejzery. Tak jest np. na jednym z księżyców Saturna, Enceladusie 2. Na jego powierzchni wybuchają lodowe gejzery. Ale nie takie jak te ziemskie, z których na wysokość najwyżej kilkudziesięciu metrów strzela gorąca woda. W przypadku Enceladusa w przestrzeń – księżyc nie ma atmosfery – wylatują kryształki lodu. Tylko bardzo niewielka ich część opada na powierzchnię księżyca, większość zasila pierścienie Saturna. Konkretnie pierścień E Saturna. W dłuższej perspektywie, rzędu tysięcy lat, materiał wyrzucany przez Enceladusa opada na powierzchnię samego Saturna. Gejzery wyrzucają maleńkie kryształki lodu z prędkością ponad 1400 km/h na wysokość 1500 kilometrów nad powierzchnię księżyca.

Kwas na Wenus

A wracając do Wenus. Większość informacji o ukształtowaniu powierzchni Wenus czerpiemy ze zdjęć radarowych. Atmosfera Wenus jest prawie 100 razy cięższa niż ziemska, mimo że Ziemia i Wenus to planety o bardzo podobnej wielkości. Ciśnienie przy powierzchni planety jest ponad 90 razy wyższe niż ciśnienie przy powierzchni ziemi 3. Co ciekawe, uważa się, że kiedyś atmosfery ziemi i Wenus były do siebie bardzo podobne, a na powierzchni Wenus była ciekła woda 4. Z jakiegoś jednak powodu tam rozpoczął się galopujący efekt cieplarniany. Dzisiaj przy powierzchni planety panuje temperatura 460 st C, a atmosfera to głównie dwutlenek węgla i trochę azotu. Grube chmury, zakrywają Wenus tak szczelnie, że do jej powierzchni trafia zaledwie 1proc. światła słonecznego które pada na planetę. Te chmury zbudowane są z dwutlenku siarki. W wensujańskiej atmosferze zdarzają się burze a nawet wyładowania atmosferyczne. Wydaje się, że nawet jeżeli coś pada z tych chmur, nie dolatuje do powierzchni planety. Wyjątkiem są szczyty pasm górskich, gdzie panuje niższa temperatura 1.  Sonda Magellan wykryła na szczytach górskich jakąś odbijającą światło substancję. Coś, co na ziemi bez wątpienia byłoby śniegiem. Biorąc pod uwagę skomplikowaną chemię wenusjańskiej atmosfery nie ma pewności czy tym czymś jest siarczek ołowiu, metaliczny tellur czy właśnie kwas siarkowy.

Metan i diamenty

Na Wenus panuje prawdziwe gorące piekło, z kolei zimne piekło panuje na Tytanie, jednym z księżyców Saturna. To jedyny księżyc w naszym układzie planetarnym, który ma gęstą atmosferę. Ta atmosfera jest zresztą gęstsza od atmosfery ziemskiej. Jest jeszcze coś. Tytan jest jedynym nam znanym globem, na którym jest znajdują się zbiorniki ciekłej substancji 5. Tą substancją jest metan. Atmosfera Tytana składa się z azotu z niewielką ilością argonu, metanu, etanu i acetylenu . Ta niewielka ilość jednak wystarczy, by z gęstych chmur padał ciekły metan i etan. Na zdjęciach z powierzchni księżyca widać rzeki i kanały, widać dopływy do jezior a nawet delty rzek. Największy znany zbiornik Kraken Mare ma wielkość Morza Kaspijskiego. Tytan jest znacznie mniejszy od Ziemi i tylko trochę większy od naszego Księżyca, a to znaczy, że w skali globu Kraken Mare jest prawdziwym oceanem. Na powierzchni którego widać zresztą wyspy i całe atole. Gdyby na powierzchni księżyca był tlen, cały glob wyleciałby w powietrze… Tlenu tam jednak nie ma.

Obserwowanie opadów na Tytanie jest dość skomplikowane, bo najpewniej pojawiają się one sezonowo a pory roku zmieniają się tam co wiele ziemskich lat.  Jeszcze trudniejsza jest jednak obserwacja tego co dzieje się w atmosferze Naptuna. To gazowy olbrzym, o którego twardej powierzchni trudno nawet spekulować. Na Neptunie chmury zbudowane są w zależności od wysokości i ciśnienia z amoniaku, siarkowodoru, wodorosiarczku amonu, siarkowodoru i wody 6. Bardzo skomplikowana fizyka i chemia jaka stoi za procesami które dzieją się w grubych atmosferach gazowych olbrzymów takich jak Neptun, Saturn, Jowisz czy Uran nie jest jeszcze zrozumiała, ale przypuszcza się, że wchodząc coraz głębiej w atmosferę Neptuna temperatura wzrasta do bardzo wysokich wartości liczonych w tysiącach stopni. Przypuszcza się, że na głębokości kilku tysięcy kilometrów, w głąb atmosfery Neptuna wysokie ciśnienie i temperatura powodują rozkład metanu w wyniku którego powstają kryształy węgla, czyli diamenty7 . Te diamenty – zdaniem naukowców – opadają w kierunku twardego jądra planety tak jak kryształy wody, opadają na powierzchnię Ziemi jako śnieg.

Jeszcze głębiej atmosfery Neptuna jest woda jonowa, która jeszcze głębiej staje się przewodnikiem superjonowym i skrystalizowany tlen.  A wracając do deszczy diamentów, te mogą występować nie tylko w supergęstej atmosferze Neptuna ale także na Uranie. Atmosfery tych dwóch gigantów muszą się jednak od siebie różnić składem, bo choć w obydwu znajduje się sporo metanu, Neptun jest niebieski, a Uran ma kolor cyjanu.

Szkło i żelazo

I jeszcze dwie planety pozasłoneczne na koniec. Ich bezpośrednia obserwacja jest ekstremalnie trudna. Owszem możemy zarejestrować ich istnienie, masę, okres obiegu wokół swoich gwiazd i odległość od tych gwiazd. Z tych informacji można wyciągać pewne wnioski na temat warunków jakie panują na tych planetach. W przypadku niektórych planet udaje się o nich powiedzieć nieco więcej. Jedną z takich planet jest HD 189733 b, która znajdującej się w odległości około 60 lat świetlnych od Ziemi8. Obserwując spolaryzowane światło rozpraszane przez atmosferę tej planety odkryto w niej metan, dwutlenek węgla i krzem. Wiatr na powierzchni planety wieje z prędkością kilkukrotnie większą, niż prędkość dźwięku. Zdaniem naukowców z NASA na tej planecie padają deszcze płynnego krzemu, czyli w pewnym przybliżeniu deszcze roztopionego szkła9. I druga planeta OGLE-TR-56b odkryta zresztą przez Polaka Macieja Konackiego10. Planeta krąży wokół swojej gwiazdy w odległości 17 krotnie mniejszej niż odległość Merkurego od Słońca. Jest bez wątpienia gazowym olbrzymem, dużo większym od Jowisza. Została odkryta metodą tranzytu. Nie ma na to żadnych dowodów, ale naukowcy spekulują, że na planecie padają deszcze płynnego żelaza11.

Patrząc na to wszystko, żelazo, metan, kwas siarkowy, jakoś przestaje mi przeszkadzać wodny deszcz. Nawet jak leje kilka dni z rzędu 😉

 

źródła:

  1. phys.org/news/2016-12-weather-venus.html
  2. www.space.com/32844-saturn-moon-enceladus-surprising-plumbing-mystery.html
  3. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Solar/venusenv.html
  4. www.universetoday.com/22551/venus-compared-to-earth/
  5. www.nasa.gov/feature/jpl/cassini-explores-a-methane-sea-on-titan
  6. https://www.space.com/18922-neptune-atmosphere.html
  7. https://www.sciencealert.com/scientists-recreate-the-diamond-rains-of-neptune-and-uranus-in-the-lab
  8. https://en.wikipedia.org/wiki/HD_189733_b
  9. https://www.nasa.gov/image-feature/rains-of-terror-on-exoplanet-hd-189733b
  10. https://en.wikipedia.org/wiki/OGLE-TR-56b
  11. https://www.astrobio.net/meteoritescomets-and-asteroids/new-world-of-iron-rain/

 

Brak komentarzy do Co gdzie pada? Diamenty na Uranie!

Fizyka i jajka

Kiedyś dziecko zapytało mnie jak to możliwe, że kura nie zgniata jajka, które wysiaduje. W sumie to pytanie można by zadać inaczej. Jak to jest możliwe, że średniowieczne katedry są tak wytrzymałe? Wbrew pozorom odpowiedź na obydwa pytania jest taka sama. Chodzi o kształt.

Kiedyś dziecko zapytało mnie jak to możliwe, że kura nie zgniata jajka, które wysiaduje. W sumie to pytanie można by zadać inaczej. Jak to jest możliwe, że średniowieczne katedry są tak wytrzymałe? Wbrew pozorom odpowiedź na obydwa pytania jest taka sama. Chodzi o kształt.

To może trochę niekonwencjonalne postepowanie, ale żeby dobrze zrozumieć to zagadnienie, warto wybrać się do starej katedry… z jajkiem właśnie. Wielka Sobota i świecenie potraw temu sprzyja. W końcu w koszyczkach mamy też jajka. Mając to jajko w dłoni (albo w pamięci), warto w takim starym kościele spojrzeć w górę, na łuki które podtrzymują sklepienie. Okazuje się, że ich krzywizna jest bardzo podobna do krzywizny jajka. Wszystkie ptasie jajka, niezależnie od gatunku, mają podobny kształt. Mają węższy czubek i nieco szerszy. Oraz mają wydłużone boki. Gdy jajko leży na boku, nie jest specjalnie odporne na nacisk. Gdy jednak stoi na sztorc, jest w stanie wytrzymać naprawdę sporo.

Jajko w katedrze

Jak sporo? Nietrudno jest zrobić eksperyment w którym na trzech kurzych jajkach można utrzymać nawet 100 kilogramowy ciężar. Jest tylko jeden warunek, jajka muszą być ustawione idealnie na sztorc. Wtedy siła przyłożona od góry jest idealnie rozłożona na boki, a jajku (i jego zawartości) nic się nie dzieje. Podobnie jest w katedrach, akweduktach czy mostach łukowych. Siła przyłożona od góry, rozkłada się na boki. W jajku, dodatkowo ogromną rolę spełnia konstrukcja samej skorupki. Jej zewnętrzna warstwa jest twarda i mało elastyczna, a wewnętrzna błona – przeciwnie – miękka i bardzo elastyczna. Gdy te dwie warstwy zostaną z sobą zespolone (sklejone), są w stanie przetrwać naprawdę spore siły. Pod jednym warunkiem. Że warstwa twarda i nieelastyczna jest na zewnątrz. Innymi słowy, gdyby zamienić kolejność warstw i skorupkę jajka z zewnątrz otoczyć cienką błoną, cała konstrukcja nie byłaby tak wytrzymała. Jajko to wciąż nieosiągalny dla inżynierów ideał. Kształt, grubość i kolejność poszczególnych warstw, jest nie do skopiowania. A wszystko po to, by jajko mogło wytrzymywać duży nacisk z zewnątrz, ale by było stosunkowo łatwe do rozbicia od wewnątrz. Wykluwające się pisklę nie ma przecież wiele siły. Co ciekawe, u przeważającej części ptaków, pisklęta na czubku dzioba mają mały haczyk, który służy do zerwania wewnętrznej błony chwilę przed wykluciem. Rozbicie reszty skorupki jest wtedy łatwiejsze.

