Δευτέρα, 13 Ιουνίου 2016

Τι συνέβη την τελευταία μέρα των δεινοσαύρων. Here’s What Happened the Day the Dinosaurs Died

O κρατήρας του Τσιξουλούμπ, διαμέτρου 185 χιλιομέτρων, έχει διαβρωθεί και σήμερα δεν διακρίνεται από την επιφάνεια. Sixty-six million years ago, an asteroid struck eastern Mexico and wiped out the dinosaurs. Now scientists have a better idea of what that looked like. PHOTOGRAPH BY TIM PEAKE, ESA, NASA

Συνέβη μια ωραία πρωία του Μεσοζωικού αιώνα, πριν από περίπου 66 εκατομμύρια χρόνια. Όλα ήταν ήσυχα στην περιοχή όπου βρίσκεται σήμερα η χερσόνησος Γιουκατάν του Μεξικού, με δεινόσαυρους και υπερμεγέθη έντομα να περιφέρονται στα κωνοφόρα δάση και τους βαλτότοπους του Τσιξουλούμπ. Μερικά δευτερόλεπτα αργότερα, όλα είχαν καταστραφεί.

Ένας βράχος από το Διάστημα, μεγάλος σαν βουνό, πέφτει προς στη Γη με ταχύτητα 64.000 χιλιομέτρων την ώρα, και για μια στιγμή φαίνεται μεγαλύτερος και λαμπρότερος από τον Ήλιο καθώς σχίζει τον ουρανό. Μερικά κλάσματα του δευτερολέπτου αργότερα, συντρίβεται και απελευθερώνει ενέργεια που εκτιμάται στα 100 τρισεκατομμύρια τόνους TNT, ή ένα δισεκατομμύριο βόμβες σαν της Χιροσίμα.

Η πρόσκρουση σκάβει τον γήινο φλοιό σε βάθος 30 χιλιομέτρων και δημιουργεί κρατήρα διαμέτρου 185 χιλιομέτρων. Εκατομμύρια κυβικά χιλιόμετρα πετρωμάτων εξαερώνονται και αρχίζουν ένα ντόμινο καταστροφής που εξαφανίζει το 75% των ζωντανών οργανισμών στη Γη, ανάμεσά τους και οι περισσότεροι δεινόσαυροι.

Η θεωρία της πρόσκρουσης διατυπώθηκε τη δεκαετία του 1980, ωστόσο η ανακάλυψη του κρατήρα του Τσιξουλούμπ στο Μεξικό τη δεκαετία του 1990 έδωσε για πρώτη φορά στους επιστήμονες μια εικόνα για το πού και το πότε, υπενθυμίζει το National Geographic.

Ο υπολογιστής πρόσκρουσης πιάνει δουλειά

This is a piece of the asteroid that made the Chicxulub Crater. PHOTOGRAPH BY FAITH TUCKER, NASA

Οι άμεσες επιπτώσεις του κομβικού βομβαρδισμού μπορούν να εκτιμηθούν με τον «υπολογιστή πρόσκρουσης» που αναπτύχθηκε από γεωεπιστήμονες του Πανεπιστημίου Πέρντιου της Ιντιάνα και του Imperial College του Λονδίνου. Ο χρήστης εισάγει τις βασικές παραμέτρους, όπως το μέγεθος, η ταχύτητα και η γωνία πρόσκρουσης εισερχόμενου αντικειμένου, και το πρόγραμμα αναλαμβάνει να δώσει μια εικόνα των άμεσων συνεπειών.
«Μπορείς να εισάγεις διαφορετικές αποστάσεις από το σημείο πρόσκρουσης και να δεις πώς τα αποτελέσματα αλλάζουν ανάλογα με την απόσταση» εξηγεί στο National Geographic η Τζοάνα Μόργκαν, μέλος της βρετανικής ερευνητικής ομάδας που ανοίγει την πρώτη γεώτρηση στον κρατήρα του Τσιξουλούμπ.

«Αν βρισκόσουν κοντά, ας πούμε σε ακτίνα 1.000 χιλιομέτρων από την πρόσκρουση, θα σκοτωνόσουν ακαριαία ή μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα» αναφέρει η ερευνήτρια.

