Τετάρτη, 3 Φεβρουαρίου 2016

Νέα θεωρία υποστηρίζει πως η Γη προήλθε από τη συγχώνευση δύο πλανητών. New research suggests Earth is made-up of two planets that collided

Τα αποτελέσματα ενισχύουν την υπόθεση μιας μετωπικής σύγκρουσης ανάμεσα στη Γη και τη Θεία, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τη συγχώνευση των δύο σωμάτων. The moon is thought to have formed when a Mars-sized object smashed into the side of our planet with a glancing blow (illustrated), throwing out debris that eventually condensed together to form the moon. A new study has shown much of the water on Earth may have come from Theia.

Αναζητώντας τον τρόπο δημιουργίας της Σελήνης, αστρονόμοι βρήκαν ενδείξεις πως προήλθε από τη σύγκρουση ενός μικρού πλανήτη με τη Γη, πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η σύγκρουση ήταν τόσο βίαιη που αυτό το «πλανητικό έμβρυο», με όνομα «Θεία», κατέληξε να ενσωματωθεί στη Γη και το φεγγάρι.

Δεν είναι πρώτη φορά που επιστήμονες υποστηρίζουν πως η Σελήνη σχηματίσθηκε από μία σύγκρουση στο ηλιακό μας σύστημα. Μέχρι σήμερα, ωστόσο, οι θεωρίες που είχαν προταθεί πρότειναν ότι η Θεία απέσπασε ένα μικρό τμήμα της Γης, εκτινάσσοντάς το σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη μας, ενώ στη συνέχεια συνέχισε το «ταξίδι» της στο διάστημα.

Αντίθετα, η ομάδα από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια υποστηρίζει τώρα πως η Θεία συγχωνεύθηκε με τη Γη. Επομένως, η Σελήνη είναι ένα θραύσμα που αποτελείται από μάζες και των δύο ουράνιων σωμάτων.

The researchers analysed samples of moon rock brought back by astronauts in the Apollo 12, 15 and 17 lunar missions (pictured) and compared them to rocks found on Earth. They found they had identical levels of a particular oxygen isotope, suggested the two bodies formed out of the same mixture of material.

Για τη μελέτη της, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Science», η ομάδα ανέλυσε πετά σεληνιακά που μετέφεραν στη Γη οι αποστολές Apollo, όπως επίσης και έξι δείγμα ηφαιστειακών πετρωμάτων από τον γήινο μανδύα.

Αυτό που μέτρησαν ήταν η αναλογία ισοτόπων οξυγόνου στους βράχους, μετρώντας τον αριθμό των ατόμων οξυγόνου που έχουν διαφορετικό πλήθος πρωτονίων και νετρονίων στον πυρήνα τους.

Η συγκεκριμένη αναλογία είναι σημαντική, επειδή αποτελεί ένα είδος «αποτυπώματος» για κάθε πέτρωμα και υποδεικνύει από πού προήλθε. Στη Γη για παράδειγμα, πάνω από το 99,9% του οξυγόνου είναι Ο-16, δηλαδή ένα ισότοπο με 8 πρωτόνια και 8 νετρόνια στον πυρήνα του.

Παράλληλα, όμως, στον πλανήτη μας υπάρχουν μικρές ποσότητες Ο-17 και Ο-18. Έτσι, με την αναλογία του Ο-16 και του Ο-17 σε ένα πέτρωμα, όπως και σε οποιοδήποτε άλλο υλικό, οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν την προέλευσή του.

Αν η Θεία απλώς απέσπασε ένα τμήμα της Γης και στη συνέχεια συνέχισε το «ταξίδι» της, όπως υποστήριζαν οι έως σήμερα θεωρίες, τότε η Σελήνη θα έπρεπε να αποτελεί κυρίως από πετρώματα αυτού του πλανήτη. Συνεπώς, τα γήινα και τα σεληνιακά πετρώματα θα έπρεπε να παρουσιάζουν διαφορετική αναλογία ισοτόπων οξυγόνου.