 Ale oczywiście jajko nie tylko z punktu widzenia sztuki inżynierskiej jest ciekawe. Wielu z nas, nie wyobraża sobie kuchni bez jajecznych potraw. Bez ciasta, jajecznicy czy makaronów. A przede wszystkim, bez jajka gotowanego w wodzie. I choć powszechnie uważa się, że ugotowanie jajka na twardo to łatwizna, w rzeczywistości nie jest to takie proste. Oczywiście, można jajko wrzucić do wody i gotować przez pół godziny. Pewność, że będzie na twardo jest całkowita (chyba że robimy na to na szczycie bardzo wysokiej góry, gdzie temperatura gotowania wody jest znacząco niższa niż 100 st C), ale to wcale nie znaczy, że jajko będzie smaczne.

Co białe a co żółte

Nie trzeba być naukowcem (a wystarczy być nawet nieogarniętym kucharzem), by wiedzieć, że jajko składa się z białka i  żółtka. To pierwsze to głównie woda i tylko w około 10 proc. rozpuszczone w niej proteiny. W surowym jajku, białko jest przezroczyste, bo cząsteczki protein pozwijane są w kłębki. Ze wzrostem temperatury te kłębki zaczynają się rozwijać, a osobne do tego momentu cząsteczki protein łączą się ze sobą. Tworzy się nieuporządkowana plątanina „proteinowych nitek”, a to z jednej strony powoduje, że białko nie jest już płynne tylko coraz bardziej galaretowate, a z drugiej strony staje się coraz mniej przezroczyste. Gdy białko jajka kurzego jest już całkowicie białe, mówimy że jest ugotowane. Bliższe prawdzie jest stwierdzenie, że jest ścięte, choć tak właściwie powinno się chyba mówić, że doszło do jego denaturacji. Co to takiego ? Każde białko zmienia swoją strukturę przestrzenną pod wpływem czynników fizykochemicznych. Jednym z nich jest temperatura właśnie. Część z tych zmian jest odwracalna (to tzw. zmiany struktury pierwszo- i  drugorzędowej), ale gdy sprawy zajdą za daleko, nie da się cofnąć czasu. Białko gotowane przez kilka minut w wodzie zmienia swoją strukturę nieodwracalnie. Podczas tego procesu (denaturacji właśnie) niszczone są wiązania wodorowe i tzw. mostki disulfidowe, które jak śruby trzymające rusztowanie w całości, nadają cząsteczce białka odpowiedni i charakterystyczny kształt. Gdy śruby (wiązania wodorowe) się odkręcą, rusztowanie zaczyna zachowywać się w sposób nieprzewidywalny. Co więcej, gdy runie, nie sposób wybudować go od nowa. Denaturacja białka kurzego następuje w temperaturze około 63 st. Celsjusza, dlatego trzymanie choćby nie wiem jak długo jajka w wodzie o temperaturze nawet trochę niższej od tej wartości nie spowoduje jego ścięcia. Co ciekawe żółtko jajka kurzego ścina się w temperaturze o około 5 st Celsjusza wyższej niż białko. Dzieje się tak dlatego, że w żółtku, w cząsteczki protein wplątane są cząsteczki tłuszczów. Trzeba więc trochę więcej energii (stąd wyższa temperatura), by proteiny od cząsteczek tłuszczu „uwolnić”. Dopiero potem mogą zajść opisane już wyżej zmiany w strukturze białka.

No dobrze, ale w takim razie jak to się dzieje, że jajko daje się przygotować „na miękko”, skoro gotujemy je w wodzie o temperaturze 100 st. C a tymczasem ścinanie białka i żółtka ma miejsce w temperaturze do 70 st C? Wytłumaczeniem jest rozkład temperatury i zjawisko przewodnictwa cieplnego. Nawet jeżeli z zewnątrz jajka temperatura wynosi 100 stopni, potrzeba czasu, by „doszła” ona do samego jego środka. Najpierw więc zetną się te części jajka, które są najbliżej skorupki, a dopiero na końcu te w samym środku. Jeżeli wybierze się odpowiedni moment i wyciągnie jajko z gotującej się wody, zewnętrzne białko będzie już ścięte, a znajdujące się w samym środku żółtko, jeszcze nie.  No i to jest pewna sztuka. Każda kucharka ma swoje sposoby, ale z obliczeń fizyków wynika, że dla świeżego, średniej wielkości jajka ten czas wynosi 3 minuty i 30 sekund. Po tym czasie białko już bardziej się nie zetnie, ale zacznie ścinać się żółtko.

Test na wiek

Gotowanie jajka na miękko, wydaje się być zajęciem dla kucharzy nieco już zaznajomionych ze sztuką kulinarną. Dla tych bez podstawowej wiedzy (i zegarka) pozostaje jajko na twardo. Choć z drugiej strony… Ugotowanie jajka na twardo, wbrew pozorom także wymaga pewnej wiedzy. Po pierwsze, jajka nie wrzucamy do lodowatej wody, ale też niedobrze jest je wrzucić do wrzątku. W tym drugim przypadku, najpewniej popęka jego skorupka i biało z żółtkiem wyleje się do wrzącej wody. Po drugie, nie wolno z czasem gotowania jajka przesadzać. Białka zbudowane są ze związków zwanych aminokwasami. Niektóre z nich (np. te które wchodzą w skład białka kurzego) zawierają małe ilości siarki. Gdy jajko będzie zbyt długo gotowane, wydziela się siarkowodór, gaz o charakterystycznym zapachu zgniłych… jaj. Poza tym wydzielanie tego gazu powoduje, że żółtko ugotowanego jajka otoczone jest sino-zieloną otoczką. Dlatego właśnie w najlepszych restauracjach jajko zaraz po ugotowaniu wrzuca się do lodu. Wtedy wierzchnie warstwy nie „przegrzeją” się, a wewnętrzne dojdą do odpowiedniej konsystencji. W domu z lodem trudno eksperymentować, ale ugotowane jajka można wrzucić do lodowatej wody.

Jajko do zimnej wody można jednak wsadzić w innym celu. Po to żeby sprawdzić ile czasu upłynęło od chwili jego zniesienia. We wnętrzu jajka, pod skorupką znajduje się pęcherzyk gazu. Ten gaz jest wynikiem powolnego rozpadu białek. Im starsze jest jajko, tym więcej tego gazu będzie pod skorupką. Po to żeby sprawdzić wiek jajka, można zrobić prosty test. Bąbelek gazu gromadzi się w jajku w szerszym jego czubku. Na czym ten test polega? Wystarczy jajko wsadzić do naczynia z wodą i obserwować. Świeże jajko w naczyniu z wodą leży płasko przy dnie, ale im jajko jest starsze, tym większy jest kąt pomiędzy osią jajka a dnem naczynia. Innymi słowy, im starsze jajko, tym bardziej unosi się gruby jego czubek. Gdy ten kąt wynosi mniej więcej 90 st, czyli wąski czubek jest przy dnie, a szerszy pionowo u góry, jajko ma około 30 dni. Przy kącie około 45 st. jajko ma od 12 do 15 dni. To też skoro. Najlepsze do gotowania (i jedzenia) są te jajka, które mają powyżej dwóch dni, ale nie więcej niż siedem.

Gotowanie jajek to trudna sztuka. Fizyka może oczywiście pomóc, ale nie zastąpi w kuchni… intuicji. Acha i jeszcze jedno. Nie wspomniałem o tym, że jajko powinno się trzymać w lodówce węższym czubkiem w dół. I o tym, że gdy są gotowane w niższym ciśnieniu… są podobno lepsze w smaku.

1 komentarz do Fizyka i jajka

Fajerwerki – gra świateł

Podobno czarny proch wymyślili Chińczycy. Nie po to jednak by używać go na polu walki, ale by się nim bawić. Jak ? Budując sztuczne ognie.

Pierwsze fajerwerki budowano by odstraszać złe duchy. Spalano suszone łodygi bambusowe by wydawały charakterystyczne trzaski. Później wypełniano je różnymi substancjami. Rozrywka zaczęła się wraz z rozwojem chemii. A właściwie nie tyle rozwojem ile świadomością. Odkrywano coraz to nowe substancje czy związki, których wcześniej nikt nie podejrzewał o wybuchowe konotacje. Dziś wiele z nich znaleźć można w petardach, bombkach czy rakietach. W Polsce pokazy sztucznych ogni odbyły się po raz pierwszy w 1918 r., kilka dni po ogłoszeniu niepodległości. Trwały wtedy zaledwie 3 minuty. Pierwsze znane pokazy sztucznych ogni zorganizowano na dworze cesarskim w Chinach w roku 468 p.n.e.

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

To wszystko fizyka …

Wybuchające na niebie sztuczne ognie to jedna z lepszych ilustracji tzw. zasady zachowania pędu. To dokładnie ta sama reguła, która tłumaczy dlaczego wyskakując z pokładu łódki na brzeg czy molo powodujemy, że łódka zaczyna odpływać. No właśnie, dlaczego ? Bo – jak powiedziałby fizyk – w układzie w którym nie działają siły zewnętrzne, pęd układu musi zostać zachowany. Oczywiście w wyżej opisanym przykładzie z łódką i jej pasażerem działają siły zewnętrzne – siły oporu, ale są one małe i można je pominąć. Tak więc jeżeli pasażer łódki wskakuje z jej pokładu na molo – łódka zaczyna się poruszać w przeciwnym kierunku. Można by powiedzieć, że ruch łódki równoważy ruch jej pasażera. Im z większym impetem wyskoczy on z łódki, tym szybciej sama łódka zacznie odpływać w przeciwnym kierunku. Co to wszystko ma wspólnego z fajerwerkami ? Człowiek płynący na łódce to układ składający się z dwóch elementów. Petarda rozrywana nad naszymi głowami, to układ składający się z setek a może nawet tysięcy elementów. Ilość nie gra jednak tutaj roli. Fizyka pozostaje taka sama. Każdy wybuch jest w pewnym sensie symetryczny. Jeżeli kawałek petardy leci w prawo, inny musi – dla równowagi – lecieć w lewo. Jeden do przodu, to inny do tyłu. W efekcie malujące się na ciemnym niebie wzory mają kształty kul, okręgów czy palm. Zawsze są jednak symetryczne. Zawsze takie, że gdyby potrafić cofnąć czas, wszystkie te ogniste stróżki spotkałyby się w punkcie znajdującym się dokładnie w środku, pomiędzy nimi.

… czy może chemia ?

Najczęściej występującą barwą na pokazach sztucznych ogni jest pomarańcz i czerwień. Pojawiają się też inne kolory. Skąd się biorą ? Wszystko zależy od tego z czego zrobiona, a właściwie z dodatkiem czego zrobiona jest petarda. Jej zasadnicza część to środek wybuchowy, ale czar tkwi w szczegółach. I tak, za często występujący pomarańcz i czerwień odpowiedzialny jest dodany do materiału wybuchowego wapń i bar. Inny pierwiastek – stront powoduje, że eksplozja ma kolor żółty, z kolei związki boru i antymon, że zielony. Ale to dopiero początek kolorowej tablicy Mendelejewa. Bo płomienie może barwić także rubid – na kolor żółto fioletowy, cez na kolor fioletowo-niebieski i bar na kolor biały. Potas spowoduje, że niebo stanie się liliowe, a miedź, że niebieskie. W produkcji fajerwerków wszystkie chwyty są dozwolone – o ile wykonuje je specjalista pirotechnik. Bo o efekt toczy się gra. Tak więc mieszanie poszczególnych związków jest nie tyle wskazane, ile wręcz pożądane. Jedno jest pewne. Specjalista spowoduje, że w czasie pokazu na niebie będzie można podziwiać więcej barw niż w łuku tęczy. Będą się pojawiały dokładnie w tym momencie, w którym chce je przedstawić twórca sztucznych ogni. Niebo z liliowego, przez zielony może stać się krwisto czerwone, aż na końcu spłonie intensywnym pomarańczem. A wszystko wg wyliczonego co do ułamka sekundy scenariusza. Ale czy na pewno tylko o kolory chodzi ? Co z dymem ? Co z hukiem ?

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

To sztuka!

