|
|
AKTUELNOSTI
IZ NAUKE I TEHNOLOGIJE |
|
|
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010 |
|
home
| impresum
| kontakt
| sadržaj broja 007 |
|
|
|
|
|
|
|
Jupiterov
satelit Evropa |
Ima
li života
u Evropi? |
Piše:
dr Aleksandar Bogojević
Laboratorija za primenu računara u nauci · Institut
za fiziku u Beogradu · http://scl.phy.bg.ac.yu/
|
|
|
Sedamdesetih godina prošlog veka na
Antarktiku je otkriveno jezero Vostok, jedno od najvećih jezera
na našoj planeti, poslednjih 15 miliona godina sakriveno ispod 4 km
dubokog sloja večnog leda. Kao igloi, ledene kuće eskima,
pokrov leda je uspeo da toplotno izoluje jezero od izuzetno niskih
temeratura koje vladaju na Antarktiku i spreči rasipanje toplote
koja dolazi iz zemljinih dubina. Kao rezultat toga, voda u ovom podzemnom
svetu ostala je u tečnom stanju, a gde postoji voda, postoji
i mogućnost za nastanak života. Pa, ima li života u jezeru Vostok?
Ako ga ima, onda je odsečen od ostatka ekosistema bar pomenutih
15 miliona godina. Uslovi koji vladaju u dubinama jezera Vostok su
jedinstveni na našoj planeti, no ima još jedno mesto u sunčevom
sistemu u kome verujemo da vladaju slični uslovi - reč je
o Evropi, jednom od četiri velika satelita Jupitera. Sonde Vojadžer
i Galileo otkrile su nam da je Evropa pokrivena ledom ispresecanim
većim i manjim pukotinama. A pod ledom, tako nam se čini,
mogao bi da postoji okean tečne vode - najveći okean vode
u čitavom sunčevom sistemu. Dakle, možda se baš ključ
jedne tajne krije u otkrivanju ove druge - ispod kilometrima debelog
sloja večnog antarktičkog leda na kome počiva ruska
istraživačka stanica Vostok |
|
Gde god se nalazili na Zemljinoj kugli
možete krenuti na istok ili zapad, sever ili jug - jedino na polovima
nije tako. Na kraju svih putovanja na jug se nalazi južni pol. Kad
tu stignete nema više juga, ali nema ni istoka ni zapada. Kud god
iskoračili iz te tačke, krenuli ste na sever. I baš tu,
na mestu gde pravci sveta gube svoj smisao, nalazi se Ruska istraživačka
stanica Vostok (Istok).
U želji da ga veličaju, Rusi su istok stavili tamo gde ga
pre, po prirodi stvari, nije bilo - u svemir i na južni pol. Vasionski
brodovi Vostok, pošto bi se vinuli visoko u Zemljinu orbitu, okretali
su svoje poglede na dole - ka planeti sa koje su potekli. Sa druge
strane, istraživačka stanica Vostok, izgrađena na ledu
i okružena tim ledom sa sve četiri (severne) strane, svoj pogled
nužno je okretala na gore - ka dalekim zvezdama koje trepere na
nebu u toku šest meseci dugih polarnih noći; ka visokim, plamenom
obojenim oblacima obasjanim kosim zracima Sunca u toku jednako dugih
polarnih dana.