Ωστόσο, η έρευνα των επιστημόνων καταρρίπτει αυτή την υπόθεση. «Δεν διαπιστώσαμε καμία διαφορά στις μετρήσεις των ισοτόπων. Ήταν πανομοιότυπες», αναφέρει στο σάιτ του πανεπιστημίου ο Έντουαρντ Γιανγκ, επικεφαλής της ομάδας.

Scientists had assumed the moon formed from the remains of the planet Theia, but the new research suggests it actually formed from debris from both planets. This suggests Theia and the Earth actually mixed and exchanged material thoroughly in the collision.

Αντίθετα, τα αποτελέσματα ενισχύουν την υπόθεση μιας μετωπικής σύγκρουσης ανάμεσα στη Γη και τη Θεία, η οποία είχε ως αποτέλεσμα τη συγχώνευση των δύο σωμάτων. Επομένως, η μάζα του πλανήτη αναμίχθηκε με αυτής της Γης, με συνέπεια και η Σελήνη να προκύψει από υλικά και των δύο σωμάτων.

Οι επιστήμονες δεν έχουν πολλά στοιχεία για τη Θεία – ο Γιανγκ και οι συνάδελφοί του πιστεύουν πως αυτό το «πλανητικό έμβρυο» είχε παρόμοιο μέγεθος με τη Γη, ενώ άλλοι αστρονόμοι θεωρούν πως ήταν παραπλήσιο με τον Άρη.

Παρ’ όλα αυτά, σύμφωνα με τον Γιανγκ, υπάρχουν ενδείξεις που φανερώνουν πως η μάζα αυτού του πλανήτη αυξανόταν. Κατά συνέπεια, αν είχε «επιβιώσει» από τη σύγκρουση, πιθανότατα θα είχε γίνει ένας ακόμη πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος.

Αν επιβεβαιωθεί από ανεξάρτητες μελέτες, η έρευνα των επιστημόνων θα αλλάξει την «επίσημη ιστορία» γέννησης και εξέλιξης του πλανήτη μας. Θα μπορούσε επίσης να αναθεωρήσει τον λόγο ύπαρξης νερού στη Γη.

Ο λόγος είναι πως μία τόσο σφοδρή σύγκρουση θα είχε εξαφανίσει οποιοδήποτε υγρό στοιχείο από τον πλανήτη μας. Επομένως, το νερό θα πρέπει να επανεμφανίσθηκε από κάποιον μετεωρίτη, ο οποίος μας «επισκέφθηκε» μερικές δεκάδες εκατομμύρια αργότερα.

Είναι η δυνατή η μικροβιακή ζωή στον Άρη σύμφωνα με τα αποτελέσματα πειράματος στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Antarctic fungi survive Martian conditions on the International Space Station

Πείραμα στον Διαστημικό Σταθμό δείχνει πως ο Άρης δεν είναι «αφιλόξενος» στη μικροβιακή ζωή. Scientists have gathered tiny fungi that take shelter in Antarctic rocks and sent them to the International Space Station. After 18 months on board in conditions similar to those on Mars, more than 60 percent of their cells remained intact, with stable DNA. The results provide new information for the search for life on the red planet. Lichens from the Sierra de Gredos (Spain) and the Alps (Austria) also traveled into space for the same experiment. An astronaut fixes the EXPOSE-E platform onto the International Space Station. Credit: ESA

Όπως στη Γη υπάρχουν μικροοργανισμοί που έχουν προσαρμοστεί σε εξαιρετικά ακραία περιβάλλοντα, έτσι θα μπορούσαν να έχουν αναπτυχθεί και στον Άρη είδη μικροβιακής ζωής, τα οποία θα κατάφερναν να επιβιώσουν στις αντίξοες συνθήκες που επικρατούν στον Κόκκινο Πλανήτη.