Prawdziwy mistrz dba nie tylko o efekty wizualne, ale także dźwiękowe w czasie pokazu fajerwerków.  Żeby petarda zdrowo nadymiła trzeba zaopatrzyć się w zapas chloranu potasu, laktozę i barwniki – w zależności od oczekiwanego koloru dymu. Petardy błyskowe będą wypełnione magnezem, a hukowe i świszczące będą zawierały duże ilości nadchloranów i soli sodu i potasu. Można też wyprodukować mieszaninę iskrzącą, a wtedy przyda się węgiel drzewny albo oświetlającą. W praktyce – szczególnie w ładunkach profesjonalnych – różnego rodzaju mieszanki stosuje się razem. Nie wszystkie, w jednym worku, ale ułożone w odpowiedniej kolejności.

Można zapytać jak zadbać o chronologię w czasie trwającej ułamki sekund eksplozji ? To jest właśnie sztuka. Ładunek pirotechniczny wygląda trochę jak cebula. Składa się z wielu warstw. Petarda najpierw musi wznieść się w powietrze. Ani nie za wysoko, ani za nisko. W pierwszym wypadku efekt wizualny będzie marny, a w drugim – gdy wybuchnie zbyt blisko widzów – może dojść do tragedii. Prawdziwa magia zaczyna się, gdy ładunek jest już wysoko nad głowami. Poszczególne warstwy zapalają się od siebie i w zaplanowanej wcześniej kolejności wybuchają. Widz z zapartym tchem podziwia gęste kule rozrastającego się we wszystkich kierunkach różnokolorowego ognia, albo błysk i kilka opadających w bezwładzie długich ognistych języków. Gdy wszystko wydaję się być skończone, nagle pojawiają się migoczące gwiazdki, albo wirujące wokół własnych osi ogniste bombki. Po nich jest ciemność i cisza. Do następnej eksplozji, innej niż poprzednia. Innej niż wszystkie poprzednie.

Sztuczne ognie można sprowadzić do chemii materiałów wybuchowych. Można też powiedzieć, że są wręcz encyklopedycznym przykładem znanej każdemu fizykowi zasady zachowania pędu. Ale tak naprawdę sztuczne ognie to czary.

Kolory sztucznych ogni:

karminowy: lit, bar i sód

szkarłatny: bar 

czerwono-żółty: wapń i bar

żółty: stront, śladowe ilości sodu i wapnia

biały: cynk i bar

szmaragdowy: miedź i tal

niebiesko-zielony: związki fosforu ze śladowymi ilościami kwasu siarkowego lub kwasu borowego, związki miedzi

jaskrawy zielony: antymon

żółto-zielony: bar i molibden

lazurowy: ołów, selen i bizmut

jasnoniebieski: arszenik

fioletowy/liliowy: niektóre związki potasu z dodatkiem sodu i litu

purpurowy: potas, rubid i cez

1 komentarz do Fajerwerki – gra świateł

Pożary widziane z kosmosu

W Kalifornii od kilku tygodni szaleją pożary. Serwisy telewizyjne czy internetowe pełne są apokaliptycznych zdjęć, ale ja postanowiłem pokazać wam zdjęcia z kosmosu. Są straszne i… hipnotyzujące.

W Kalifornii od kilku tygodni szaleją pożary. Serwisy telewizyjne czy internetowe pełne są apokaliptycznych zdjęć, ale ja postanowiłem pokazać wam zdjęcia z kosmosu. Są straszne i… hipnotyzujące.

 

Pożary zniszczyły albo niszczą setki tysięcy hektarów lasu. W sumie z domów ewakuowano kilkaset tysięcy ludzi. Ogień dotarł już do Los Angeles, płonie dzielnica Bel Air na terenie której znajduje się kampus znanego na całym świecie Uniwersytetu Kalifornijskiego.

Pożary w tej części Stanów to żadna nowość, ale tegoroczne są szczególnie groźne, bo towarzyszy im suchy i gorący wiatr fenowy, który wieje w porywach z prędkością do 130 km/h. Taki wiatr w południowej Kalifornii wieje od października do marca, z północnego wschodu, od strony gór Sierra Nevada.

Wiatrem fenowym jest np. nasz wiatr halny, czyli ciepły, suchy i porywisty wiatr, wiejący ku dolinom. Taki wiatr powstaje na skutek różnic ciśnienia pomiędzy jedną a drugą stroną grzbietu górskiego. Po nawietrznej stronie grzbietu powietrze unosi się ochładzając oraz pozbywając się pary wodnej. Po stronie zawietrznej powietrze opada ocieplając się.

A wracając do pożarów w Kalifornii. W tym roku są one tak dotkliwe także dlatego, że wczesną wiosną w Kalifornii spadły wyjątkowo obfite deszcze. To spowodowało szybki wzrost niskiej roślinności porastającej zbocza. Od marca jest tam jednak susza. NASA szacuje, że mamy właśnie do czynienia z okresem dziesięciu najsuchszych miesięcy w historii Południowej Kalifornii. Od 10 miesięcy nie spadła tam nawet jedna kropla wody. Ta niska, bujna na wiosnę, ale teraz wysuszona na proch roślinność stała się doskonałą pożywką dla pożarów.

Dzisiaj w Kalifornii szaleje sześć dużych pożarów i kilka mniejszych. Spaliło się kilkaset domów i setki tysięcy hektarów lasu. Straty liczone są w setkach miliardów dolarów.

Zdjęcia w większości zostały zrobione przez spektroradiometr obrazu (MODIS) na pokładzie satelity NASA oraz Multi Spectral Imager (MSI) z satelity Sentinel-2 Europejskiej Agencji Kosmicznej.

A photo taken from the International Space Station and moved on social media by astronaut Randy Bresnik shows smoke rising from wildfire burning in Southern California, U.S., December 6, 2017. Courtesy @AstroKomrade/NASA/Handout via REUTERS ATTENTION EDITORS – THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. – RC11C90C8420

Przy okazji, zapraszam do subskrypcji mojego kanału na YT ( youtube.com/NaukaToLubie ) i polubienia fanpaga na Facebooku ( facebook.com/NaukaToLubie )

Brak komentarzy do Pożary widziane z kosmosu

Skąd nazwy huraganów? 

Jose, Maria i Lee, to – na dzisiaj – najgroźniejsze huragany szalejące po północnym Atlantyku. Skąd biorą się imiona tych zjawisk? Co mają z tym wspólnego feministki i jaka jest różnica pomiędzy huraganem, orkanem, cyklonem i tajfunem?

Jose, Maria i Lee, to – na dzisiaj – najgroźniejsze huragany szalejące po północnym Atlantyku. Skąd biorą się imiona tych zjawisk? Co mają z tym wspólnego feministki i jaka jest różnica pomiędzy huraganem, orkanem, cyklonem i tajfunem?

Zacznę od tego ostatniego. Cyklon to nazwa zbiorcza i mieści w sobie huragany, tajfuny i burze tropikalne. Każde z tych zjawisk jest cyklonem, tyle tylko, że występującym w innych częściach świata. Wszystkie powstają nad ciepłymi i spokojnymi oceanami i wszystkie wirują.

Huragany szaleją na Atlantyku i na wschodnim Oceanie Spokojnym (Pacyfiku).

Tajfuny atakują na Pacyfiku między 180 i 100 południkiem. Innymi słowy są zagrożeniem dla wybrzeży Azji.

Orkany powstają na Oceanie Indyjskim, ale ostatnio tą nazwą określa się także cyklony uderzające w wybrzeże Europy.

I ostatnia – burza tropikalna (lub sztorm tropikalny) stosuje się do opisu cyklonów o mniejszej sile.

A co z nazwą? Irma, Harvey, kilka lat temu Katrina a w przyszłym roku Alberto, Beryl i Chris… zaraz zaraz. Skąd wiem jakie imiona będą nosiły cyklony w 2018 roku? Ano stąd, że są one już ustalone. Ale od początku. Imiona cyklonom nadaje się od ponad 100 lat. Wcześniej robiono to okazjonalnie. Cel był tylko jeden. Łatwiej nam zapamiętać imię niż cyfrę albo kod literowy. Zbadano, że ludzie czują większy respekt przed cyklonem który łatwiej zapamiętują, lepiej się też przygotowują do jego nadejścia.

Przez kilkadziesiąt lat huragany nazywano tylko imionami żeńskimi. Pod koniec lat 70tych XX – pod wpływem protestów feministek – zaczęto stosować imiona na przemian, imiona żeńskie i męskie. Po to by nie było nieporozumień, po to by nie nadano przez pomyłkę dwóch różnych nazw temu samemu cyklonowi, po to by w krótkim okresie nie nazwano dwóch zjawisk tym samym imieniem, listę z nazwami ustala się sporo do przodu. I tak stworzono listę imion na każdą literę alfabetu po jednym. Następnie zrobiono z nich sześć zestawów, każdy po 21 imion, które ułożono w kolejności alfabetycznej. Każdego roku obowiązuje jeden zestaw. Ten sam powtórzy się dopiero za 6 lat. Lista imion, która obowiązuje w tym roku, będzie obowiązywała dopiero w 2023 roku. I znowu pojawią się cyklony Harvey, Irma, Jose, Maria i Lee. Co gdy w którymś roku pojawi się więcej niż 21 dużych cyklonów? Wtedy nadawane im są nazwy greckie. Teraz mamy przełom września i października ale do końca listy imion na ten rok mamy jeszcze 8 pozycji.

Czasami imiona z listy są wykreślane. Dzieje się to wtedy, gdy cyklon nazwany jakimś imieniem zebrał wyjątkowo krwawe żniwo. Na miejsce wykreślonego imienia, na międzynarodowych konferencjach meteorologów, wybiera się inne imię. Musi zaczynać się na tę samą literę i musi być imieniem żeńskim (gdy wykreślono żeńskie), lub męskim (gdy wykreślono męskie). W 2005 roku wybrzeże USA spustoszył huragan Katrina. Na próżno szukać tego imienia na liście. Tak samo jak Sandy, Mitch czy Tracy.

Jakie imiona zostały na liście na ten rok? Nate, Ophelia, Philippe, Rina, Sean, Tammy, Vince i Whitney. Miejmy nadzieję, że tych imion nie będzie trzeba nadawać.

hurricaneNames1-01

2 komentarze do Skąd nazwy huraganów? 

Smog? Bez spiny, jest super!

Na portalu TwojaPogoda.pl pojawił się kilka dni temu artykuł pt. „Histeria z powodu smogu. Kto ją wywołuje i dlaczego?” No właśnie. Kto histeryzuje? Po co? I kto na tym zyskuje?

Na portalu TwojaPogoda.pl pojawił się kilka dni temu artykuł pt. „Histeria z powodu smogu. Kto ją wywołuje i dlaczego?” No właśnie. Kto histeryzuje? Po co? I kto na tym zyskuje?

Pod artykułem nie podpisał się autor, wiec rozumiem, że to tekst redakcyjny. Dziwię się, że portal, który sam wielokrotnie ostrzegał przed powietrzem złej jakości (np. „Rekordowy smog spowija Polskę. Trujący każdy wdech” z 2017-01-08), sam wielokrotnie opisywał tragiczne skutki oddychania zatrutym powietrzem (np. „Smog w stolicy Iranu zabija tysiące ludzi” z 2007-08-03), dzisiaj postanowił odwrócić smoga ogonem.

Zrzut ekranu 2017-02-19 o 18_Fotora

Tekst można streścić do następujących punktów:

  1. Kiedyś było gorzej.
  2. Na Zachodzie wcale nie jest tak czysto.
  3. Ekologiczne lobby jest na pasku producentów pieców.
  4. Smogu nie trzeba się obawiać.

No to po kolei.

