Τετάρτη, 20 Δεκεμβρίου 2017

Έπιασε κρύο; Κάποιο άστρο έχει εκραγεί! Exploding stars are influencing our weather, scientists find

Ίσως η πτώση της θερμοκρασίας που θα βιώσουμε στην Ελλάδα από εδώ και πέρα να οφείλεται σε κάποιο... σουπερνόβα. Cosmic rays produced in a giant supernovaCREDIT: NASA

Μια πολύ ενδιαφέρουσα μελέτη δημοσιεύουν στην επιθεώρηση Nature Communications επιστήμονες του Τεχνικού Πανεπιστημίου της Δανίας. Γνωρίζουμε ότι κοσμικά φαινόμενα κάνουν την εμφάνιση τους στον ουρανό της Γης. Οι εκρήξεις στον Ήλιο στέλνουν στην Γη φορτισμένα σωματίδια προκαλώντας το εντυπωσιακό σέλας. Όμως δεν θα μπορούσε κάποιος να φανταστεί ότι ένα φαινόμενο που συμβαίνει σε απόσταση χιλιάδων ετών φωτός από τον πλανήτη μας μπορεί να έχει κάποια επίδραση σε αυτόν. Αν πρόκειται όμως για το πιο ισχυρό, το πιο βίαιο κοσμικό φαινόμενο ίσως τα.. απόνερα του να φτάνουν και σε εμάς.

Σύμφωνα με τους ερευνητές τα ιόντα που απελευθερώνονται από τις εκρήξεις υπερκαινοφανών αστέρων, τα γνωστά σουπερνόβα, φτάνουν σε κάποιες περιπτώσεις μέχρι την Γη, εισέρχονται στην ατμόσφαιρα τους. Η παρουσία των ιόντων προκαλεί μια αλυσιδωτή ατμοσφαιρική και χημική αντίδραση που έχει ως τελικό αποτέλεσμα τον σχηματισμό πολύ μεγαλύτερου αριθμού νεφών από ότι θα παράγονταν αν δεν υπήρχαν. Αυτό με την σειρά του έχει ως αποτέλεσμα να πέφτει η θερμοκρασία του πλανήτη.

Οι κοσμικές ακτίνες

Ανατρεπτική μελέτη για την συμβολή των κοσμικών φαινομένων στις καιρικές συνθήκες στην Γη. Cosmic rays interacting with the Earth's atmosphere producing ions that helps turn small aerosols into cloud condensation nuclei -- seeds on which liquid water droplets form to make clouds. A proton with energy of 100 GeV interact at the top of the atmosphere and produces a cascade of secondary particles who ionize molecules when traveling through the air. One 100 GeV proton hits every m2 at the top of the atmosphere every second. Credit: H. Svensmark/DTU

Οι ερευνητές υποστηρίζουν επίσης ότι η μαγνητική δραστηριότητα του Ήλιου επηρεάζει την άφιξη στην Γη των κοσμικών ακτινών. Όταν η δραστηριότητα του Ήλιου βρίσκεται σε έξαρση εμποδίζεται η έλευση των κοσμικών ακτινών στην Γη και επικρατούν υψηλότερες θερμοκρασίες. Όταν υπάρχει ύφεση στην ηλιακή δραστηριότητα και πυκνώνει η παρουσία κοσμικών ακτινών το αποτέλεσμα είναι να πέφτει ο πλανήτης να ψυχραίνει.
 A frost fair held on the Thames in 1897
A frost fair held on the Thames in 1897. CREDIT: GETTY IMAGES

Μάλιστα οι ερευνητές εκτιμούν ότι η απότομη αύξηση της θερμοκρασίας στην Γη γύρω στο 1.000 μ.Χ που έχει ονομαστεί Μεσαιωνική Θερμή Περίοδος αλλά και η Μικρή Εποχή Παγετώνων που βίωσε η Γη ανάμεσα στον 13ο και τον 19ο αιώνα οφειλόταν στην μαγνητική δραστηριότητα στον Ήλιο. «Έχουμε επιτέλους το τελευταίο κομμάτι του παζλ που εξηγεί το πώς τα σωματίδια από το Διάστημα επηρεάζουν το κλίμα στην Γη. Μας επιτρέπει να κατανοήσουμε καλύτερα τις κλιματικές αλλαγές που προκαλούν η ηλιακή δραστηριότητα αλλά και τα σουπερνόβα» δηλώνει ο καθηγητής Χένρικ Σβένσμαρκ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Πηγές: H. Svensmark et al, Increased ionization supports growth of aerosols into cloud condensation nuclei, Nature Communications (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-02082-2 - http://www.tovima.gr/science/physics-space/article/?aid=926753