Αυτό αποδεικνύει πείραμα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, στο πλαίσιο του οποίου μια ομάδα Ευρωπαίων επιστημόνων έστειλε μύκητες από την Ανταρκτική, για να ζήσουν σε συνθήκες που προσομοίωναν το αρειανό περιβάλλον. Μια δοκιμή μου έδειξε πως, ακόμη και μετά από 18 μήνες παραμονής στον Σταθμό, το 60% των μικροοργανισμών είχαν επιβιώσει, χωρίς αλλοιώσεις στο γενετικό τους υλικό.

Οι μύκητες προήλθαν από τη περιοχή Βικτόρια στην Ανταρκτική, η οποία θεωρείται πως παραπέμπει όσο καμία άλλη στον Άρη, αφού χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία και υγρασία, όπως και ισχυρούς ανέμους. Επομένως, οι μόνοι κάτοικοί της είναι ορισμένοι «σκληροτράχηλοι» μύκητες και λειχήνες.

Section of rock coloniszed by cryptoendolithic microorganisms and the Cryomyces fungi in quartz crystals under an electron microscope. Credit: S. Onofri et al.

Από αυτούς τους μικροοργανισμούς, οι ερευνητές επέλεξαν να στείλουν στον Διαστημικό Σταθμό δύο είδη από μύκητες, τους Cryomyces antarcticus και Cryomyces minteri. Τα δείγματα στάλθηκαν ταξίδεψαν με το διαστημικό λεωφορείο Atlantis και τοποθετήθηκαν στο εξωτερικό του τμήματος Columbus του Σταθμού.

Εκεί, τα μισά μικρόβια εκτέθηκαν σε συνθήκες που παραπέμπουν στον Άρη, δηλαδή σε πίεση 0,01 ατμόσφαιρες και σε «ατμόσφαιρα» με περιεκτικότητα 95% σε διοξείδιο του άνθρακα. Επίσης, μέσω οπτικών ινών «βομβαρδίζονταν» με υπεριώδη ακτινοβολία, όπως θα συνέβαινε αν βρίσκονταν στον Κόκκινο Πλανήτη.

«Το πιο σημαντικό συμπέρασμα είναι πως επιβίωσε το 60%, κάτι που μας βοηθά να εκτιμήσουμε την πιθανότητα μικροοργανισμοί να επιβιώσουν και να παραμείνουν σταθεροί για μεγάλο χρονικό διάστημα στον Άρη», σημειώνει η Ρόζα ντε λα Τόρε Νέτζελ, από το Εθνικό Ινστιτούτο Αεροδιαστημικών Τεχνολογιών (ΙΝΤΑ) στην Ισπανία και μέλος της επιστημονικής ομάδας επιβίωσης και μακροχρόνιας σταθερότητας.

The EXPOSE-E platform, where Antarctic fungi and lichens are placed, and members of the team before sending it to the International Space Station. Credit: S. Onofri et al.

Το πείραμα αποτέλεσε μέρος της μελέτης LIFE (Lichens and Fungi Experiments), η οποία έχει σκοπό την εξέταση των συνεπειών που έχει σε μικροοργανισμούς η μακροχρόνια παραμονή στο διάστημα. Στο πλαίσιο της LIFE, επιστήμονες με επικεφαλής το πανεπιστήμιο της Τοσκάνης στην Ιταλία μελέτησαν δύο είδη λειχήνων, τα οποία και πάλι προήλθαν από ακραία ορεινά περιβάλλοντα στη Γη.

Τα είδη στάλθηκαν στον Σταθμό μαζί με τους μύκητες, ενώ το 50% των δειγμάτων εκτέθηκαν απλώς στις συνθήκες που επικρατούν στο διάστημα και τα υπόλοιπα υποβλήθηκαν σε συνθήκες που προσομοίαζαν αυτές στον Άρη. Έπειτα από 18 μήνες, οι ερευνητές διαπίστωσαν πως τα συγκεκριμένα δείγματα είχε αναπτύξει διπλάσιο ρυθμό μεταβολισμού συγκριτικά με τις υπόλοιπες λειχήνες.