Category: Mokslas

Keli dešimtmečiai po Šaltojo karo pabaigos Norvegijos jūros dugne vis dar guli vienas pavojingiausių to laikotarpio reliktų – sovietų povandeninis laivas K-278 „Komsomolec“. Naujausi tyrimai rodo, kad nuskendęs laivas į aplinkinius vandenis periodiškai išskiria radioaktyvias medžiagas, todėl vėl atsinaujino diskusijos apie ilgalaikes pasekmes aplinkai.

Sovietų povandeninis laivas K-278 „Komsomolec“ – įvykių epicentre

Laivas nuskendo 1989 m. balandį po gaisro laive. Jo viduje buvo branduolinis reaktorius ir dvi torpedos su branduolinėmis kovinėmis galvutėmis. Wrakas dabar yra maždaug 1680 metrų gylyje.

Tarptautinė mokslininkų komanda nustatė, kad konstrukcija palaipsniui degraduoja, o reaktorius jau ne vienus metus skleidžia radioaktyvias medžiagas į aplinkinį vandenį. Tyrėjai pastebėjo, kad nuotėkiai nėra nuolatiniai – jie pasireiškia periodiniais „šuoliais“. Medžiagos į vandenį patenka, be kita ko, per ventiliacijos sistemą ir pažeistas korpuso vietas.

Vienos ekspedicijos metu buvo užfiksuotos net vizualiai matomos užteršto vandens „debesų“ sankaupos virš wrako. Matavimai arti laivo parodė itin dideles kai kurių radioaktyvių izotopų koncentracijas: cezio-137 ir stroncio-90 lygis vietomis siekė šimtus tūkstančių kartų didesnes reikšmes nei natūralus šio regiono fonas. Vienu atveju po vieno emisijos šuolio cezio koncentracija padidėjo tūkstantį kartų.

Kol kas grėsmė laikoma lokalia

Nepaisant nerimą keliančių duomenų, mokslininkai pabrėžia, kad bent jau šiuo metu grėsmė išlieka lokali. Radioaktyvūs elementai greitai praskiedžiami didžiulėje jūros vandens masėje, todėl jų poveikis platesnei aplinkai, vertinant dabartinius duomenis, yra ribotas. Iki šiol analizės neparodė reikšmingo radionuklidų kaupimosi nei nuosėdose, nei organizmuose, gyvenančiuose aplink wraką.

Svarbu ir tai, kad laive esančios branduolinės torpedos, kaip nurodo tyrėjai, išlieka sandarios – nuotėkių iš jų nefiksuota. Didžiausia problema išlieka pats reaktorius, kurio struktūra laikui bėgant koroduoja ir palaipsniui ardomasi.

Ekspertai pažymi, kad situaciją būtina nuolat stebėti. Nors šiuo metu nėra įrodymų apie didelio masto taršą, wrako degradacija progresuos, o tai ateityje gali didinti riziką, kad į aplinką pateks didesni radioaktyvių medžiagų kiekiai. Dėl to K-278 „Komsomolec“ ir toliau laikomas vienu labiausiai nerimą keliančių povandeninių Šaltojo karo palikimų bei potencialiu pavojumi jūroms ateinančiais dešimtmečiais.

Šaltiniai: „Proceedings of the National Academy of Sciences“, „NDTV World“.

Vandenyno ir jūrų pasakojimai neapsiriboja pabaisomis, kurios, esą, vien pasirodžiusios šalia laivo galėdavo sukelti katastrofą. Ypatingą vietą legendose užima ir istorijos apie vandens sienas, atsirandančias tarsi iš niekur – per aukštas, per stačias ir per staigias, kad tilptų į įprastą, tvarkingą vandenyno vaizdą. Nors tai nėra fantastinio kino vaizdiniai, Žemės sąlygomis tokios bangos vis tiek atrodo stulbinamai.

Jūrininkų „legendos“ buvo patvirtintos ir anksčiau, tačiau palydovai pakeitė stebėjimų mastą

Svarbiausia detalė – palydovai pirmą kartą neįrodė, kad išskirtinės, vadinamosios „bangos pabaisos“, egzistuoja. Lemiamas lūžis įvyko 1995 m. sausio 1 d., kai Draupner platformoje Šiaurės jūroje lazerinis prietaisas užfiksavo 25,6 metro aukščio bangą, nors vadinamasis reikšmingas bangavimas tuo metu siekė beveik 12 metrų. Šis matavimas užbaigė laikotarpį, kai jūrininkų pasakojimai dažnai būdavo nurašomi kaip perdėjimas: paaiškėjo, kad vandenynas iš tiesų gali „iškelti“ pavienes bangas, akivaizdžiai didesnes, nei leistų tikėtis įprastos jūros būklės statistika.