Ad1. Kiedyś było gorzej. Tak, kiedyś było znacznie gorzej. Choć to dzisiaj jest więcej rakotwórczych dioksyn i furanów niż kiedyś. Ale nawet gdyby dzisiaj stężenia wszystkich szkodliwych substancji były niższe niż powiedzmy 20 lat temu, czy to automatycznie oznacza że jest super? No nie. Trzeba spojrzeć w statystyki i w pomiary. I okazuje się, że super nie jest. Że jest źle. I to bardzo. To, że niektórzy obudzili się dopiero wczoraj nie oznacza że kiedyś smogu nie było. Oznacza tylko… że niektórzy obudzili się wczoraj. Ani mniej, ani więcej. Organizacje ekologiczne od wielu lat mówią o zatrutym powietrzu. Tyle tylko, że dotychczas niewielu tego słuchało. W tym roku media informują o smogu częściej niż w poprzednich latach. Dlaczego? Dlatego, że Internet o tym więcej pisze, bo świadomość ludzi wzrosła. To system naczyń połączonych. Odczuwam osobistą satysfakcje, że i ja w budzeniu tej świadomości miałem swój udział publikując prosty pokaz z wacikiem i odkurzaczem. Zrobiłem to w pierwszych dniach stycznia. Choć powietrze było dużo gorsze w listopadzie i grudniu, przeważająca większość materiałów w mediach została zrobiona dopiero w styczniu. Do dzisiaj na różnych platformach moje video zobaczyło ponad 2 mln ludzi. Od tego czasu ten sam pokaz był powtarzany kilkukrotnie we wszystkich serwisach informacyjnych głównych stacji telewizyjnych.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Ad2. Na Zachodzie wcale nie jest tak czysto. Szczerze. Co mnie obchodzi jakie jest powietrze w Londynie, Brukseli czy Paryżu? Oddycham powietrzem w Warszawie albo na Śląsku. I to mnie obchodzi. Argumentowanie, że nie ma co panikować, bo za granicą nie jest wcale tak zielono jak mogłoby się wydawać, jest poniżej poziomu piwnicy.

Ale, podejmując wyzwanie… Jakość powietrza w stolicach zachodniej Europy jest dużo lepsza niż w miastach Polski. Znane są zestawienia mówiące, że to nasze miasta są w czołówce najbrudniejszych miast kontynentu. To, że w Niemczech spala się więcej węgla nie oznacza, że ten węgiel w większym stopniu zanieczyszcza powietrze. Bo,

  • w Niemczech węgiel nie jest palony w prywatnych piecach tylko w elektrowniach i elektrociepłowniach, a te zakłady (także w Polsce) mają filtry i nie dokładają się do smogu. Tymczasem w Polsce sporo węgla spala się w prywatnych piecach.
  • W Polsce nie obowiązują żadne normy dotyczące jakości węgla. W efekcie to u nas spala się węgiel wydobywany np. w Czechach, który tam nie mógłby zostać sprzedany.

Już wiesz redakcjo dlaczego argument o ilości spalanego w Niemczech i Polsce węgla jest jak kulą w płot?

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Ad3. Ekologiczne lobby jest na pasku producentów pieców. Gdy pisałem o elektrowniach jądrowych (uważam, że w Polsce powinny powstać), słyszałem, że jestem przeciwko górnictwu na pasku lobby jądrowego. Teraz słyszę, że opłaca mnie lobby producentów węglowych pieców, bo piszę i alarmuję na temat złej jakości powietrza. Robię to zresztą od wielu lat każdego roku w czasie sezonu grzewczego. W międzyczasie byłem na pasku przemysłu farmaceutycznego (tak, uważam, że szczepionki to jedno z największych osiągnieć ludzkości), oraz przemysłu biotechnologicznego (tak, nie znajduję naukowych dowodów przeciwko GMO).

Zarzucenie komuś, że jest skorumpowany jest bajecznie proste, ale intelektualnie dość małe. Redakcja TwojaPogoda.pl naprawdę wierzy, że ci, którzy ostrzegają przed złej jakości powietrzem są kupieni przez producentów nowoczesnych pieców? Dodam tylko, że po to by ulżyć powietrzu nie trzeba koniecznie pieca wymieniać. Dużo da przeczyszczenie przewodów kominowych. Sporo da odczyszczenie przed sezonem grzewczym, a nawet w trakcie jego trwania samego pieca i odpowiedni sposób składania ognia w piecu. Te czynności nic nie kosztują, a pozwalają oszczędzić pieniądze bo podnoszą sprawność pieca i instalacji. Nie jest wiec prawdą, że smog można zlikwidować tylko wymieniając stary piec na nowiutki. Jest wiele innych rozwiązań, a niektóre z nich przynoszą oszczędności. No ale tego z tekstu o histerii smogowej się nie dowiemy. Nie możemy się dowiedzieć, bo to złamałoby linię argumentacji redakcji, że ci, którzy piszą i mówią o smogu są w kieszeni producentów drogich pieców.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Ad4. Smogu nie trzeba się obawiać. Redakcja portalu twierdzi, że cała ta histeria ze smogiem została „opracowana przez niektóre organizacje” i „wcale nie chodzi [w niej]o ochronę naszego zdrowia”.

Był taki czas, kiedy uważano, że zdrowe jest naświetlanie się promieniami jonizującymi. I choć w pewnym momencie stało się jasne, że te mogą być źródłem raka, wiele osób dalej się naświetlało. Był taki czas, gdy twierdzono, że zdrowe jest palenie papierosów. Firmy tytoniowe przedstawiały opracowania które tego dowodziły. Przez lata dowodzono też, że ołów z benzyny nie ma nic wspólnego ze złym stanem zdrowia ludzi wdychających spaliny albo mieszkających niedaleko szlaków komunikacyjnych. Dzisiaj benzyny są bezołowiowe, na paczkach papierosów są ostrzeżenia o nowotworach spowodowanych paleniem a źródła promieniowania jonizującego są zamykane w pancernych szafach żeby nie wpadły w niepowołane ręce.

Nie ma w naszym ciele organu czy układu, który nie byłby narażony z powodu powietrza złej jakości. Są na to tysiące naukowych dowodów. Serce, płuca, ale także mózg. Układ hormonalny, układ nerwowy, krwionośny… Tam gdzie powietrze jest bardziej zanieczyszczone jest mniejsza masa urodzeniowa dzieci, a ludzie żyją krócej. Ocenia się że w Polsce każdego roku umiera z powodu powietrza złej jakości ponad 40 tys. osób. Szczególnie narażeni są chorzy (np. na astmę), osoby starsze i dzieci. „Smogu nie trzeba się obawiać”? W tekście z TwojaPogoda.pl znalazł się właśnie taki śródtytuł. Trzeba, i to bardzo. Dobrze, że coraz lepiej zdajemy sobie z tego sprawę. To, że są ludzie czy firmy, które na rosnącej świadomości robią pieniądze, to naturalne i oczywiste. Są firmy, które robią pieniądze na produkcji samochodowych pasów bezpieczeństwa i systemów ABS, choć gdy je wprowadzano mówiło się że to tylko sposób na wyciąganie pieniędzy z kieszeni klienta. Tam gdzie jest popyt tam pojawia się i podaż. Od nas, klientów, zależy czy damy się nabierać na tanie  sztuczki (np. maseczki) czy zdecydujemy się na rozwiązania, które problem rozwiązują choć w części.

Zanim zakończę, chciałbym jeszcze wyjaśnić trzy kwestie.

  1. Węgiel nie jest źródłem smogu. Źródłem smogu jest palenie węglem niskiej jakości i śmieciami w piecach, które nie są odpowiednio przygotowane do eksploatacji. Takie są fakty. Mówienie więc, że walka ze smogiem to walka z węglem jest bzdurą i niepotrzebnie rozgrzewa emocje. W Polsce kilka milionów ludzi żyje dzięki przemysłowi wydobywczemu. Ten przemysł jest przestarzały i zżerany wewnętrznymi problemami. Nie da się jednak (z wielu różnych powodów) po prostu wszystkich kopalń zamknąć. Węgiel może być czarnym złotem o ile wykorzystamy go w sposób nowoczesny i innowacyjny. Np. gazując pod ziemią, budując instalacje niskoemisyjne czy zeroemisyjne. Podkreślanie, że walka o czyste powietrze to walka z węglem, powoduje u milionów ludzi żyjących z wydobycia węgla (i przemysłu który z tym jest związany) automatyczną niechęć do działań mających na celu poprawę jakości powietrza.
  1. Wiarygodność pomiaru. „Jeśli na jednej ulicy pomiary wskazują na duże skażenie powietrza, wcale nie oznacza to, że w Twojej okolicy jest równie niebezpiecznie.” Nieprawdą jest, co pisze redakcja TwojaPogoda.pl, że pomiaru z jednej stacji nie można stosować do całego miasta. W przeciwieństwie do temperatury, która rzeczywiście może się szybko zmieniać, zanieczyszczenie powietrza jest dość jednorodne na większym obszarze. W Polsce nie mamy niedoboru stacji pomiarowych. A na tak duże miasto jak np. Warszawa wystarczy ich kilka, by wiarygodnie przedstawić jakość powietrza w mieście. Nawet jeżeli na danym obszarze znajdują się pojedyncze punkty pomiarowe, odpowiednie algorytmy (biorące pod uwagę wiele zmiennych) wyliczają stężenie prawdopodobne. Jest ono (a robi się takie testy) bardzo bliskie stężeniom rzeczywistym. Warto rzeczywiście zwrócić uwagę, by dane na których się opieramy (w tym dane w aplikacjach w telefonach komórkowych) pochodziły z oficjalnych stacji, a nie były zniekształcane przez mierniki prywatne albo komercyjne, których dokładność jest zła, albo bardzo zła.
  1. Skarga na Polskę. Niektóre organizacje ekologiczne za zanieczyszczone powietrze postanowiły złożyć na Polskę skargę do Komisji Europejskiej. Taki ruch uważam za totalnie antyskuteczny. Smogu nie pozbędziemy się (nie zminimalizujemy) dekretami rządu czy uchwałami samorządu, bo smog powstaje nie w dużych zakładach przemysłowych tylko w naszych prywatnych kominach i rurach wydechowych. Komisja Europejska może nałożyć na nas karę i co? I to nas, Polaków, przekona do zmiany głupich i szkodliwych przyzwyczajeń? Myślę, że raczej utwierdzi w przekonaniu, że Bruksela znowu nas atakuje. I z całą pewnością atakuje dlatego, że chce położyć łapę na naszym węglu. Składając skargę do Komisji Europejskiej niektóre organizacje ekologiczne właśnie dały do ręki argument tym, którzy ze smogiem nie mają zamiaru walczyć. Sorry, taki mamy klimat. 

Tomasz Rożek

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

2 komentarze do Smog? Bez spiny, jest super!

„Ziemia” w sąsiedztwie

Jest skalista, jest bliziutko nas i ma wielkość podobną do wielkości Ziemi. Co jednak najważniejsze, znajduje się w tzw. strefie życia, czyli ani nie za blisko, ani nie za daleko od swojej gwiazdy. Właśnie odkryto nową planetę.