Επιβεβαιώθηκε πως υπήρχε ζωή στη Γη πριν από 3,5 δισ. χρόνια. Oldest fossils ever found show life on Earth began before 3.5 billion years ago

This dark rock illuminates the past, with microfossils showing life existed on Earth 3.5 billion years ago. Credit: John Valley/University of Wisconsin

Το ανθρώπινο είδος είναι δύσκολο να δει τον κόσμο σε πραγματικό βάθος χρόνου, γιατί στην πραγματικότητα, μοιάζει με το παιδί που μετακόμισε πριν λίγες μέρες σε καινούργια γειτονιά, αφού έχει συμπληρώσει μόλις τρία εκατομμύρια χρόνια ύπαρξης.

Μπορεί να νιώθετε μεγάλοι κατά την ενηλικίωση, αλλά η αλήθεια είναι ότι οι άνθρωποι είναι μια καινούργια είδηση στα νέα του κόσμου. Οι πρώτες μορφές ζωής υπήρξαν πολλά χρόνια πριν την άφιξή μας, με τα χρονιά αυτά πλέον να μπορούν με βεβαιότητα να προσδιοριστούν στα 3,5 δισεκατομμύρια.

An epoxy mount containing a sliver of a nearly 3.5 billion-year-old rock from the Apex chert deposit in Western Australia is pictured at the Wisconsin Secondary Ion Mass Spectrometer Lab (WiscSIMS) in Weeks Hall. PHOTO: JEFF MILLER

Για πάνω από 20 χρόνια, υπήρχε μια αντιπαράθεση στην επιστημονική κοινότητα σχετικά με τα αρχαιότερα απολιθώματα που έχουν βρεθεί. Στις 18 Δεκεμβρίου, οι παλαιοβιολόγοι έκλεισαν οριστικά το θέμα, χάρις σε μια καινούργια μελέτη του επιστημονικού περιοδικού «Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών» (PNAS) που χρησιμοποιεί τις πιο εξελιγμένες τεχνικές για να χρονολογήσει τα πιο παλιά απομεινάρια που έχουν ανακαλυφθεί. Τα ευρήματα της έρευνας επιβεβαιώνουν την ύπαρξη βακτηρίων και μικροβίων 3,5 δισεκατομμυρίων χρόνων, τα οποία πιθανώς ζούσαν σε έναν πλανήτη χωρίς οξυγόνο.

“The Apex fossils are scrappy. Hard to find. Difficult to study. They are abundant but charred, shredded, overly cooked. Tiny bits and pieces are common but generally nondescript; short two-or-three-celled fragments are rare and easy to overlook; many-celled specimens are few and far between; and fossils that could be called ‘well-preserved’ — like those of the Gunflint and Bitter Springs deposit — are nonexistent. Were these remnants not so remarkably ancient they would not merit much attention.” —J. William Schopf, “Cradle of Life”

Επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας ήταν ο παλαιοβιολόγος Γουίλιαμ Σοπφ, από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια και ο γεωεπιστήμονας Τζον Βάλεϊ από το πανεπιστήμιο του Γουισκόνσιν. Στον περισσότερο κόσμο, θα φαινόταν πως η έρευνα κράτησε πάρα πολύ καιρό, αλλά οι συγκεκριμένοι επιστήμονες ξέρουν καλά ότι το χρονικό αυτό διάστημα δεν είναι παρά ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, μπροστά στην κλίμακα της ζωής στη Γη.

UW–Madison geoscience researchers on a 2010 field trip to the Apex Chert, a rock formation in western Australia that is among the oldest and best-preserved rock deposits in the world. Credit: COURTESY OF JOHN VALLEY

Τα εξεταζόμενα δείγματα, αποτελούμενα κυρίως από βακτήρια και μικρόβια που έχουν πλέον εξαφανιστεί, βρέθηκαν το 1982 σε ένα πέτρωμα στο Άπεξ Τσερτ, έναν σχηματισμό πετρωμάτων στη Δυτική Αυστραλία.