Naujiena slypi kitur. Dabartinės palydovinės sistemos leidžia matyti ne vieną platformą, vieną laivą ar vieną tašką žemėlapyje, o ištisus bangavimo laukus, besidriekiančius tūkstančius kilometrų. Tai esminė permaina, nes net ir pati didžiausia banga nėra atsitiktinis „monstras“, atsirandantis tuščioje vietoje. Ji visada yra konkretaus energijos pasiskirstymo, bangų krypčių, ilgių ir atmosferos sąlygų rezultatas. Palydovai pagaliau suteikė galimybę šį vaizdą pamatyti tokiu mastu, kokio anksčiau paprasčiausiai neturėjome.

Ką virš Ramiojo vandenyno iš tiesų pamatė SWOT?

Daugiausia dėmesio pastaraisiais mėnesiais sulaukė misijos SWOT (Surface Water and Ocean Topography) duomenys. Tai bendras „NASA“ ir „CNES“ projektas, kurį taip pat remia „CSA“ ir „UKSA“. Misijos tikslas – itin tiksliai matuoti vandens paviršiaus aukštį Žemėje.

Palydovas paleistas 2022 m. gruodį, o 2024 m. pradėti plačiau skelbti ir aprašyti pirmieji reikšmingesni okeanografiniai ir hidrologiniai duomenų rinkiniai. Esminis skirtumas tas, kad SWOT neapsiriboja vien matavimu tiesiai po savimi, kaip daugelis ankstesnių sprendimų: naudodamas instrumentą KaRIn, jis stebi gerokai platesnę juostą ir fiksuoja paviršiaus detales didesniu tikslumu.

Būtent šie matavimai leido išsamiau analizuoti 2024 m. gruodžio 21 d. šiaurinėje Ramiojo vandenyno dalyje įsisiautusį štormą Eddie. Remiantis „ESA“ ir „AVISO“ medžiaga, pagal vidutinį bangų aukštį tai galėjo būti stipriausias pastarojo dešimtmečio štormas, o analizė parodė rekordinę didžiausios bangos reikšmę – maždaug 19,7–20,2 metro. Kai kuriuose apžvalginiuose šaltiniuose minima ir dar didesnė, iki 35 metrų siekusi banga.

Ne mažiau įdomu tai, kad tyrėjai vėliau stebėjo, kaip štormo sukelta energija sklido maždaug 24 tūkst. kilometrų atstumu iki tropinio Atlanto. Taip vandenynas tarsi „pernešė informaciją“ apie audrą gerokai toliau nei jos gimimo vieta.

Kas yra išskirtinė banga?

Dažniausiai laikoma, kad išskirtinė banga yra tokia, kurios aukštis viršija bent dvigubą reikšmingo bangavimo aukštį. Reikšmingas bangavimas nėra viena konkreti banga – tai parametras, apibūdinantis vidutinį aukščiausio trečdalio bangų dydį tam tikroje jūros būklėje. Todėl iškart matyti, kiek smarkiai išskirtinė banga „iškrenta“ iš aplinkos. Jei reikšmingas bangavimas siekia apie 12 metrų, riba, nuo kurios banga laikoma išskirtine, tampa itin pavojinga.

Ilgą laiką tokios bangos atrodė įtartinos ir dėl supaprastinto požiūrio į vandenyno bangas. Buvo tikimasi, kad jų aukščiai pasiskirsto pagal gana nuspėjamą statistiką: labai didelės bangos pasitaiko, tačiau neturėtų taip ryškiai iššokti virš likusio bangavimo. Problema ta, kad realus vandenynas nėra „tvarkingas“ – jame veikia skirtingos bangų sistemos, kryptingumas, nelineariniai procesai, o energija pasiskirsto ne visada taip, kaip norėtų teoriniai modeliai.

Svarbių įžvalgų pateikė ir 2025 m. paskelbta analizė, paremta Ekofisk platformos Šiaurės jūroje duomenimis. Mokslininkai išnagrinėjo 27 505 pusvalandžio trukmės jūros būklės įrašus iš 2003–2020 m., naudodami didelio dažnio lazerinius matavimus. Išvados susilpnino vieną populiariausių hipotezių, kad pagrindinis „kaltininkas“ yra moduliacinis nestabilumas. Vietoje to pabrėžta antros eilės nelinearinių efektų svarba: jie aštrina bangų keteras ir „seklina“ įdubas, todėl sustiprina įprastą, konstruktyvų energijos susidėjimą.