Ispostavilo se da je sudbina stanice Vostok zaista vezana za nebo
- za Evropu, jedan od satelita koji kruži oko moćnog Jupitera,
najveće planete sunčevog sistema. Ko bi, međutim,
poverovao da se ključ te sudbine krije ispod kilometrima debelog
sloja večnog leda na kome stanica Vostok počiva? |
|
|
Istraživačka stanica Vostok |
|
|
Jezero ispod antarktičkog
leda
Ruska ekspedicija je 1957. godine izgradila istraživačku stanicu
Vostok u najvećoj bestragiji koju naša planeta poznaje - ankerisanu
na večnom ledu, 1000 km udaljena od obale, na mestu gde se
temperatura spušta i do -89°C. Niko normalan tu ne bi tražio jezero,
no to je upravo ono što je tu nađeno - ogromno jezero slatke
vode, površine 10 hiljada kvadratnih kilometara i duboko oko 500
metara. Nisu ga pronašli istraživači koji su boravili u stanici
već britanski tim naučnika koji su sedamdesetih godina
avionom preletali Antarktik snimajući specijalnim radarom stene
koje se kriju ispod njegove ledom okovane površine. Tako su, na
svoje veliko iznenađenje, otkrili jezero Vostok, jedno od najvećih
jezera na našoj planeti, sakriveno oko 15 miliona godina ispod 4
km dubokog sloja večnog leda. Kao igloi, ledene kuće eskima,
pokrov leda je uspeo da toplotno izoluje jezero od izuzetno niskih
temeratura koje vladaju na Antarktiku i spreči rasipanje toplote
koja dolazi iz zemljinih dubina. Kao rezultat toga, voda u ovom
podzemnom svetu ostala je u tečnom stanju. A taman smo bili
poverovali da ova naša planeta ne krije nove tajne.
Ima li života u jezeru Vostok? Ako ima, onda je taj život odsečen
od ostatka ekosistema bar 15 miliona godina. Sa našeg stanovišta
sredina nije ni malo ugodna - pritisak se meri u stotinama atmosfera,
voda je veoma hladna, nema svetlosti. No život je izuzetno prilagodljiv
i postoji veliki broj primera organizama koji su se prilagodili
na život u jednako teškim uslovima. Ako postoji život u jezeru onda
je on imao 15 miliona godina da divergira od bilo čega što
danas postoji na planeti. |
|
|
Jezero "Vostok" sakriveno je ispod 4 km
dubokog sloja večnog leda na Antarktiku |
|
|
Čim su saznali da im je ispod
stanice ogromno jezero istraživači sa Vostoka počeli su
da buše led. Posle desetak godina iskopali su preko 3600 metara
dubok tunel, došli na tek nekoliko stotina metara od površine jezera
i stali! Stali su da ne bi zagadili ovaj novi ekosistem - kerozinom
i drugim hemikalijama koje se koriste u procesu bušenja, ali, još
mnogo važnije od toga, živim organizmima kojima obiluje spoljni
svet. Ako je osnovni cilj da saznamo ima li života u ovom podzemnom
jezeru, onda moramo biti posebno sigurni da taj život nije ušao
kroz bušotinu zajedno sa našim mernim instrumentima.
U procesu je planiranje robotizovanih uređaja koji bi bili
naši emisari u ovaj čudni svet, a koji bi u potpunosti osigurali
da ne dođe do njegovog zagađenja. Osnovna ideja je da
se napravi robot koji bi topio led ispod sebe i tako se lagano spuštao
ka površini jezera. Za sobom bi vukao 4 km dugački kabl - elektronsku
pupčanu vrpcu koja bi ga povezivala sa spoljnim svetom. Voda
iznad robota bi se zamrzavala i tako formirala novi sloj leda koji
bi, kao krasta na rani, sprečavala inficiranje podzemnog sveta.
Po uranjanju u jezero, od robota bi se odvojila sonda koja bi kao
podmornica krstarila svetom iz koga više nikada neće izroniti.
Istraživačka sonda bi informacije o svojim avanturama radio
talasima slala do glavnog aparata koji bi nam ih dalje prosleđivao
kablom.
Jupiterov satelit Evropa kao kosmički kandidat za
otkrivanje novih oblika života
Sve ovo veoma podseća na neku od Nasinih sondi koje istražuju
udaljene planete. Sličnost nije ni malo slučajna. Uslovi
koji vladaju u dubinama jezera Vostok su jedinstveni na našoj planeti,
no ima još jedno mesto u sunčevom sistemu u kome verujemo da
vladaju slični uslovi - reč je o Evropi, jednom od četiri
velika satelita Jupitera. Sonde Vojadžer i Galileo otkrile su nam
da je Evropa pokrivena ledom ispresecanim većim i manjim pukotinama.