Πράγματι, ο θάνατος θα ήταν βέβαιος για οποιονδήποτε βρισκόταν αρκετά κοντά για να δει την πύρινη σφαίρα, συμφωνεί ο Γκάρεθ Κόλινς, μέλος της ερευνητικής ομάδας που ανέπτυξε τον υπολογιστή πρόσκρουσης στο Imperial College.

Εννέα δευτερόλεπτα μετά την ώρα μηδέν, η θερμική ακτινοβολία της πρόσκρουσης τσιγαρίζει τον υποθετικό παρατηρητή μας. Οτιδήποτε μπορεί να καεί -θάμνοι, δέντρα και ολόκληρα δάση- φτάνει στο σημείο ανάφλεξης και πιάνει αυθόρμητα φωτιά από την ακτινοβολία.

Και μετά τη πυρκαγιά, έρχεται η ώρα, της πλημμύρας: ανάλογα με το ανάγλυφο της περιοχής, η πρόσκρουση πιστεύεται ότι σήκωνε τσουνάμι με ύψος μέχρι 305 μέτρα.

Σείστηκε η γη

These rocks were brought up by scientists from the Chicxulub Crater. PHOTOGRAPH BY DAVE SMITH, INTERNATIONAL OCEAN DISCOVERY PROGRAM

Σύμφωνα με συντηρητικές εκτιμήσεις, το τράνταγμα του κοσμικού χτυπήματος θα ξεπερνούσε τους 10,1 βαθμούς στην κλίμακα Ρίχτερ. «Ένα σεισμικό συμβάν αυτού του μεγέθους θα αντιστοιχούσε με το να εκδηλωθούν ταυτόχρονα όλοι οι σεισμοί του κόσμου τα τελευταία 160 χρόνια» λέει ο Ρικ Άστερ, καθηγητής Σεισμολογίας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Κολοράντο και πρώην πρόεδρος της Σεισμολογικής Εταιρείας Αμερικής.

Περίπου 8 λεπτά μετά την ώρα μηδέν, συντρίμμια της πρόσκρουσης αρχίζουν να πέφτουν προς τη Γη, πνίγοντας τα πάντα σε ένα κάλυμμα από πυρωμένες πέτρες και στάχτη.

Περίπου 45 λεπτά αργότερα, ένας αφύσικος άνεμος χτυπά τον παρατηρητή με ταχύτητα 960 χιλιομέτρων την ώρα, ισοπεδώνοντας ό,τι είχε καταφέρει να μείνει όρθιο. Μαζί με τη ριπή φτάνει ο κρότος της πρόσκρουσης, ένα βιβλικό βουητό των 105 decibel, εκκωφαντικό σαν αεριωθούμενο που πετά σε χαμηλό ύψος.

Χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά, σε περιοχές που παρέμειναν ασφαλείς από τις άμεσες επιπτώσεις, ο ουρανός πρώτα μαυρίζει από τον κουρνιαχτό και μετά φωτίζεται από συντρίμμια που εκτινάχθηκαν στο Διάστημα και μετά έπεσαν στην ατμόσφαιρα σαν πεφταστέρια.

«Δεν θα έμοιαζαν με κανονικούς διάττοντες αστέρες ή μετέωρα» εκτιμά ο Γκάρεθ Κόλινς του Imperial College. «Τα μετέωρα κινούνται με μεγαλύτερες ταχύτητες και καίγονται σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Τα συντρίμμια θα εισέρχονταν στην ατμόσφαιρα σε μικρότερο ύψος και με μικρότερη ταχύτητα, εκπέμποντας κυρίως υπέρυθρη ακτινοβολία. Δεν είμαι σίγουρος με τι θα έμοιαζαν. Θα είχαν κάτι σαν κοκκινωπή λάμψη φαντάζομαι».

Σίγουρα θα πέρασε καιρός μέχρι να καθαρίσει η ατμόσφαιρα από την σκόνη. «Τις πρώτες ώρες το σκοτάδι θα ήταν σχεδόν απόλυτο» συνεχίζει ο Κόλινς. Για εβδομάδες, μήνες ή και χρόνια, ο πλανήτης έμεινε βυθισμένος στο ημίφως.