Paprasčiau tariant, išskirtinė banga nebūtinai yra „magija“ ar reiškinys, laužantis fizikos dėsnius. Ji gali susiformuoti tuomet, kai keli įprasti mechanizmai sutampa ypač nepalankiu metu: bangos įgauna tinkamą formą, energija susitelkia palankioje fazėje, ir galutinis rezultatas tampa vandens siena, gerokai didesne už ką tik buvusią „normą“. Todėl laivo įgulai gali atrodyti, kad banga atsirado iš niekur, nors realiai ji yra proceso, vykusio platesniame bangavimo lauke, pabaiga.

Įdomiausia, kad nors išskirtinės bangos seniai nebėra vien legendos, jos vis dar nėra reiškinys, kurį galėtume patikimai prognozuoti iš anksto su pakankama laiko atsarga.

Yra vietų, kurios atrodo per didelės, per triukšmingos ir per įspūdingos, kad joms dar reikėtų interneto triukų. Hooverio užtvanka Kolorado upėje, Juodajame kanjone, pastatyta 1931–1936 metais, akivaizdžiai priklauso būtent tokioms. Prie jos žmogus pirmiausia pamato betoną, bedugnę ir konstrukcijos mastą, o tik po akimirkos prisimena, kad tai sukurta ne grožėtis, o suvaldyti upę, kaupti vandenį ir gaminti energiją.

Užtvanka siekia apie 221,4 metro aukštį, o jos viršaus plotis – beveik 380 metrų. Galbūt todėl bet kuris vaizdo įrašas, bandantis šį inžinerinį milžiną parodyti iš netikėtos perspektyvos, taip greitai sužadina vaizduotę.

Tai ne vanduo, tekantis į viršų – tai oras, laimintis prieš vandens lašelius

Svarbiausia – Hooverio užtvanka staiga neatšaukia fizikos dėsnių. Vaizduose matomas reiškinys dažniausiai pasireiškia dienomis, kai pučia labai stiprus vėjas: oro srautas Juodajame kanjone gali viršyti 80 km/val. Tokiomis sąlygomis vanduo, išlietas nuo krašto, beveik akimirksniu suyra į smulkias daleles – lašelius ir dulksną. Tuomet tai jau nebėra vientisa srovė, kuri paklūsta įprastam kritimui, o veikiau lengvas „aerozolis“, kurį oro judėjimas gali veikti itin efektyviai.

Būtent todėl triukas atrodo toks įspūdingas. Čia nematome jokios gravitacijos anomalijos – tai situacija, kai aerodinaminė varža ir vietiniai kylantieji oro srautai yra pakankamai stiprūs, kad „pagautų“ smulkiais lašeliais virtusį vandenį. Jei lašelis turi menką masę ir patenka į zoną, kur oras kyla į viršų arba atstumia jį nuo sienos, vizualiai gali pasirodyti, kad vanduo krenta „ne ta kryptimi, kuria turėtų“.

Reikšmę turi ir pati užtvankos forma. Didžiulė siena ir vieta siaurame kanjone lemia, kad oras čia elgiasi visai kitaip nei paprastoje apžvalgos aikštelėje. Oro masės nukreipiamos, suspaudžiamos ir nukrypsta dėl reljefo bei pačios konstrukcijos. Prie to prisideda ir įkaitęs betonas bei kanjono geometrija, todėl vietinės sąlygos gali tapti itin specifinės.

Dar viena detalė, kuri dažnai pasimeta virusiniuose įrašuose: kai kas nors tiesiog išpila vandenį nuo krašto ir pamato, kad jis grįžta dulksna, tai neturi nieko bendra su įprastu užtvankos darbu potvynių metu. Oficialiai Hooverio užtvanka neturi išleisti vandens per viršų. Tam skirti specialūs angų mazgai, įrengti maždaug 8,2 metro žemiau viršaus, kurie gali praleisti apie 5660 kubinių metrų vandens per sekundę.

Pačiame šviesos pavertimo elektra centre vis dar slypi reiškinių, kurių neįmanoma sutalpinti į paprastą schemą „fotonas pataiko, elektronas pajuda, teka srovė“. Tai primena naujausias Kyushu universiteto ir „Johannes Gutenberg University Mainz“ mokslininkų darbas. Vis dėlto aplink jį greitai atsirado supaprastinta interpretacija, esą tyrėjai tiesiog sukūrė saulės elementą, kurio efektyvumas siekia 130 proc. Realybė – kur kas įdomesnė.

Tyrimas 2026 m. kovo 25 d. publikuotas Journal of the American Chemical Society. Jis dar kartą parodo, kad būtina aiškiai atskirti laboratorinį rezultatą nuo realaus saulės elemento, kurį būtų galima įmontuoti į fotovoltinį modulį, naudingumo.

Tai nėra saulės panelė, kurios efektyvumas siekia 130 proc.