Jest skalista, jest bliziutko nas i ma wielkość podobną do wielkości Ziemi. Co jednak najważniejsze, znajduje się w tzw. strefie życia, czyli ani nie za blisko, ani nie za daleko od swojej gwiazdy. Właśnie odkryto nową planetę.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Planeta krąży wokół czerwonego karła Proxima Centauri, czyli gwiazdy, która jest naszą najbliższą gwiazdową sąsiadką. Na odkrytej planecie woda może być w stanie ciekłym. Proxima b została złapana dzięki obserwacjom prowadzonym w Chile. Krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej nieco ponad 11 ziemskich dni. Tak jak wspomniałem Proxima Centauri jest naszą najbliższą sąsiadką, a to oznacza, że planeta, która wokół niej krąży jest najbliższą nam planetą pozasłoneczną. Czy jest na niej życie? Tego nie wiadomo i trudno nawet powiedzieć w jaki sposób moglibyśmy się tego dowiedzieć. Bardzo dokładne obserwacje mogą nam udzielić inf. o składzie atmosfery albo nawet związków na powierzchni planety, ale na przelot na Proxima b będzie trzeba jeszcze poczekać. Gwiazda i planeta oddalone sa od nas o około 4 lata świetlne, czyli około 38 bilionów kilometrów.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Dla tych, którzy gwiazdę i planetę będą próbowali wypatrzyć na nocnym niebie, także nienajlepsza wiadomość. Obserwacja pozasłonecznych planet jest ekstremalnie trudna nawet przez profesjonalne teleskopy nie mówiąc już o amatorskich. Gołym okiem wcale nie da się ich zobaczyć. Niestety gołym okiem nie widać nawet gwiazdy Proxima Centauri. Jest czerwonym karłem, który świeci za słabym światłem. – Po raz pierwszy zaczęliśmy podejrzewać, że wokół tej [Proxima Centauri] gwiazdy krąży planeta już w 2013 roku. Od tamtego czasu obserwowaliśmy gwiazdę kilkoma różnymi teleskopami – powiedział Guillem Anglada-Escude, szef zespołu astronomów zaangażowanych w projekt badawczy Pale Red Dot.

Masa odkrytej planety to 1,3 masy Ziemi. Planeta krąży wokół swojego słońca w odległości 7 mln kilometrów, a to wielokrotnie mniej niż odległość Ziemia – Słońce. To znacznie mniej niż odległość Słońce – Merkury. Proxima Centauri jest jednak inną gwiazdą niż ta nasza. Świeci słabym światłem i dlatego mimo małej odległości gwiazda – planeta, na powierzchni tej drugiej może znajdować się woda w stanie ciekłym.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Teraz, te Proxima b będzie głównym celem obserwacji tych astronomów, którzy będą poszukiwali życia na obcych planetach. Jeżeli kiedykolwiek (a to na pewno nastąpi) zorganizujemy międzygwiezdną misję, na pewno pierwszym jej celem będzie właśnie nowo odkryta planeta.

Tomasz Rożek

Brak komentarzy do „Ziemia” w sąsiedztwie

Dzieciątko kręci pogodą

Wyobraź sobie wiatry, które od tysięcy, może setek tysięcy lat wieją tysiące kilometrów stąd. Wyobraź sobie dzień, w którym przestają wiać i w efekcie tego… zakwitają kwiaty w Dolinie Śmierci. Bzdury? Nie, szczera prawda.

Wyobraź sobie wiatry, które od tysięcy, może setek tysięcy lat wieją tysiące kilometrów stąd. Wyobraź sobie dzień, w którym przestają wiać i w efekcie tego… zakwitają kwiaty w Dolinie Śmierci. Bzdury? Nie, szczera prawda. 

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie. 

Te wiatry to passaty wiejące na południowym Pacyfiku. Wieją ze wschodu, czyli od południowych wybrzeży Ameryki Południowej, na zachód, czyli w kierunku Australii, Filipin i Indonezji. Czasami jednak zdarza się, że passaty milkną albo wieją znacznie słabiej. Dzieje się to pod koniec roku, w okolicach świąt Bożego Narodzenia. To zjawisko (osłabienie passatów) zostało nazwane El Niño, czyli po hiszpańsku „dzieciątko, chłopczyk”.

Nie tylko pogoda 

Passaty wiejące w kierunku zachodnim są tak silne, że poziom morza u wybrzeży Indonezji jest o kilkadziesiąt centymetrów wyższy niż u wybrzeży Ameryki Południowej. To jednak nie wyższy poziom wody wpływa na pogodę, tylko fakt, że wiatry powodują przepływ ogromnych mas ciepłej wody. W ich miejsce pojawia się lodowata woda z dna oceanu. Póki wieją passaty, woda u zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej jest zimna, ale u wybrzeży Australii i Indonezji – ciepła. To uruchamia całą kaskadę zjawisk pogodowych. Na przykład deszczy, które padają tam, gdzie woda jest ciepła. Z kolei tam, gdzie jest ona zimna, panuje suchy klimat. Gdy jednak pojawia się zjawisko El Niño, i wiatry słabną, masy ciepłej wody nie zostają zepchnięte na zachód. W efekcie u wybrzeży Ameryki Południowej jest za ciepło, a u wybrzeży Indonezji – za zimno. W Ameryce zaczynają padać deszcze (choć miało być sucho), a w Azji Południowo-Wschodniej i północnej Australii pojawiają się susze, choć miało padać. Te zmiany spowodowały, że w ostatnich dniach, jak alpejska łąka, zakwitła amerykańska Dolina Śmierci.  Najsuchsze, najgorętsze i najbardziej zasolone miejsce w całej Ameryce Północnej. Dolina zakwitła, bo w czasie ostatnich miesięcy przeszły nad nią silne deszcze. Swoją drogą, czy to nie inspirujące, że nasiona z których w każdej chwili wyrasta życie są powszechne nawet w tak nieprzyjaznych miejscach jak Dolina Śmierci?

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Osobnym wątkiem związanym z anomalią El Niño jest ten dotyczący przyrody. Naturalny prąd oceaniczny niesie wody chłodne, które są bogate w składniki odżywcze. Rozwija się morskie życie, a wraz z nim populacja ptaków u wybrzeży Ameryki. Z kolei odchody ptaków użyźniają pola. Bez tego użyźniania, na polach niewiele wyrośnie. Zjawisko El Niño, gdyby trwało kilka miesięcy, jest w stanie wykończyć – i tak biedne – gospodarki takich krajów jak Peru czy Chile.

Wróćmy jednak do pogody. Ziemia to system naczyń połączonych. Wody oceanów mieszają się ze sobą, ogromne masy powietrza nie znają granic państw czy kontynentów. Anomalia, szczególnie tak duża jak El Niño, musi mieć konsekwencje na całym globie. Jakie one są? Cóż, nie mamy ich pełnej świadomości, ale wiemy o tych najważniejszych.

Nie mamy pojęcia 

Osłabienie czy wstrzymanie passatów powoduje pojawienie się czasami katastrofalnych deszczy w Ameryce Południowej. W poprzednich latach, gdy pojawiało się Dzieciątko w takich krajach jak Ekwador czy Peru, ilość opadów była aż 10-krotnie wyższa niż wtedy, gdy El Niño nie było. Wyższe opady (teraz śnieżyce) pojawiają się także w Ameryce Północnej. Susze w Azji Południowo-Wschodniej i północnej Australii są przyczyną pożarów, które nawiedzają tamtejsze lasy od kilku miesięcy. Ogromne ilości dymu dostają się do atmosfery, a to ma wpływ na zdrowie ludzi. Znacznie silniejsze i częstsze są huragany na Pacyfiku, ale za to spokojniej jest na Atlantyku. Zwiększone opady pojawiają się w Afryce Północno-Wschodniej i w krajach Półwyspu Arabskiego. Z kolei susze panują na południu Afryki. A co z Europą? Nie ma jednoznacznych dowodów, ale przypuszcza się, że efektem długo trwającego El Niño są ciepłe zimy przerywane krótkimi i gwałtownymi okresami siarczystych mrozów. Tak było na przełomie lat 1982 i 1983 oraz 1997 i 1998. Wówczas także występowało zjawisko Dzieciątka. Tegoroczne El Niño jest jednak rekordowe. Tak silne i długotrwałe nie było od początku pomiarów, a więc od 1950 roku. Za kilka tygodni minie rok, odkąd passaty zwolniły. Zwykle działo się to najwyżej na kilka tygodni w okresie Bożego Narodzenia. Zazwyczaj El Niño występowało mniej więcej co dekadę. W ostatnich latach jest częstsze, dłuższe i gwałtowniejsze. – Zjawisko to wkracza na nowe obszary. Nasza planeta zmieniła się drastycznie ze względu na generalną tendencję ocieplania wód oceanicznych, utratę lodu arktycznego, a także ponad miliona kilometrów kwadratowych letniej pokrywy lodowej na półkuli północnej – powiedział sekretarz generalny Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO) Michel Jarraud. – Choć właśnie padły rekordy, El Niño zamierza jeszcze bardziej podkręcić temperaturę – dodał. Pozostaje odpowiedzieć na ostatnie pytanie. Co jest źródłem tego zjawiska meteorologicznego? Dlaczego w ostatnich latach obserwujemy je częściej? Na obydwa te pytania istnieje tylko jedna uczciwa odpowiedź. Nie mamy bladego pojęcia!

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

3 komentarze do Dzieciątko kręci pogodą

Śpiewające piaski

„Powszechnie wiadomym jest, że pustynię zamieszkują złe duchy, prowadząc podróżników do zguby przez najbardziej złośliwe sztuczki” – pisał w 1295 roku Marco Polo. Dzisiaj wiadomo, że to nie duchy straszą na pustyni tylko dźwięki produkowane przez wydmy.

„Powszechnie wiadomym jest, że pustynię zamieszkują złe duchy, prowadząc podróżników do zguby przez najbardziej złośliwe sztuczki”

– pisał w dzienniku ze swoich podróży Marco Polo. Był rok  w 1295 roku i o mechanice materiałów sypkich wiedziano wtedy niewiele (a i dzisiaj nie wszystko jest jasne i oczywiste). Dzisiaj wiadomo, że to nie duchy straszą na pustyni podróżników, tylko śpiewające wydmy. O co chodzi? O lawiny piasku.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie.

Samochód jadący po tzw. kocich łbach hałasuje, bo koła raz wjeżdżają na kamień, raz z niego zjeżdżają. I tak w kółko, wjeżdżają i zjeżdżają, wjeżdżają… A teraz wyobraźcie sobie ziarenka piasku, które zsuwają się w dół wydmy. Nie ześlizgują się przecież po gładkiej powierzchni, tylko po innych ziarenkach piasku, leżących głębiej. I tak jak samochód na „kocich łbach”, tak drobinki piasku, raz wtaczają się na ziarenka leżące głębiej, raz z nich staczają. Zsynchronizowany ruch ziarenek „góra-dół” powoduje, że wydma zachowuje się jak ogromna drgająca membrana. Te drgania, tak jak w głośniku, „produkują” dźwięki.

Zrzut ekranu 2016-01-22 o 13_Fotor

Gdy nachylenie zbocza wydmy przekroczy wartość graniczną (około 35 st), warstwy piasku zsuwają się (a). Ziarenka piasku nie poruszają się jednak po płaskiej nawierzchni. Najpierw same muszą się wtoczyć (b) i przetoczyć (c i d) po warstwie piasku która pozostaje nieruchoma. W efekcie ziarenka piasku nie tylko poruszają się ku podstawie zbocza. Ponieważ zjeżdżają po innych ziarenkach piasku, dosyć szybko drgają poruszając się góra – dół. Źródło grafiki: Laurie Grace, ŚWIAT NAUKI 11.97

Membrana w głośniku jest jednak dużo mniejsza niż powierzchnia zsuwającej się piaskowej lawiny. Dźwięki „wygrywane” przez śpiewające wydmy mogą być tak donośne, że słychać je z odległości nawet 10 kilometrów. Dokładne pomiary wykazały, że odgłosy powstające na pustyni mogą mieć głośność nawet do 105 decybeli, podczas gdy granica bólu u człowieka wynosi 120 decybeli.

Nie każda wydma śpiewa. Ziarenka piasku muszą być małe, ich średnica nie może przekraczać 0,5 mm. Czym piasek jest czystszy, tym bardziej prawdopodobne, że będzie śpiewał. Gdy w piasku są zanieczyszczenia (muł, resztki roślin czy szczątki zwierząt, np. małe kawałki muszelek), o śpiewaniu można zapomnieć. Śpiewające wydmy występują tylko tam, gdzie jest wysoka temperatura i niska wilgotność. Wydmy nigdy nie śpiewają wcześnie rano czy późno wieczorem, bo wtedy nawet na pustyni w powietrzu (i piasku) jest trochę wilgoci. Cząsteczki wody, sklejają ziarenka piasku, a to wstrzymuje piaskowe lawiny.