A pod ledom, tako nam se čini, mogao bi da postoji okean tečne
vode - najveći okean vode u čitavom Sunčevom sistemu.
|
|
|
Jupiterovi sateliti su pet puta udaljeniji
od Sunca nego što je Zemlja, pa zbog toga primaju tek dvadesetpeti
deo sunčeve svetlosti. To svakako nije dovoljno da bi bilo
gde na ovim satelitima mogla da se nađe tečna voda. No,
mada im je Sunce jako daleko, Jupiter im je relativno blizu. Jupiter
je džinovska planeta, 300 puta masivnija od Zemlje, no ipak je planeta.
Morao bi biti još mnogo masivniji da bi se u njegovoj utrobi upalile
termonuklearne reakcije i da bi postao zvezda. Za razliku od Sunca,
Jupiter dakle ne isijava toplotu, no to ne znači da on ne greje
svoje satelite. Jupiter to čini moćnim plimskim silama
koje neprestano mese materijal od kojih su sateliti sačinjeni.
Svi dobro poznajemo plimske sile Meseca na Zemlju koje uzrokuju
periodično spuštanje i podizanje površine okeana - plimu i
oseku. Zemlja na sličan način gnjavi Mesec. Ovde nema
okeana koji se uzdižu i spuštaju, već plimske sile napinju
i opuštaju sam kameni materijal od koga je Mesec sazdan. Jedina
razlika je u tome što je Zemlja sto puta masivnija od Meseca, pa
su i njene plimske sile jače. Efekat ovoga gnječenja su
zemljotresi na Mesecu (mesecotresi). Ako želite da znate kako bi
izgledao Mesec kada bi Zemlja bila mnogo masivnija dovoljno je da
pogledate Io, najbliži od Jupiterovih velikih satelita. Plimske
sile Jupitera na Io su toliko moćne da ga neprestano gnječe
i razvlače, kao testo, a time i zagrevaju. Io je oličenje
pakla, jedino mesto u sunčevom sistemu, pored Zemlje, u kome
postoje aktivni vulkani. Srećom, na Zemlji su vulkani mnogo
mirniji, a i ima ih mnogo manje. |
|
|
Plimske sile ne zavise samo od mase
već veoma zavise od udaljenosti. Ganimed i Kalisto su dovoljno
daleko od Jupitera da su te sile u priličnoj meri zamenarljive.
Evropa je, međutim, taman toliko blizu da je plimske sile zagrevaju,
ali ne i rastapaju kao Io. Svi su izgledi da čitavu površinu
Evrope prekriva desetinama kilometara dubok okean vode koju u tečnom
stanju održavaju povremene erupcije podvodnih vulkana. Evropa nema
dovoljnu masu da bi zadržala atmosferu - to je jedino mesto u sunčevom
sistemu u kome se okean vode direktno dodiruje sa vakuumom. Taj
spoj je izuzetno nestabilan i dovodi do gotovo trenutnog stvaranja
zaštitinog ledenog pokrova koji razdvaja relativno toplu unutrašnjost
od izuzetno hladne površine. Ledena površina Evrope pliva na tečnom
moru. Trusovi i podvodne vulkanske aktivnosti povremeno otvaraju
pukotine u tom pokrivaču koje se brzo zaceljuju a za sobom
ostavljaju izbrazdanu površine koju vidimo.