Svarbiausia pasakyti iš karto: mokslininkai neparodė paruošto saulės elemento, kuris 130 proc. krintančios šviesos energijos paverstų naudinga elektros energija. Komunikacijoje vartojamas terminas apie 130 proc. „energy conversion efficiency“ gali klaidinti, nes vėliau patikslinama, jog kalbama apie maždaug 130 proc. kvantinę išeigą (angl. quantum yield) – t. y. santykį tarp gautų sužadinimų skaičiaus ir sugertų fotonų skaičiaus.

Praktine prasme tai reiškia, kad tiriamoje sistemoje pavyko gauti apie 1,3 sužadinto molibdeno komplekso kiekvienam sugertam fotonui. Skamba įspūdingai ir iš tiesų yra reikšminga, tačiau tai apibūdina konkretų fotofizikinį reiškinį medžiagoje, o ne galutinį fotovoltinio modulio naudingumą. Tai panašu į situaciją, kai apie naujo variklio proveržį būtų skelbiama vien dėl to, kad bandymų stende pavyko pagerinti degimą viename cilindre, dar nesukūrus viso automobilio.

Iš kur apskritai atsiranda „fotovoltikos limitas“?

Klasikinis, vienos sandūros saulės elementas turi gerai žinomą teorinį apribojimą, vadinamą Shockley–Queisser riba. Paprastai tariant, dalis Saulės fotonų turi per mažai energijos, kad apskritai sužadintų krūvininkus, o kita dalis – per daug, todėl energijos perteklius prarandamas šilumos pavidalu. Vienos sandūros elementams teorinė riba siekia apie 33,7 proc., todėl jau daugelį metų daug dėmesio skiriama idėjoms, kurios mažina termalizacijos nuostolius arba leidžia efektyviau „padalyti“ šviesos spektrą.

Čia ir atsiranda pirmasis nesutapimas su sensacingomis antraštėmis. Shockley–Queisser riba nėra „absoliutus fotovoltikos lubų“ aukštis – ji taikoma klasikiniams vienos sandūros elementams. Tandeminiai ir daugiasandūriai sprendimai jau seniai laikomi keliu, leidžiančiu šią ribą viršyti, o laboratorijoje tokios konstrukcijos jau demonstruoja reikšmingai didesnį naudingumą nei vienos sandūros teorinis maksimumas. Kitaip tariant, naujasis darbas nepaneigia gamtos dėsnių – jis įsilieja į platesnes pastangas išradingiau apeiti vieno absorberio apribojimus.

Koks reiškinys čia svarbiausias?

Eksperimento esmė – reiškinys, vadinamas singlet fission. Tai procesas, kai vienas didelės energijos sužadintas singletinis būvis gali skilti į du mažesnės energijos tripletinius būvius. Fotovoltikai tai skamba kaip itin patraukli idėja: vietoj to, kad didelės energijos fotono perteklius būtų „iššvaistytas“ šiluma, mėginama jį paversti dviem naudingais sužadinimais. Idealiu atveju tai leistų gauti daugiau krūvininkų nei klasikiniame scenarijuje „vienas fotonas – vienas sužadinimas“.

Pats singlet fission nėra naujiena – žinoma, kad taip gali elgtis, pavyzdžiui, tetracenas. Tačiau ilgą laiką problema būdavo tai, kas vyksta toliau: papildomus sužadinimus reikia realiai „pagauti“ ir prasmingai panaudoti, kol energija nepasišalina kitais kanalais. Naujojo darbo autoriai išskiria konkretų trukdį – konkuruojantį FRET mechanizmą (rezonansinį Förster energijos pernašą), kuris gali „perimti“ energiją anksčiau, nei ji išgaunama pageidaujama forma.

Ką tiksliai padarė Japonijos ir Vokietijos mokslininkai?

Tyrėjų komanda sujungė tetracenu paremtą medžiagą su molibdeno kompleksu, veikiančiu kaip vadinamasis spin-flip emitter. Būtent šis komponentas yra esminis, nes jis veikia kaip selektyvus tripletinės energijos akceptorius. Tinkamai suderinus energijos lygius, pavyko sumažinti nuostolius dėl FRET ir parodyti, kad sužadinimus, atsirandančius po singlet fission, galima surinkti efektyviau. Šis žingsnis ir yra pagrindinė naujovė bei moksliškai įdomiausia darbo dalis.

Svarbu ir tai, kad galutinis rezultatas gautas tirpale, o ne paruoštame kietajame saulės elemente. Patys autoriai aiškiai nurodo, jog tai yra atvejo analizės etapas, po kurio tik vėliau bus bandoma perkelti abi medžiagas į kietą būseną ir integruoti į realų fotovoltinį įrenginį. Tai reikšminga, nes fotovoltikos technologijų istorijoje netrūksta pavyzdžių, kai laboratorijoje įspūdingai atrodę reiškiniai vėliau susidurdavo su sąsajų (interfeisų) problemomis, stabilumo, mastelio didinimo ir gamybos kaštų realybe.