Moment w którym z wydmy zsunie się lawina jest nie do przewidzenia. Gdy stromizna wydmy osiągnie wartość graniczną (wynoszącą na Ziemi dla suchego piasku około 35 stopnie), potrzebne jest tylko jedno jedyne ziarenko, które spowoduje przekroczenie wartości krytycznej i niekontrolowana już niczym lawina zsuwa się w dół zbocza. To zachwianie równowagi może być spowodowane także hukiem, albo jakimś wstrząsem. Przeróżne dźwięki powstają więc na pustynie nagle. Czasami jeden dźwięk wywołuje następny, czasami – mówią podróżnicy – jak gdyby grała cała orkiestra. Słychać dzwony, trąbki, harfy, organy i flety. Czasami słychać wystrzały armatnie, syreny okrętowe, odgłosy samolotów, głośny gwar czy płacz. Marco Polo opisywał dźwięki przypominające nawoływania, odgłosy marszu czy klaskania. Bywa, że zaskoczony i przerażony podróżnik znajduje się w samym ich środku.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

W Polsce nie ma śpiewających wydm. Jest za to tzw. „piszczący” piasek. Spacerując po plaży, stopami ugniatamy piasek. Pod wpływem naszego ciężaru, jego ziarenka są pomiędzy siebie wciskane, a to powoduje ich drgania i powstawanie dźwięków. Piszczących. Czy śpiewające wydmy występują na innych globach? Nie wiadomo. Powierzchnia Marsa składa się prawie wyłącznie z pustyń. Inny rodzaj piasku, inna grawitacja, wilgotność, ciśnienie i temperatura. Oj, fizycy będą mieli pełne ręce roboty.

okładka - piasekArtykuł pochodzi z książki „Nauka. To lubię. Od ziarnka piasku do gwiazd”. Tomasz Rożek, WAB 2012

Brak komentarzy do Śpiewające piaski

Mróz i ekstremalne doświadczenie

Nieczęsto robię doświadczenia naukowe na samym sobie. Ale… czasami mi się zdarza. Ten eksperyment, który opiszę był chyba jednym z najbardziej ekstremalnych.

Ta historia ma swój początek na Syberii. Jakiś czas temu (była już zima) zbierałem tam materiały do kilku tekstów (m.in. o jeziorze Bajkał). Trochę podróżowałem po okolicy (na Syberii okolica to co innego niż u nas 😉 ), ale przez kilka dni stacjonowałem w Irkucku.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

Któregoś dnia mojej wyprawy byłem świadkiem dość zaskakującej sytuacji. Widziałem dwóch dosyć rosłych facetów, którzy rozebrawszy się do kompletnego rosołu wskoczyli do wody. Bajkał w grudniu nie zamarza, więc nie musieli robić przerębla. Temperatura powietrza wynosiła wtedy około minus 30 st C. Panowie się wykąpali, po czym – tak jak Pan Bóg ich stworzył – weszli do samochodu i odjechali. Nie wyglądali na umęczonych, przeciwnie, ta szybka kąpiel chyba im się podobała. Już wtedy pomyślałem, że fajnie byłoby spróbować samemu wykąpać się w jeziorze, środku zimy.

Jak to jest, że ci, którzy morsują nie czują zimna (ja nie czułem)? Jak to jest, że tak dobrze czujemy się w saunie, gdzie temperatura może dochodzić nawet do plus 120 st C (!!!) ? No i co dzieje się z naszym ciałem gdy szybko zmieniamy temperaturę otoczenia?

sauna-1417238-639x739Pomijając osoby chore na serce i małe dzieci, szybka zmiana temperatury jest dla nas korzystna. O ile  dobrze się do niej przygotujemy. Eksperyment rozpocząłem od sauny. Wejście do sauny to jak zderzenie się z gorącą ścianą. W takim otoczeniu ciało bardzo szybko może się przegrzać. Dlatego mózg włącza tryb awaryjny. Coraz szybciej oddychamy i coraz szybciej bije nasze serce, a wszystko po to, by jak najwięcej krwi przepompować z wnętrza ciała do warstwy podskórnej. To dlatego gdy jest nam gorąco, jesteśmy czerwoni na twarzy. Krew krąży bardzo blisko powierzchni skóry bo wtedy najlepiej działa system chłodzenia. Pocimy się, a woda, po to by wyparować, potrzebuje energii. Tą energię odbiera powierzchni skóry, ochładzając ją. W saunie jest ekstremalnie ciepło, więc w odpowiedzi, ekstremalnie mocno się pocimy. I tutaj mała uwaga. Siedząc w saunie, nie wycierajcie spływającego hektolitrami po skórze potu. To  jest bez sensu. Pozbawiacie się wtedy systemu chłodzenia, a to może doprowadzić do przegrzania organizmu.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

Prosto z sauny wskoczyłem do basenu z zimną wodą. Miałem wrażenie, że serce staje mi w miejscu. Tymczasem ono zaczęło szybciej bić, po to by przepompować krew z zewnętrznych warstw mojego ciała do środka. Ale to jeszcze nic. Z basenu (po dokładnym osuszeniu), w krótkich spodenkach, czapce, rękawiczkach i butach, wszedłem do kriokomory. Temperatura w środku wynosiła minus 120 st C (!!!). W takiej atmosferze człowiek może przetrwać tylko kilka minut. Pomijam fakt, że palec przymarzł mi do klamki (moja wina, ściągnąłem rękawiczki), mimo ekstremalnych warunków, nic mi się nie stało. Miałem jednak wrażenie, że serce wyskoczy mi z klatki piersiowej. W niskiej temperaturze czym mniej krwi w warstwach podskórnych tym lepiej. To dlatego gdy jest nam zimno, robimy się bladzi na twarzy. Krew szybko usuwana jest z powierzchni ciała i pompowana do środka. W ten sposób tracimy mniej energii. W czasie tego przepompowywania pracuje nie tylko serce, ale w zasadzie wszystkie mięśnie.

Zrzut ekranu 2016-01-05 o 00_Fotor

Mój sprint do wody. Biegłem szybko… żeby nie zmarznąć 😉 Temperatura powietrza wynosiła wtedy około minus 7 st. C

Przepompowywanie krwi wte i wewte to doskonały trening dla ciała. Postanowiłem więc zrobić ostateczny test. Przerębel. Temperatura minus 7 st C, piaszczysta plaża i woda. Zimna woda! Najpierw koniecznie trzeba rozgrzać mięśnie, a w czasie tej rozgrzewki sukcesywnie się rozbierać. Pozostają buty do nurkowania (by nie rozciąć sobie nogi na kawałku lodu i by nie odmrozić sobie palców), czapka, rękawiczki no i kąpielówki. I tu ogromne zaskoczenie. Wszedłem do wody i nie czułem zimna. Serio, serio. Po kilkudziesięciu sekundach czułem mrowienie w mięśniach. To znak, że trzeba wyjść z wody i ponownie się rozgrzać. W czasie rozgrzewki krew (z tlenem) pompowana jest do mięśni. W lodowatej wodzie, przeciwnie, krew usuwana jest z mięśni (to mrowienie to znak, że mięśniom brakuje tlenu). Każde kolejne wejście może trwać dłużej (później pojawia się uczucie mrowienia), pomiędzy kolejnymi wejściami, zawsze trzeba się jednak rozgrzać. Nie ciepłym ubraniem, broń Boże alkoholem, tylko ćwiczeniami. Ja biegałem, robiłem przysiady i pompki.

>>> Więcej naukowych informacji na FB.com/NaukaToLubie

Moje wrażenia? Polecam każdemu. Przed wskoczeniem do przerębla, czytałem, że w czasie morsowania mięśnie pracują intensywniej niż na siłowni. Nie wierzyłem, ale uwierzyłem. Kolejnego dnia, po moim eksperymencie, bylem tak obolały, że nie potrafiłem wstać z łóżka. Co polecam każdemu 😉 

 

4 komentarze do Mróz i ekstremalne doświadczenie

Choinka – sztuczna czy prawdziwa?

Dla tych, którzy jeszcze nie kupili bożonarodzeniowej choinki mam radę. Jeżeli nie chcecie być na bakier z ekologią, kupcie drzewko naturalne. Na pewno nie spowoduje to żadnej katastrofy ekologicznej. Leśnicy twierdzą, że naturalne choinki mają tyle samo zalet, co sztuczne wad.

 

Ścinanie choinki przed świętami, tak jak zabijanie karpia, przedstawiane jest jak zbrodnia na środowisku naturalnym. Bo wiadomo karp to odczuwające ból zwierzę, a choinka to potencjalny las.  Gdy dorośnie, będzie cieszył oko i produkował tlen. Ten obraz jest fałszywy.

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

Drzewka na ścięcie

Co roku oficjalnie wycina się w całym kraju kilkadziesiąt tysięcy drzewek, najczęściej sosen i świerków. Pochodzą one ze szkółek, zakładanych na terenach otwartych albo pod liniami wysokiego i średniego napięcia. Tam gdzie nie może powstać las. Niektóre drzewka pochodzą z lasów już istniejących, ale leśnicy wycinają je w ramach… zabiegów pielęgnacyjnych. Sosny i świerki hodowane są także na prywatnych gruntach nieprzydatnych rolnictwu, ale takich na których ich właściciele nie chcą mieć lasu. W skrócie mówiąc drzewka które można legalnie kupić w sklepie, na targowiskach czy przy supermarketach są i tak skazane na ścięcie. Są sadzone na ścięcie. Jeżeli nie zostaną kupione przy okazji Świąt Bożego Narodzenia, zostaną wycięte później i wyrzucone. Pod liniami energetycznymi nie mogą rosnąć wysokie drzewa.

Alternatywą dla naturalnych drzewek bożonarodzeniowy są choinki sztuczne, plastikowe. Przed świętami pojawiają się akcje w czasie których radykalne organizacje ekologiczne przekonują, że kupowanie sztucznej choinki jest oznaką dbałości o środowisko naturalne. Specjaliści przekonują, że nic bardziej błędnego. Proces produkcji plastiku jest dla środowiska naturalnego dużym obciążeniem. Większość choinek jest produkowanych w Chinach, gdzie dbałość o środowisko nikogo nie interesuje. W procesie produkcji materiałów plastikowych (PCW) powstają szkodliwe pyły i gazy. Potrzebna jest także spora ilość energii i wody. A jeżeli mówimy o konsumpcji energii, musimy mieć z tyłu głowy emisję CO2.

Las w domu

Po kilkunastu dniach, igły naturalnej choinki zaczynają opadać i drzewko nadaje się do wyrzucenia. Ci, którzy mają swój własny ogród mogą przed świętami kupić drzewko naturalne w donicy i zasadzić je na wiosnę. Trzeba jednak pamiętać, że nie zawsze takie drzewko się przyjmie, skoro całą zimę spędziło w ciepłym mieszkaniu. Ci, którzy nie mają swoich ogródków, ściętą i już przysuszoną choinkę muszą wyrzucić do kompostownika, albo zanieść do punktu zbierania choinek, które powstają w niektórych miastach (np. w Warszawie). Suchą choinkę można też spalić. Przy tym wydziela się oczywiście CO2, ale jest to ten sam dwutlenek węgla, który drzewko pochłonęło w czasie wzrostu. Pochłaniało związki węgla i „wyrzucało” do atmosfery tlen. Na kompoście czy na wysypisku śmieci wyrzucone drzewko szybko się rozkłada. Skumulowane w nim związki chemiczne stają się z powrotem częścią obiegu materii w przyrodzie. Z kolei korzenie wyciętego drzewka wzbogacają glebę w tzw. próchnicę.