Η απόκοσμη λάμψη του τέλους

People gaze at Tristan the Tyrannosaurus rex in Berlin, Germany. Tristan was found in Montana and is one of the best preserved large dinosaur skeletons ever discovered. PHOTOGRAPH BY AXEL SCHMIDT, GETTY IMAGES

Κι όμως, μια απόκοσμη λάμψη διακρίνεται στον ορίζοντα. Πυρακτωμένα συντρίμμια που έπεσαν στο έδαφος προκαλούν πρωτοφανείς πυρκαγιές που τυλίγουν τη Γη και αφήνουν πίσω τους ένα στρώμα στάχτης, το οποίο παραμένει στα ιζήματα μέχρι και σήμερα ως μάρτυρας του μεγέθους της καταστροφής.

Όμως ο σημαντικότερος παράγοντας στη μαζική εξαφάνιση ειδών ήταν πιθανότατα το παγκόσμιο σκοτάδι, το οποίο μείωσε τη φωτοσύνθεση των φυτών σε δραματικά χαμηλά επίπεδα, και στέρησε έτσι από τη βασική πηγή τροφής τους τα περισσότερα μεγαλόσωμα ζώα.

Το φαινόμενο εκτιμάται ότι επιδεινώθηκε από τα θειούχα πετρώματα του Τσιξουλούμπ. Το θείο του υπεδάφους εκτινάχθηκε στην ατμόσφαιρα, αντέδρασε με υδρατμούς και σχημάτισε θειικό οξύ, το οποίο έπεσε στη Γη ως διαβρωτική βροχή από βιτριόλι.

Εκτός από θείο, όμως, τα ασβεστολιθικά πετρώματα του Τσιξουλούμπ πρέπει να απελευθέρωσαν κατά την πρόσκρουση γιγάντιες ποσότητες άνθρακα: δέκα δισεκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα, εκατό δισεκατομμύρια τόνους μονοξειδίου και ακόμα 100 δισεκατομμύρια τόνους μεθανίου, εκτιμά ο Ντέιβιντ Κρινγκ, γεωλόγος του Lunar and Planetary Institute.

Όταν ο ουρανός καθάρισε, τα αέρια αυτά πιστεύεται ότι προκάλεσαν ένα ακραίο φαινόμενο θερμοκηπίου, ανεβάζοντας δραματικά τη θερμοκρασία για δεκαετίες ή αιώνες. Κοντολογίς, αιτία της μαζικής εξαφάνισης ήταν το διπλό χτύπημα ενός πυρηνικού χειμώνα, τον οποίο ακολούθησε ένα επεισόδιο ακραίας παγκόσμιας θέρμανσης.

Υπάρχουν ωστόσο και εναλλακτικές θεωρίες, σύμφωνα με τις οποίες η εξαφάνιση των δεινόσαυρων προκλήθηκε από την πρόσκρουση του Τσιξουλούμπ σε συνδυασμό με άλλους παράγοντες όπως γιγαντιαίες ηφαιστειακές εκρήξεις.

Ό,τι κι αν συνέβη, το αρχείο των απολιθωμάτων μαρτυρά ότι τουλάχιστον επτά στα δέκα είδη του πλανήτη εξαφανίστηκαν, συμπεριλαμβανομένων όλων των τετράποδων ζώων με βάρος άνω των 25 κιλών.

Υπήρχαν όμως και αυτοί που επέζησαν της παγκόσμιας καταστροφής. Ανάμεσά τους μια ομάδα δεινόσαυρων που είχαν μάθει να πετούν, και ήταν οι πρόγονοι όλων των σημερινών πτηνών.

Και αυτό σημαίνει ότι, αντίθετα με την ευρέως διαδεδομένη άποψη, η πρόσκρουση του Τσιξουλούμπ δεν εξαφάνισε όλους τους δεινόσαυρους. Μερικοί πετούν σήμερα ανάμεσά μας, απόγονοι των ηρωικών επιζώντων.