Taigi, kas iš tiesų įvyko? Mokslininkai pademonstravo naują selektyvaus „padaugintų“ sužadinimų surinkimo būdą, kuris ateityje potencialiai galėtų padėti saulės elementams peržengti klasikinius vienos sandūros apribojimus. Be to, autoriai šios chemijos galimybes mato plačiau nei vien saulės panelėse: minimi ir LED sprendimai, ir kvantinės technologijos, nes efektyvus energijos pernašos valdymas bei sukinio būsenų kontrolė molekuliniuose dariniuose aktuali ne tik fotovoltikos sričiai.

Šaltiniai: Kyushu universitetas; Journal of the American Chemical Society; „EurekAlert“; „National Laboratory of the Rockies“.

Kiekvienas, prisimenantis romaną ar jo ekranizaciją „Marsietis“, žino: užauginti ką nors Marse būtų milžiniškas iššūkis. Vis dėlto atskyrus fantastiką nuo mokslo, tyrėjai žengė svarbų žingsnį, galintį padidinti tikimybę, kad ateityje marso žemdirbystė taps realesnė.

Iš šalies Marso ūkininkavimas gali atrodyti paprastas: pasiimi sėklų, pastatai šiltnamį ir lauki, kol kas nors sudygs. Tačiau realiose diskusijose apie Raudonosios planetos kolonizaciją didžiausia problema dažnai nėra pačios augalų sėklos. Kur kas sudėtingiau sukurti visą gyvybės apytakos sistemą ten, kur nėra įprasto dirvožemio, lengvai prieinamų trąšų ir galimybės nuolat patogiai atsivežti viską iš Žemės.

Todėl naujas Brėmeno mokslininkų tyrimas įdomus ne tuo, kad „augalas pasodintas į Marso smėlį ir kažkaip išgyveno“. Esmė – bandymas sukurti biologinį aplinkkelį: sistemą, kuri pirmiausia pasitelkia mikroorganizmus vietiniams ištekliams apdoroti, o tik tada šį rezultatą paverčia naudingu augalų auginimui.

Auginti augalus Marse sudėtinga, bet ne neįmanoma

Marsą gaubia atmosfera, kurioje dominuoja anglies dioksidas – pagal NASA duomenis, jis sudaro apie 95,9 proc. jos tūrio. Tuo metu Marso regolite (paviršiaus grunte) yra dalis reikalingų mineralų, tačiau tai dar nereiškia, kad jis tinka žemdirbystei.

Tyrėjai primena kelias esmines kliūtis: žema maistinių medžiagų biologinė prieiga, šarminis pH, galimai toksiški junginiai (pavyzdžiui, perchloratai) ir itin smulki struktūra. Kitaip tariant, „Marso dulkės“ nėra paruoštas dirvožemis – tai žaliava, kurią dar reikia paversti tinkama augalams.

Čia į procesą įtraukiamos melsvabakterės (sinicės). Jos turi atlikti patį sunkiausią pradinį darbą: panaudoti anglies dioksidą, gaminti deguonį ir iš regolito „ištraukti“ dalį reikalingų medžiagų. Šiame metode augalai iš karto neauginami Marso dulkėse – pirmiausia auginama sinicių biomasė, naudojant išteklius, kuriuos teoriškai būtų galima gauti arba atkurti vietoje.

Vėliau ši biomasė anaerobinės fermentacijos būdu paverčiama trąšomis, skirtomis hidroponiniams (be dirvožemio) augalams. Šis tarpinis etapas yra kritinis: jis leidžia „negyvą“ mineralinę aplinką ir laboratorijoje išaugintą biomasę paversti augalams prieinama forma.

Tyrimas daugiausia dėmesio skyrė būtent šiam tarpiniam etapui – mokslininkai analizavo, kaip rezultatą veikia biomasės paruošimas, darbo temperatūra ir substrato koncentracija. Galiausiai iš 1 gramo sausos sinicių masės buvo gauta 27 gramai šviežios, valgomos vandens lęšio (Lemna genties) biomasės.

Tai svarbus įrodymas, kad visa grandinė iš tiesų veikė: nuo mikroorganizmų, per fermentaciją, iki realiai užauginto valgomo augalo. Kitaip tariant, procesas neapsiribojo vien „chemija mėgintuvėlyje“ – jis pasiekė praktišką, apčiuopiamą rezultatą.

Vis dėlto pasirinktas augalas – vandens lęšis – nėra pomidoras, bulvė ar kviečiai. Tai greitai augantis organizmas, patogus eksperimentams ir seniai svarstomas kaip didelio našumo maisto sistemų kandidatas. Dėl to rezultatas yra vertingas moksliškai, tačiau jo nereikėtų automatiškai laikyti galutiniu atsakymu į klausimą, kaip atrodys pilnavertė Marso žemdirbystė.