To prawda, że choinka sztuczna wystarcza na kilka lat. Z czasem blaknie jednak jej kolor i w końcu też trzeba ją wyrzucić. Najgorsze co można zrobić, to wrzucić ją do pieca. Spalany plastik jest źródłem rakotwórczych związków, które rozpylają się w atmosferze i dostają się do organizmu w czasie oddychania. Plastikowego drzewko na wysypisko śmieci będzie się rozkładało przez kilkaset lat. Najlepszym wyjście jest wrzucenie go do pojemnika na odpady segregowane. To może być jednak o tyle problematyczne, że sztuczne choinki najczęściej mają metalowy stelaż.

Pomijając fakt, że drzewko naturalne pachnie lasem, żywicą a plastikowe nie. Że ma naturalny kolor, który trudno odtworzyć nawet najlepszej imitacji. Pomijając to wszystko co dla wielu osób jest ważne, choć subiektywne i niemierzalne. Drzewka plastikowe szkodzą środowisku, a choinki naturalne – nie z powodów obiektywnych.

>>> Więcej naukowych ciekawostek na FB.com/NaukaToLubie

A tak a propos. Wiecie dlaczego choinka zruca igły? Naukowcy z Université Laval w Kanadzie odkryli, że za opadanie igieł odpowiada roślinny hormon etylen. W czasie testów zmierzono, że gałązki jodły balsamicznej (Abies balsamea) zaczęły zrzucać igły po około 14 dniach od ścięcia. Trzy dni wcześniej drzewko zaczęło intensywnie wydzielać etylen. Po 40 dniach, na testowanych drzewkach nie było ani jednej igły. Gdy badacze rozpylili w pomieszczeniu gdzie badano jodły 1-metylocyklopropen (1-MCP), związek hamujący działanie etylenu, igły „wisiały” na drzewku nie jak wcześniej 40 dni, tylko 73 dni. Zastosowanie innego związku, aminoetoksywinyloglicyny (AVG) wydłużyło ten okres jeszcze bardziej, do 87 dni. Przez cały ten wydłużony czas gałązki choinki wyglądały świeżo, jak gdyby drzewko było dopiero co ścięte.  Związek 1-MCP od dawna stosuje się w przechowalniach owoców, np. jabłek. Gdyby rozpylać go w magazynach, albo samochodach wiozących drzewka na targowiska, drzewka mogłyby przetrwać dużo dłużej. Choć z drugiej strony po co komu bożonarodzeniowa choinka w marcu?

3 komentarze do Choinka – sztuczna czy prawdziwa?

W kosmosie woda jest wszędzie!

Jest na planetach, księżycach, kometach a nawet… w mgławicach. Dość powszechnie panująca opinia o tym, że woda jest obecna tylko na Ziemi, jest kompletnie błędna. Wody w kosmosie jest bardzo dużo. Ale to wcale nie musi znaczyć, że wszędzie tam jest życie.

Dość powszechnie panująca opinia o tym, że woda jest obecna tylko na Ziemi, jest kompletnie błędna. Choć w kolejnym odcinku „Megaodkryć” na National Geographic Channel będzie mowa o „Wodnej apokalipsie” to okazuje się, że ta wspomniana apokalipsa to nasz ziemski problem.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 

Woda płynna jest na przynajmniej kilku obiektach Układu Słonecznego. Kilka tygodni temu odkryto ją także na powierzchni Marsa. Co zaskakuje, obłoki pary wodnej „wiszą” także w przestrzeni kosmicznej. Kilka lat temu odkryto taki wokół kwazaru PG 0052+251. Póki co, to największy ze wszystkich znanych rezerwuarów wody w kosmosie. Dokładne obliczenia wskazują, że gdyby całą tę parę wodną skroplić, byłoby jej 140 bilionów (tysięcy miliardów) razy więcej niż wody we wszystkich ziemskich oceanach. Masa odkrytego wśród gwiazd „zbiornika wody” wynosi 100 tysięcy razy więcej niż masa Słońca. To kolejny dowód, że woda jest wszechobecna we wszechświecie.

Do wyboru: lód, woda i para

Naukowców nie dziwi sam fakt znalezienia wody, ale jej ilość. Cząsteczka wody (dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu) jest stosunkowo prosta i występuje we wszechświecie powszechnie. Bardzo często łączy się ją z obecnością życia. Faktem jest, że życie, jakie znamy, jest uzależnione od obecności wody. Ale sam fakt istnienia gdzieś wody nie oznacza istnienia tam życia. Po to, by życie zakwitło, musi być spełnionych wiele różnych warunków. Woda wokół wspomnianego kwazaru jest w stanie gazowym, a woda niezbędna do życia musi być w stanie ciekłym. Nawet jednak ciekła woda to nie gwarancja sukcesu (w poszukiwaniu życia), a jedynie wskazówka.

Takich miejsc, którym badacze się przyglądają, jest dzisiaj w Układzie Słonecznym przynajmniej kilka. Woda może tu występować – tak jak na Ziemi – w trzech postaciach: gazowej, ciekłej i stałej. I właściwie we wszystkich trzech wszędzie jej pełno. Cząsteczki pary wodnej badacze odnajdują w atmosferach przynajmniej trzech planet Układu Słonecznego. Także w przestrzeni międzygwiezdnej. Woda w stanie ciekłym występuje na pewno na Ziemi. Czasami na Marsie, najprawdopodobniej na księżycach Jowisza, ale także – jak wykazały ostatnie badania – na księżycach Saturna. A na jednym z nich – Enceladusie – z całą pewnością. Gdy kilka lat temu amerykańska sonda kosmiczna Cassini-Huygens przelatywała blisko tego księżyca, zrobiła serię zdjęć, na których było wyraźnie widać buchające na wysokość kilku kilometrów gejzery. Zdjęcia tego zjawiska były tak dokładne, że badacze z NASA zauważyli w buchających w przestrzeń pióropuszach nie tylko strugi wody, ale także kłęby pary i… kawałki lodu. Skąd lód? Wydaje się, że powierzchnia Enceladusa, tak samo zresztą jak jowiszowego księżyca Europy, pokryta jest bardzo grubą (czasami na kilka kilometrów) warstwą lodu. Tam nie ma lądów czy wysp. Tam jest tylko zamarznięty ocean. Cały glob pokryty jest wodą.

061215_europa_02

Powierzchnia jowiszowego księżyca Europa

Nie tylko u nas

Skoro cała powierzchnia księżyców Jowisza i Saturna pokryta jest bardzo grubym lodem, skąd energia gejzerów? Skąd płynna woda pod lodem? Niektóre globy żyją, są aktywne. Ich wnętrze jest potężnym reaktorem, potężnym źródłem ciepła. Tak właśnie jest w przypadku zarówno Europy, jak i Enceladusa. Swoją drogą ciekawe, co musi się dziać pod kilkukilometrowym lodem, skoro woda, która wydrążyła sobie w nim lukę, wystrzeliwuje na wiele kilometrów w przestrzeń?

Może nie morza, jeziora czy chociażby bajora, ale lekka rosa – wodę znajduje się także na powierzchni naszego Księżyca. Zaskakujące odkrycie to dzieło indyjskiej sondy Chandrayaan-1, potwierdzone przez dwie amerykańskie misje (Deep Impact i Cassini).

Niejedna praca naukowa powstała też na temat wody na Czerwonej Planecie. Wiadomo, że jest na marsjańskich biegunach. Nie brakuje jednak danych, że woda, nawet w stanie ciekłym, pojawia się czasowo w różnych innych miejscach planety. Wyraźnie ją widać na zboczach kraterów, o ile padają na nie promienie letniego Słońca.

Z badań amerykańskiej sondy Messenger, która od 2004 roku badała Merkurego, wynika, że woda jest także w atmosferze pierwszej od Słońca gorącej planety. Co z innymi planetami spoza Układu Słonecznego? Na nich też pewnie jest mnóstwo wody. Tylko jeszcze o tym nie wiemy. Chociaż… Pierwszą egzoplanetą, na której najprawdopodobniej jest woda jest HD 189733b, która znajduje się 63 lata świetlne od nas. Ta planeta to tzw. gazowy gigant. Ogromna kula gorących i gęstych gazów z płynnym wnętrzem. Gdzie tutaj miałaby być woda? Wszędzie – twierdzą badacze. Dzięki aparaturze wybudowanej w California Institute of Technology, USA udało się odkryć, że mająca prawie 1000 st. C atmosfera zawiera duże ilości pary wodnej.

>> Polub FB.com/NaukaToLubie i pomóż mi tworzyć stronę pełną nauki. 

Czy któreś z tych kosmicznych źródeł wody będzie nas w stanie uchronić przez niedostatkiem pitnej wody na Ziemi? Tego jeszcze nie wiemy, choć problem braku podstawowej do życia substancji wydaje się być coraz bardziej palący. Przekonują o tym hollywoodzka gwiazda – Angela Basset – i jej goście – światowej sławy naukowcy, którzy próbują odpowiedzieć na pytanie czy czeka nas „Wodna Apokalipsa” w ostatnim już odcinku niezwykłej serii „Megaodkrycia” na National Geographic Channel. Jeśli chcecie wiedzieć, gdzie najtęższe umysły naukowe szukają teraz źródeł H2O, oglądajcie „Wodną Apokalipsę” – już w niedzielę, 13 grudnia, o 22.00 na National Geographic Channel.

 

 

Brak komentarzy do W kosmosie woda jest wszędzie!

Czy zgasną światła na Ziemi ?

Światowa konsumpcja energii do 2050 roku podwoi się. Jeżeli nie znajdziemy nowych źródeł – może nam zabraknąć prądu.

W Paryżu trwa międzynarodowy panel klimatyczny. Wiele wątków, wiele interesów, wiele sprzecznych celów. Energia jest tematem, który z klimatem wiąże się bezpośrednio. I pomijając kwestie emisji i CO2, warto zdać sobie sprawę z tego, że światowa konsumpcja energii do 2050 roku podwoi się. Jeżeli nie znajdziemy nowych źródeł – będzie kłopot.

Słońce jest dostawcą większości energii dostępnej dzisiaj na Ziemi. Dostarcza ją teraz i dostarczało w przeszłości nie tylko dlatego, że świeci, ale także dlatego że pośrednio powoduje ruchu powietrza (czyli wiatry) i wody (czyli fale). Dzisiaj dostępne źródła energii można więc podzielić na te zdeponowane przez Słońce w przeszłości – nazwane nieodnawialnymi –  i te udostępniane nam na bieżąco – czyli odnawialne. Z tego podziału wyłamuję się energetyka jądrowa, geotermalna i grawitacyjna oraz fuzja jądrowa.

Najefektywniejszym odbiornikiem energii słonecznej na Ziemi jest roślinność. Dzięki zjawisku fotosyntezy, gdy Słońce świeci – rośliny rosną. Rosną i rozprzestrzeniają się także dlatego, że wieje wiatr. Bardzo długo człowiek korzystał tylko z tego przetwornika energii słonecznej. Drzewo jednak wolniej rośnie niż się spala. Z biegiem lat było nas coraz więcej i coraz więcej energii potrzebował nasz przemysł. Wtedy zaczęło brakować lasów pod topór. Całe szczęście umieliśmy już wydobywać i spalać węgiel, ropę naftową i gaz. Ale w gruncie rzeczy to to samo, co spalanie drewna. Tyle tylko, że w przypadku drzewa energia słoneczna była „deponowana” na Ziemi przez kilka dziesięcioleci, a w przypadku węgla czy ropy – przez miliony lat.