Χαρτογράφησαν τις αμμοθύελλες του Άρη. Mars Atmospheric Temperature and Dust Storm Tracking

Οι αμμοθύελλες του Άρη είναι εξαιρετικά ισχυρές και επίμονες. Κάποιες καλύπτουν όλο τον πλανήτη και διαρκούν μερικούς μήνες. This graphic presents Martian atmospheric temperature data as curtains over an image of Mars taken during a regional dust storm. The temperature profiles extend from the surface to about 50 miles up. Temperatures are color coded, from minus 243 degrees Fahrenheit (purple) to minus 9 F (red). Image credit: NASA/JPL-Caltech

Είναι γνωστό ότι ένα από τα πιο συχνά φαινόμενα στον Άρη είναι αμμοθύελλες που εκδηλώνονται στην επιφάνεια του. Η μελέτη τους είναι πολύ σημαντική από την στιγμή που θέλουμε να δημιουργήσουμε αρχικά βάσεις και αργότερα αποικίες στον Κόκκινο Πλανήτη. Ομάδα επιστημόνων της NASA ολοκλήρωσαν την πρώτη χαρτογράφηση των αμμοθυελλών του Άρη. Τα στοιχεία είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα όσο και εντυπωσιακά.

Οι τύποι

Οι ερευνητές μελέτησαν δεδομένα που κατέγραψαν οι δορυφόροι Μars Reconnaissance Orbiter και Mars Global Surveyor που μελετούν τον Άρη από το 1997 μέχρι και σήμερα. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι στον Κόκκινο Πλανήτη εκδηλώνονται τρεις διαφορετικοί τύποι αμμοθύελλας την ίδια πάντα περίοδο η κάθε μια. Οι τρεις τύποι έλαβαν τις… κοινές ονομασίες A,B και C. Οι δύο πρώτοι τύποι αμμοθύελλας εκδηλώνονται στο νότιο ημισφαίριο του Άρη όταν εκεί επικρατεί η άνοιξη και το καλοκαίρι ενώ ο τρίτος τύπος εκδηλώνεται στο βόρειο ημισφαίριο αμέσως μετά την εκδήλωση των δύο πρώτων. Ο τρίτος τύπος εκδηλώνεται στο βόρειο ημισφαίριο όπου επικρατεί χειμώνας και διαφέρει κάθε φορά σε ένταση και έκταση.

Τα χαρακτηριστικά

This graphic shows Martian atmospheric temperature data related to seasonal patterns in occurrence of large regional dust storms. The data shown here were collected by the Mars Climate Sounder instrument on NASA's Mars Reconnaissance Orbiter over the course of one-half of a Martian year, during 2012 and 2013. The color coding indicates daytime temperatures of a layer of the atmosphere centered about 16 miles (25 kilometers) above ground level, corresponding to the color-key bar at the bottom of the graphic. Three regional dust storms indicated by increased temperatures are labeled A, B and C. A similar sequence of three large regional dust storms has been seen in atmosphere-temperature data from five other Martian years. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Ο πρώτος τύπος αρειανής αμμοθύελλας χαρακτηρίζεται από τους ερευνητές ως «τοπικός» φτάνει σε διάμετρο τα δύο χιλιάδες χλμ. και διαρκεί μερικές ημέρες. Ο δεύτερος τύπος χαρακτηρίζεται ως «περιφερειακός» και πρόκειται για αμμοθύελλες που καλύπτουν το 30% του Άρη και μπορεί να διαρκέσουν τρεις εβδομάδες. Ο τρίτος τύπος αμμοθύελλας κινείται από το βόρειο προς το νότιο ημισφαίριο και όταν φτάνει σε αυτό όπου επικρατούν οι αντίθετες καιρικές συνθήκες μετατρέπεται στον πρώτο τύπο.

Υπάρχει και ένας τέταρτος σπάνιος τύπος αμμοθύελλας ο οποίος καλύπτει ολόκληρο τον πλανήτη και μπορεί να διαρκέσει μερικούς μήνες! Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης σημαντικά στοιχεία για το πώς σχηματίζονται αυτές οι αμμοθύελλες και διάφορα άλλα χρήσιμα δεδομένα όπως η θερμοκρασίες που αναπτύσσονται σε αυτές κ.α. Όλα αυτά τα στοιχεία δημοσιεύονται στην επιθεώρηση «Geophysical Research Letters».

Είναι τετραδιάστατος ο εγκέφαλός μας; The Four-Dimensional Brain?