Įdomiausia gali būti ne pats maistas, o visa sistema šalia jo

Anaerobinės fermentacijos metu susidarė ir metanas. Marso sąlygomis tai galėtų tapti papildomu energijos nešikliu arba platesnės išteklių valdymo sistemos dalimi.

Būtent čia ir atsiskleidžia didžiausia tokio darbo vertė: Marso kolonija neveiks dėl vieno stebuklingo išradimo. Greičiau ją palaikys daugybė tarpusavyje sujungtų, galbūt ne itin įspūdingai atrodančių sprendimų, kurie kartu uždarys medžiagų apytakos ratą. Sinicės gali surišti anglį ir gaminti deguonį, fermentacija – sugrąžinti maistines medžiagas ir pagaminti metaną, o hidroponika – paversti tai valgoma biomase.

Tačiau entuziazmą verta dozuoti. Tyrimas rėmėsi regolito simuliantu MGS-1, kontroliuojamomis laboratorinėmis sąlygomis ir vieno specifinio augalo hidroponiniu auginimu. Inkubacija 35 °C temperatūroje, darbas laboratorinėje įrangoje ir kruopščiai parengtos fermentacijos sąlygos – tai dar toli nuo sistemos, kuri realybėje turėtų veikti Marso šaltyje, esant žemam slėgiui, veikiant radiacijai ir sprendžiant sudėtingą gyvenamojo modulio logistiką.

Šį rezultatą tiksliausia vertinti kaip gerai suprojektuotą didesnės dėlionės dalį – kryptingą demonstraciją, kaip vietiniai ištekliai teoriškai galėtų būti įtraukti į ateities gyvybės palaikymo ir maisto gamybos sistemas Marse.

Žemė apie savo ašį sukasi maždaug 4,5 mlrd. metų. Ji tai daro be pertraukų – be pauzių ir be „reklaminių intarpų“. Mums šis judėjimas beveik nepastebimas: diena tiesiog virsta naktimi, Saulė patekėja rytuose ir nusileidžia vakaruose. Tačiau nuo Žemės sukimųsi priklauso kone viskas – orai, jūrų lygis, vandenynų srovių struktūra ir net mūsų biologinių laikrodžių veikla.

Todėl klausimas, kas nutiktų, jei Žemė nustotų suktis nors vienai sekundei, skamba kaip mokslinė fantastika. Ir ne be priežasties: fizikos požiūriu toks scenarijus praktiškai neįmanomas, nes reikėtų energijos, prilygstančios žvaigždžių mastui. Vis dėlto kaip mintinis eksperimentas jis labai pamokantis – parodo, kokia siaura ir tiksli yra stabilumo riba, ant kurios „laikosi“ mūsų planeta.

Inercija: akimirka, kai viskas nori judėti toliau

Prieš kalbant apie globalias katastrofas, verta pradėti nuo pagrindų. Esminė sąvoka čia – inercija, aprašoma pirmuoju Niutono dėsniu: jei kūnas juda, jis judės toliau, kol jo nepaveiks išorinė jėga. Žemė sukasi milžinišku greičiu – ties pusiauju jis siekia apie 1600 km per valandą. Mes to nejaučiame, nes judame kartu su planeta: oras, vandenynai, pastatai ir visa, kas yra paviršiuje, dalyvauja tame pačiame judėjime.

Problema prasidėtų tuo momentu, jei šis judėjimas staiga sustotų. Net jei rotacija būtų nutraukta tik vienai sekundei, viskas, kas nėra tvirtai susieta su litosfera, mėgintų tęsti judėjimą. Tai primintų situaciją automobilyje, kai vairuotojas staigiai stabdo – tik šiuo atveju „stabdis“ būtų visa planeta.

Oras, vanduo ir įvairūs objektai Žemės paviršiuje būtų „išmesti“ rytų kryptimi. Kinetinė energija akimirksniu virstų griaunamąja jėga, kuri galėtų sušluoti miestus ir visiškai pakeisti kraštovaizdį.

Viena sekundė ties pusiauju

Įsivaizduokite, kad stovite ties pusiauju tiksliai tuo momentu, kai Žemės sukimasis sustoja. Prieš akimirką jūsų kūnas judėjo maždaug 1700 km per valandą greičiu. Staigaus „stop“ atveju jis neturėtų priežasties iš karto sustoti. Tokiu greičiu kliūtys – pastatai, medžiai ar net kalnų masyvai – vargiai ką reikštų.