Το 1993, στηριζόμενοι στις ραδιομετρικές αναλύσεις του πετρώματος και στο σχήμα των απολιθωμάτων, ο Σοπφ χρονολόγησε τα δείγματα ως 3,5 δισεκατομμυρίων χρονών. Το πέτρωμα κατείχε την αρχαιότερη άμεση απόδειξη ζωής, σκέφτηκε ο Σοπφ, ο οποίος συμπέρανε από αυτή την ανακάλυψή του πως υπήρχαν πλάσματα ένα δισεκατομμύριο χρόνια πιο πριν από ό,τι πιστευόταν μέχρι τότε. Όμως, μερικοί επιστήμονες υποστήριξαν πως οι ισχυρισμοί ήταν αναπόδεικτοι και ότι τα μικροαπολιθώματα, αόρατα στο μάτι, ήταν απλά μικρά κομμάτια του πετρώματος με περίεργο σχήμα, παράξενα ορυκτά που απλώς φαίνεται να περιέχουν βιολογικά δείγματα, ενώ κάτι τέτοιο δεν ισχύει.

Geoscience Professor John Valley, left, and research scientist Kouki Kitajima collaborate in the Wisconsin Secondary Ion Mass Spectrometer Lab (WiscSIMS) in Weeks Hall. PHOTO: JEFF MILLER

Από τότε, πέρασαν χρόνια και η τεχνολογία βελτιώθηκε. Έτσι, ο Σοπφ ένωσε τις δυνάμεις του με τον Βάλεϊ, ώστε να βρουν έναν καινούργιο τρόπο για να αναλύσουν το πέτρωμα, το οποίο τώρα στεγάζεται στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου. Ο Βάλεϊ επένδυσε δέκα χρόνια από τη ζωή του για να αναπτύξει μια μέθοδο που θα του επιτρέψει να αναλύσει τα μεμονωμένα είδη, των οποίων τα σχήματα μοιάζουν με κύλινδρους και νήματα.

Όλες οι οργανικές ουσίες περιέχουν ένα χαρακτηριστικό μίγμα ισοτόπων άνθρακα. Χρησιμοποιώντας ένα φασματόμετρο μάζας δευτερογενών ιόντων (υπάρχουν ελάχιστα τέτοια εργαλεία στον κόσμο, ένα από αυτά είναι στο πανεπιστήμιο του Γουισκόνσιν), οι επιστήμονες κατάφεραν να διαχωρίσουν τον άνθρακα σε κάθε απολίθωμα σε ισότοπα. Με αυτό τον τρόπο, μπόρεσαν να μετρήσουν τη σύνθεση του κάθε απολιθώματος και να τη συγκρίνουν με τη σύνθεση των πετρωμάτων χωρίς απολιθώματα, από την ίδια περίοδο.

Οι διαφορές στην αναλογία ισοτόπων άνθρακα έδειξε πως ο Σοπφ είχε δίκιο για τα απολιθώματα που βρήκε χρόνια πριν. Το πέτρωμα, το οποίο χρονολογήθηκε ως 3,5 δισεκατομμυρίων ετών, αποδείχθηκε ότι περιέχει τα απομεινάρια απλής βιολογικής ζωής, ίδιας ηλικίας με το πέτρωμα.

An example of one of the microfossils discovered in a sample of rock recovered from the Apex Chert. A new study used sophisticated chemical analysis to confirm the microscopic structures found in the rock are biological. Credit: COURTESY OF J. WILLIAM SCHOPF

Επιπρόσθετα, ο Σοπφ και ο Βάλεϊ μπόρεσαν να συνδέσουν συγκεκριμένες αναλογίες ισοτόπων άνθρακα με συγκεκριμένα σχήματα απολιθωμάτων. Δηλαδή, πρακτικά ταυτοποίησαν αρκετά διαφορετικά αρχαία όντα. Μετά από την ανάλυση του κάθε μικροαπολιθώματος ξεχωριστά, ταυτοποίησαν πέντε είδη, συμπεραίνοντας ότι πρόκειται για δύο φωτοσυνθέτες, δύο καταναλωτές μεθανίου και έναν παραγωγό μεθανίου.

Πολλά χρόνια μελέτης, αντιπαράθεσης και εργασίας επιβεβαίωσαν αυτό που παλιότερα θεωρείτο πως είναι ένας απλός ισχυρισμός, δηλαδή πως η ζωή στη Γη είναι πολύ, πολύ παλιά. «Νομίζω ότι το θέμα είναι λήξαν», είπε ο Βάλεϊ, «Είναι μια πρωτόγονη αλλά ποικιλόμορφη ομάδα οργανισμών».