Είμαστε τρισδιάστατα όντα. Άρα και ο εγκέφαλός μας είναι ένα τρισδιάστατο αντικείμενο. Ή μήπως όχι; Current advances in neurosciences deal with the functional architecture of the central nervous system, paving the way for general theories that improve our understanding of brain activity. From topology, a strong concept comes into play in understanding brain functions, namely, the 4D space of a "hypersphere's torus", undetectable by observers living in a 3D world.

Τα τελευταία χρόνια γίνονται μεγάλες προσπάθειες στις νευροεπιστήμες για να κατανοηθεί η λειτουργική αρχιτεκτονική του κεντρικού νευρικού συστήματος και να διατυπωθούν θεωρίες που θα περιγράψουν την κατανόηση της εγκεφαλικής λειτουργίας.

Σύμφωνα λοιπόν με την περίληψη του άρθρου με τίτλο «Towards a fourth spatial dimension of brain activity» των Arturo Tozzi και James F. Peters, για την ερμηνεία της εγκεφαλικής δραστηριότητας απαιτείται μια τέταρτη χωρική διάσταση!

Πρόκειται για μια περίεργη ιδέα που φιλοδοξεί να εξηγήσει τις εγκεφαλικές λειτουργίες διαμέσου της τοπολογίας. Εισάγεται η έννοια της υπερσφαίρας, ο τετραδιάστατος χώρος ενός «τόρου μιας υπερσφαίρας», στο πλαίσιο της λειτουργικής δραστηριότητας του εγκεφάλου. Ο τόρος μπορεί να συγκριθεί με ένα βιντεο γκέιμ με αεροπλάνα σε μια εναέρια μάχη: όταν το αεροπλάνο πετάει και συναντάει την μια άκρη της οθόνης, δεν καταστρέφεται, αλλά εμφανίζεται στην αντίθετη άκρη της οθόνης. Οι σκέψεις μας φαίνεται να παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά, δηλαδή έχουν την μοναδική ικανότητα να συνδέουν γεγονότα του παρελθόντος, του παρόντος και του μέλλοντος σε μια ενιαία συνεκτική εικόνα, σαν να είχαμε τη δυνατότητα να βλέπουμε τις τρεις οθόνες του παρελθόντος-παρόντος-μέλλοντος «κολλημένες» μαζί σε ένα ψυχικό καλειδοσκόπιο.

Οι Tozzi και Peters υποθέτουν ότι οι λειτουργίες του εγκεφάλου είναι ενσωματωμένες σε μια αδιόρατη τέταρτη χωρική διάσταση και προτείνουν μια μέθοδο για τον εμπειρικό προσδιορισμό της. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η νευροαπεικόνιση μπορεί να ψάξει για αποδείξεις της παρουσίας μιας τέταρτης διάστασης. Υποστηρίζουν ότι υπάρχει ένα τυπικό χαρακτηριστικό που αποκαλύπτει την ύπαρξη μιας λειτουργικής υπερσφαίρας: η ταυτόχρονη ενεργοποίηση περιοχών που βρίσκονται απέναντι μεταξύ τους στην τρισδιάστατη επιφάνεια του φλοιού. Η υπόθεση των Tozzi και Peters – που υποστηρίζονται από τα πρόσφατα ευρήματα – ότι η εγκεφαλική δραστηριότητα λαμβάνει χώρα σε μια κλειστή τροχιά σαν ντόνατ βοηθά να λυθούν μακροχρόνια μυστήρια σχετικά με τις ψυχολογικές δραστηριότητες, όπως η αναπόληση, η ανάκτηση μνήμης και η ονειρική κατάσταση.

Το να χρησιμοποιούνται οι τοπολογικές έννοιες ως αναλογία για την περιγραφή των εγκεφαλικών λειτουργιών είναι θεμιτό. Έτσι, αν στην εργασία των Tozzi και Peters η έννοια της τέταρτης διάστασης στον εγκέφαλο χρησιμοποιείται μεταφορικά δεν υπάρχει κανένα πρόβλημα. Αν όμως υπονοείται ότι μια τέταρτη χωρική διάσταση εμφανίζεται στην κλίμακα του μεγέθους ενός εγκεφάλου, τότε αυτό είναι μια μεγάλη ανοησία.