Atmosfera virstų pasauliniu, viršgarsiniu uraganu, slenkančiu per planetos paviršių, kol trintis ir gravitacija pradėtų jį palaipsniui lėtinti.

Ne mažiau dramatiškai sureaguotų ir vandenynai. Tai, ką laikome gana ramiomis vandens masėmis, per akimirką taptų chaotišku, didžiuliu greičiu judančiu stichijos srautu, galinčiu sukelti bangas, kurių masto įprastose žemės drebėjimų sukeltose katastrofose net nematome.

Žemės drebėjimai ir cunamiai be precedento

Kol atmosfera ir vandenynai „norėtų judėti toliau“, pati Žemė patirtų galingą mechaninį šoką. Planetos pluta nėra vienalytė – ją sudaro tektoninės plokštės, plūduriuojančios ant pusiau skysto mantijos sluoksnio. Staigus rotacijos sustabdymas reikštų drastišką įtempių persiskirstymą visame šiame mechanizme.

Pasekmės galėtų būti milžiniško masto žemės drebėjimai, kokių žmonija nėra patyrusi, ir ugnikalnių išsiveržimai regionuose, kurie iki šiol laikyti stabiliais. Uolienų masės judėtų, sistema bandytų prisitaikyti prie naujo jėgų pasiskirstymo. Labiausiai apkrautose zonose pluta galėtų iš dalies suminkštėti, o kai kur – net pradėti lydytis.

Ypač įspūdingai sureaguotų vandenynai. Šiandien ties pusiauju vanduo yra kiek toliau nuo Žemės centro, nes jį veikia išcentrinė jėga. Sustojus sukimui, ši jėga iškart dingtų, o vandens masės pradėtų slinkti link ašigalių. Net jei sustojimas truktų tik sekundę, vandens judėjimas nesustotų vien todėl, kad rotacija vėl „įsijungė“. Cunamiai galėtų įsiveržti šimtus, o kai kuriais scenarijais – net tūkstančius kilometrų į žemynų gilumą.

Klimatas ir atmosfera: tvarka subyra

Žemės sukimasis lemia ne tik dienos ir nakties kaitą, bet ir globalią atmosferos bei vandenynų cirkuliacijos tvarką. Dėl jo veikia Koriolio efektas, kreipiantis oro ir vandens masių judėjimą – taip formuojasi pasatai, ciklonai ir palyginti stabilios klimato zonos. Be rotacijos ši sistema iš esmės subyrėtų.

Vietoje įprastų srautų atsirastų atmosferos chaosas: milžiniškos audros klajotų po planetą, bandydamos rasti naują energinę pusiausvyrą. Tačiau nėra garantijos, kad toks stabilus išsidėstymas apskritai susiformuotų.

Cirkuliacijos pokyčiai reikštų ir radikalias klimato permainas. Temperatūrų skirtumai tarp Saulės apšviestų ir tamsoje esančių regionų taptų ekstremalūs: tropikai įkaistų iki daugeliui organizmų mirtinų ribų, o poliarinės sritys panirotų į dar gilesnį šaltį.

Diena ir naktis be įprasto ritmo

Jei Žemė nustotų suktis, išnyktų mums pažįstamas 24 valandų dienos ir nakties ciklas. Trumpas, vienos sekundės sustojimas šio ritmo nespėtų pakeisti visam laikui. Tačiau jei rotacijos nebūtų ilgiau, vienas „dienos“ ciklas truktų tiek, kiek Žemei reikia apskrieti Saulę – apie pusę metų.

Viena planetos pusė mėnesiais būtų apšviesta ir stipriai įkaistų, kita tuo pačiu metu skęstų ledinėje tamsoje. Tokios sąlygos sunaikintų mums žinomas orų sistemas ir stipriai suardytų biosferą – daugeliui rūšių prisitaikyti tiesiog nebūtų realių galimybių.

Magnetinis laukas: tylus sargas

Nors vienos sekundės sustojimas magnetinio lauko iš karto neišjungtų, Žemės rotacija yra svarbi jo ilgalaikiam palaikymui. Magnetinis laukas susidaro dėl skysto geležies judėjimo Žemės branduolyje. Būtent jis saugo mus nuo Saulės vėjo ir kosminės spinduliuotės.

Be rotacijos planetinis „dinamas“ palaipsniui silptų. Ilguoju laikotarpiu Žemė taptų jautresnė atmosferos nykimui – panašiai kaip Marsas, kuris, silpstant magnetiniam laukui, prarado didelę dalį kadaise tankesnės atmosferos.

Pasaulio pabaiga, kokią pažįstame

Nors Žemės sustojimas vienai sekundei tėra teorinis scenarijus, šis mintinis eksperimentas aiškiai parodo, kaip giliai planetos sukimasis persmelkia mūsų egzistenciją – nuo procesų ląstelėse iki orų, klimato ir žemynų geologijos.