Prisustvo tečne vode, termalni izvori toplote koji ujedno
izbacuju obilje organskih sastojaka koji kruže ovim okeanom - to
i par milijardi godina su sastojci koji su potrebni da bi se stvorio
život. Može nam se činiti da je pored svega toga Evropa daleko
negostoljubivija sredina od Zemlje, no ni sama Zemlja nije bila
ništa gostoljubivija u trenutku kada se u njenim praokeanima rađao
život. Izuzetno je važno da što pre zavirimo ispod ledene površine
Evrope. Jezero Vostok nam nudi idealan poligon za vežbu. Roboti
koji će ispitivati Evropin okean biće dalji rođaci
mašina koje će nam otvoriti misterije jezera Vostok. A ako
u jezeru nađemo tragove života, onda rastu i izgledi da se
možda i pod ledenim plaštom Evrope krije (neki sasvim novi) život. |
|
|
Richar Hoover i S. S. Abizov nacinili su prve analize
sastojaka leda sa dubine od 1250 m |
|
|
Klingonac, Miki Maus, sfera...
možda novi oblici života na Zemlji
Vratimo se iz svemira na Zemlju. Nedavno se ispostavilo da o životu
u jezeru Vostok možemo puno toga saznati i pre nego što zaronimo
u njegove dubine. Najniži deo ledenog pokrivača jezera nastao
je tako što se pređašnja površina jezera mrznula i lepila sa
kilometrima debelim ledenim pokrovom. Uzorci leda pri dnu bušotine
su dakle uzorci vode iz jezera i svega živog i neživog što je u
toj vodi plivalo. Prve analize sastojaka u ledu sa dubine od oko
1250 metara načinili su Richar Hoover (NASA, Marshall Space
Flight Center) i S. S. Abizov (Ruska akademija nauka). Naučnici
su koristili specijalni elektronski mikroskop da slikaju i analiziraju
sastav različitih uzoraka koje su našli u tom ledu. Otvorili
su jedan sasvim novi svet otkrivši lepezu živih stvorenja - od gljivica,
algi i bakterija do diatoma - ali i nekoliko novih objekata sasvim
čudnih oblika. Svi su izgledi da je reč o novim jednostavnim
živim organizmima. Trebaće, međutim, još puno godina detaljne
analize da prođe da bi se kategorisali svi otkriveni mikroorganizmi,
a pogotovo da bismo se uverili da pronađeni objekti zaista
predstavljaju nove oblike života. Do tada nam ostaje da se divimo
prvim slikama ovih novih oblika i čudnim nazivima koje su im
istraživači dali kao što su: Klingonac, Miki Maus, sfera...
Ovi novi poznanici su od ostalog sveta bili izolovani bar 400 hiljada
godina. Druga grupa istraživača analizirala je uzorke leda
sa dubine od 3590 metara. Detektovali su metaboličku aktivnost
mikroba koji su se nakon odmrzavanja probudili iz sna koji je trajao
milion godina. Detaljna analiza uzoraka sa različitih dubina
postepeno će nam dati sliku evolucije živog sveta u ovom jedinstvenom
ekosistemu tokom perioda od nekoliko miliona godina. |
|
|
|
Svi su izgledi da se život zapati
svuda gde postoje i najmanji uslovi za to. Ako je tako, onda će
zaista biti fascinantno otkriti šta u svojim dubinama krije Evropa.
Koliko god Klingonac i Miki Maus i ostali izgledali čudno oni
su ipak naši dalji rođaci. Život u utrobi Evrope, ako postoji,
bio bi, gotovo sigurno, suštinski drugačiji od bilo čega
što možemo naći na Zemlji. Ipak, sama činjenica da mikrobi
mogu preživeti zimski san od milion godina otvara nam i drugu mogućnost
- da jednostavni oblici života mogu preživeti u kometama i meteoritima
i biti prenošeni sa jedne planete na drugu. Verovatnoća za
ovako nešto je veoma mala, no i vremena za to je bilo na pretek
tokom milijardi godina od postanka planeta i nastanka života. U
toku sledećih nekoliko decenija zavirićemo ispod ledenog
pokrova Evrope i tada će ova pitanja preći iz domena spekulacija
u domen nauke. Možda još i saznamo da su nam Evropljani rođaci!
Šta god da otkrijemo, smeši nam se zaista uzbudljiva multidisciplinarna
avantura. |
|
|
|
|
|
|
001
002
003
004
005
006
007
008
009
010 |
|
home
| impresum
| kontakt
| sadržaj broja 007 |