Kłopot w tym, że spalanie kopalin jest toksyczne. Badania przeprowadzane w różnych krajach potwierdzają, że typowa elektrownia węglowa o mocy 1 GWe  powoduje przedwczesną śmierć od 100 do 500 osób. Nie są to ofiary związane z wydobywaniem węgla, czy jego transportem, a jedynie ci, którzy mieli wątpliwe szczęście mieszkać w sąsiedztwie dymiącego komina. Oczyszczanie spalin jest bardzo drogie, a usuwanie szkód środowiskowych związanych z wydobyciem kopalin, w zasadzie niewykonalne. Skoro więc nie paliwa tradycyjne, to może odnawialne?  Siłownie wykorzystujące energię wody, wiatru czy Słońca powinny być budowane jak najszybciej tam, gdzie jest to opłacalne. Nie ulega jednak wątpliwości, że nie wszędzie jest. W Islandii, bogatej w gorące źródła, aż 73 proc. całej produkcji energii stanowi energia odnawialna. W Norwegii (długa i wietrzna linia brzegowa) 45 proc energii produkują wiatraki, a w niektórych krajach Afryki ponad połowa całej wyprodukowanej energii jest pochodzenia słonecznego. Ale równocześnie w proekologicznie nastawionych – ale nie usytuowanych – Niemczech mimo miliardowych inwestycji i olbrzymiej ilości elektrowni wiatrowych zielona energia stanowi około 20 proc. całej zużywanej energii. W tych statystykach nie liczę biomasy, bo ta nie jest żadną energią odnawialną.

Energia zdeponowana przez Słońce w przeszłych epokach wyczerpuje się, a korzystanie z niej w dotychczasowy sposób jest zbrodnią na środowisku naturalnym, z kolei energii dawanej nam przez Słońce „on-line” jest za mało. No więc jaki jest wybór? Wydaje się, że dzisiaj istnieją dwa scenariusze. Obydwa opierają się na skorzystaniu z nieograniczonej energii zdeponowanej jeszcze w czasie Wielkiego Wybuchu. Ta energia nas otacza w postaci materii, ale nie na poziomie związków chemicznych, ale na poziomie pojedynczych jąder atomowych. Jak to rozumieć ? Zanim powstał węgiel kamienny czy ropa naftowa, strumień energii ze Słońca umożliwiał zachodzenie tutaj, na Ziemi, przemian chemicznych, dzięki którym np. rozwijała się bujna roślinność. Dzięki światłu, wodzie i dwutlenkowi węgla tworzą się węglowodany (cukry), białka i tłuszcze. W tych reakcjach nie tworzą się jednak nowe atomy. Dzięki energii z zewnątrz już istniejące łączą się w większe kompleksy. Energia jest zmagazynowana w połączeniach pomiędzy atomami, w wiązaniach.  Ale same pierwiastki też są magazynami energii – energii, która umożliwiła ich stworzenie – pośrednio czy bezpośrednio – w czasie Wielkiego Wybuchu.

Tę energię da się pozyskać na dwa sposoby. Pierwszy to fuzja jądrowa, a drugi to rozszczepienie jądra atomowego. W pierwszym przypadku energia jest uwalniana przez łączenie dwóch lżejszych elementów w pierwiastek cięższy. Część masy tych pierwszych jest zamieniana na energię, którą można zamienić na prąd elektryczny. Paliwem w takim procesie mogą być powszechnie dostępne w przyrodzie lekkie pierwiastki. Produktem końcowym reakcji – oprócz dużej ilości energii – jest nieszkodliwy gaz – hel. Niestety fuzja jądrowa to śpiew przyszłości. Choć naukowcy usilnie nad tym pracują, najwcześniej będziemy mieli do niej dostęp dopiero za kilkanaście, kilkadziesiąt lat. Drugi scenariusz jest w pewnym sensie odwrotnością fuzji jądrowej. W rozszczepieniu jądra atomowego pierwiastek ciężki zostaje rozerwany na elementy lżejsze. I to ten rozpad jest źródłem energii. Pierwsza elektrownia jądrowa została wybudowana w 1942 roku, a dzisiaj dzięki energetyce jądrowej niektóre kraje pokrywają ponad 75 % całego swojego zapotrzebowania na energię elektryczną.

Przewidywanie przyszłości zawsze obarczone jest spora niepewnością. W każdej chwili, może się okazać, że ktoś wymyślił zupełnie nową technologię pozyskiwania energii. Wtedy powyższe rozważania w jednej chwili mogą się stać nieaktualne. Jeżeli jednak nic takiego się nie stanie, nie ma wątpliwości, że z wyczerpaniem paliw kopalnych będziemy musieli się zmierzyć nie za kilkaset, ale za kilkadziesiąt lat. Oszczędzanie energii, zwiększanie efektywności jej wykorzystania nie zahamuje tego procesu tylko go nieznacznie opóźni. Od nas zależy czy na czas przygotujemy się do tej chwili, czy obudzimy się w świecie ciemnym, zimnym i brudnym. I wcale nie trzeba czekać na moment, w którym wyczerpią się pokłady węgla. W końcu „epoka kamieni łupanego nie skończyła się z powodu braku kamieni”.

 

 

 

Brak komentarzy do Czy zgasną światła na Ziemi ?

TworzyMy atmosferę

To my tworzymy atmosferę, którą później oddychamy. Albo – trzeba niestety to przyznać – atmosferę, którą się podtruwamy. Na przełomie jesieni i zimy jakość powietrza w Polsce jest dramatyczna!  

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

Jakość powietrza na przełomie jesieni i zimy jest najgorsza, bo wtedy powietrze jest wilgotne a szkodliwe cząsteczki mają się o co „zawiesić”. Gdy przychodzi sroga zima zanieczyszczenia są mniej szkodliwe, bo są szybko rozwiewane. W czasie mrozu powietrze jest suche (woda osiada jako szron albo śnieg) a to znaczy, że czystsze.

Kraków – brudne miasto

Dowodów na to, że zatrute powietrze powoduje wiele groźnych chorób jest tak wiele, że aż trudno zrozumieć dlaczego wciąż tak mało energii poświęcamy jego ochronie. Z badań ankietowych wynika, że aż 81 proc. pytanych nie uważa zanieczyszczenia powietrza za problem miejsca w którym mieszka. Fakty są jednak takie, że poziom zanieczyszczenia powietrza w Polsce jest jednym z najwyższych w Unii Europejskiej. Pod względem stężenia pyłu zawieszonego PM10 wywołującego m.in. astmę, alergię i niewydolność układu oddechowego w całej Europie gorsza sytuacja niż w Polsce jest tylko w niektórych częściach Bułgarii. W przypadku pyłu PM2,5 stężenie w polskim powietrzu jest najwyższe spośród wszystkich krajów w Europie, które dostarczyły dane. Podobnie jest ze stężeniem rakotwórczego benzopirenu. Gdy Polskę podzielono na 46 stref w których badano jakość powietrza, okazało się, że aż w 42 poziom benzopirenu był przekroczony. Wczytywanie się w statystyki, liczby, tabelki i wykresy może przyprawić o ból głowy. Okazuje się bowiem, że wśród 10 europejskich miast z najwyższym stężeniem pyłów zawieszonych, aż 6 to miasta polskie; Kraków, Nowy Sącz, Gliwice, Zabrze, Sosnowiec i Katowice. Bezsprzecznym liderem na liście miast z największym zanieczyszczeniem jest od lat Kraków. Tam liczba dni w roku w których normy jakości powietrza są przekroczone wynosi 151. Kraków jest trzecim najbardziej zanieczyszczonym miastem europejskim. Brudne powietrze to nie tylko takie w którym przekroczone są normy stężania pyłów zawieszonych czy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA), w tym benzopirenu (te powstają w wyniku niecałkowitego spalania np. drewna, śmieci czy paliw samochodowych). My i nasze dzieci (także te, które jeszcze się nie urodziły) oddychamy tlenkami azotu (główne źródło to spaliny samochodowe), tlenkami siarki (spalanie paliw kopalnych), przynajmniej kilkoma metalami ciężkimi np. kadmem, rtęcią, ołowiem, a także tlenkiem węgla.

Piece i samochody

Źródła poszczególnych zanieczyszczeń występujących w atmosferze są różne, ale w brew pozorom nie są one związane z przemysłem. Głównym ich źródłem jesteśmy my sami, a konkretnie indywidualne ogrzewanie domów i mieszkań oraz transport drogowy. Ponad 49 proc. gospodarstw domowych ma własne piece centralnego ogrzewania. Samo to nie byłoby problemem gdyby nie fakt, że przeważająca większość tych pieców to proste konstrukcje, które można scharakteryzować dwoma określeniami: są wszystkopalne i bardzo mało wydajne. Duża ilość paliwa, którą trzeba zużyć oraz fakt, że często używane jest w nich paliwo niskiej jakości powodują, że duże miasta w Polsce w okresie jesienno – zimowym praktycznie są cały czas zasnute mgłą. Swoje dokładają także samochody. Liczba samochodów osobowych zarejestrowanych w Polsce wynosi 520 pojazdów na 1000 mieszkańców a to więcej niż średnia europejska. Nie jest to bynajmniej powód do dumy. Spory odsetek samochodów na naszych drogach nie zostałby zarejestrowany w innych unijnych krajach. Także ze względu na toksyczność spalin.

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

O szkodliwości zanieczyszczonego powietrza można by pisać długie elaboraty. W zasadzie nie ma organu, nie ma układu w naszym ciele, który nie byłby uszkadzany przez związki chemiczne zawarte w zanieczyszczeniach. Przyjmuje się, że z powodu zanieczyszczenia powietrza umiera w Polsce ponad 40 tys. osób rocznie. To ponad 12 razy więcej osób niż ginie wskutek wypadków drogowych! Grupami szczególnie narażonymi są dzieci i osoby starsze. Zanieczyszczenia bardzo negatywnie wpływają na rozwój dziecka przed urodzeniem. Prowadzone także w Polsce badania jednoznacznie wskazywały, że dzieci, których matki w okresie ciąży przebywały na terenach o dużym zanieczyszczeniu powietrza, miały mniejszą masę urodzeniową, były bardziej podatne na zapalenia dolnych i górnych dróg oddechowych i nawracające zapalenie płuc w okresie niemowlęcym i późniejszym, a nawet wykazywały gorszy rozwój umysłowy.

To problem każdego!

W sondażu przeprowadzonym na zlecenie Ministerstwa Środowiska w sierpniu 2015 r. czystość powietrza była wymieniana jako jedna z trzech – obok bezpieczeństwa na drogach i poziomu przestępczości – najważniejszych kwestii, od których zależy komfort życia w danej miejscowości. Problem z tym, że większość pytanych nie widzi tego problemu w miejscowości w której mieszka. Temat dla nich istnieje, ale jest abstrakcyjny, mają go inni. Prawda jest inna. Nawet w wypoczynkowych miejscowościach jak Zakopane czy Sopot jakość powietrza jest koszmarna. Tymczasem problem w dużej części można rozwiązać bez dodatkowych inwestycji czy zwiększania rachunki np. za ogrzewanie. Wystarczy zmienić własne nawyki. Kupno węgla o odpowiednich parametrach to pozornie wyższy wydatek. Lepszy węgiel ma jednak wyższą wartość opałową, czyli trzeba go zużyć mniej by wyprodukować podobna ilość ciepła. Nic nie kosztuje dbanie o sprawność domowego pieca przez regularne czyszczenie go. Nic nie kosztuje (można dzięki temu nawet zaoszczędzić), zamiana w mieście samochodu na komunikacje miejską albo rower.

A miejsce śmieci… jest w śmietniku. Inaczej pozostałości z ich spalania, będę kumulowały się w naszych płucach. Polacy w domowych piecach spalają rocznie do 2 mln ton odpadów. W konsekwencji do atmosfery i do naszych płuc trafiają m.in. toksyczne dioksyny, furany, cyjanowodór.

>>> Polub FB.com/NaukaToLubie to miejsce w którym komentuję i popularyzuję naukę.

 

Tekst został opublikowany w tygodniku Gość Niedzielny.
2 komentarze do TworzyMy atmosferę

Type on the field below and hit Enter/Return to search