Žemės rotacija nėra tik fonas. Tai viena pagrindinių sąlygų, kad pasaulis atrodytų taip, kaip jį pažįstame. Net trumpas sutrikimas galėtų paleisti pokyčių grandinę, kurios pasekmės reikštų mums įprasto pasaulio pabaigą.

Per įprastus konservavimo darbus Wat Thammachak Sema Ram šventykloje Tailande įvyko atradimas, kuris nustebino net patyrusius specialistus. Darbininkai, įrenginėję drenažo sistemą aplink maždaug 1300 metų senumo monumentalią gulinčio Budos skulptūrą, po jos pagrindu aptiko senovinį depozitą su vertingais artefaktais. Iš pradžių planuotas techninis kasimas greitai virto reikšmingu istoriniu ir kultūriniu radiniu.

Atsitiktinis radinys konservavimo darbų metu

Radinių vieta buvo daugiau nei metro gylyje. Keraminiame inde rasti 33 daiktai, pagaminti iš aukso, sidabro ir bronzos. Tarp jų – žiedai, auskarai ir kiti papuošalai, būdingi Dvaravati laikotarpiui, siejamam su ankstyvaisiais Pietryčių Azijos viduramžiais. Tyrėjų teigimu, dirbinių stilius ir gamybos technika rodo aukštą amatininkystės lygį ir tuometės meninės kultūros brandą.

Tačiau tuo atradimai nesibaigė. Vykdant tolesnius archeologinius darbus aptikta ir daugiau objektų, įskaitant plonas metalines plokšteles, dekoruotas repusavimo technika – ornamentas išgaunamas kalant iš kitos pusės. Vienoje auksinėje plokštelėje pavaizduotas mokytojo pozoje sėdintis Buda, atpažįstamas iš ikonografinių bruožų: spiralinių plaukų sruogų, pailgintų ausų ir aureolės aplink galvą. Kita, pagaminta iš alavo ir švino lydinio, vaizduoja stovintį Budą su dviem lydinčiomis figūromis – viena jų gali būti interpretuojama kaip vietinė dievo Brahmos forma.

Ypatingą tyrėjų dėmesį patraukė ir prie skulptūros galvos aptiktas metalinių sluoksnių rinkinys, paslėptas molyje ir cemente. Dėl pažeidimų tiksli forma nėra aiški, tačiau radimo vieta leidžia manyti, kad tai galėjo būti ritualinė auka, padėta šventyklos statybos metu arba vėlesniu jos naudojimo laikotarpiu. Tokios praktikos senosiose budistinėse kultūrose buvo paplitusios ir turėjo simboliškai pašventinti garbinimo vietą.

Vienas seniausių tokio tipo paminklų šalyje

Pati skulptūra, po kuria aptiktas depozitas, laikoma viena seniausių ir ilgiausių Tailande. Maždaug 13 metrų ilgio kūrinys, manoma, sukurtas VII amžiuje ir yra išskirtinis ankstyvosios regiono budistinės dailės pavyzdys. Naujas radinys dar kartą patvirtina šios vietos svarbą kaip reikšmingo religinio ir meninio centro Dvaravati epochoje, kai budizmas turėjo esminę įtaką formuojantis vietinėms tradicijoms ir kultūrinei tapatybei.

Rasti artefaktai perduoti Phimai nacionaliniam muziejui, kur šiuo metu konservuojami ir detaliai analizuojami. Ekspertai tikisi, kad tolesni tyrimai padės geriau suprasti ir šių daiktų paskirtį, ir religinį bei socialinį kontekstą, kuriame jie atsirado. Jau dabar aišku, kad atradimas bus svarbus nagrinėjant budistinės dailės raidą Pietryčių Azijoje ir taps vertingu daugiau nei tūkstantmečio senumo dvasinio gyvenimo liudijimu.

Šaltinis: Tailando Dailiųjų menų departamentas.

Užšalęs Arkties pasaulis ilgą laiką atrodė kaip paskutinis nepaliestos gamtos bastionas. Tačiau net ir į ten pasiekė žmogaus veiklos pėdsakai – mikroplastikas.

Dvi savaites trukusios ekspedicijos metu „Vermont State University“ ir „Castleton University“ mokslininkai vyko į Cambridge Bay – Arkties Kanados teritoriją ties Arkties vandenyno ir Arkties archipelago sandūra. Ši vieta laikoma viena labiausiai izoliuotų Žemėje, toli nuo pramonės ir intensyvios žmogaus veiklos. Vis dėlto būtent ten tyrėjai aptiko tai, ko nesitikėjo.

Vykdant projektą DRACO (Dynamic Research of Arctic Cryospheric Organisms) buvo tiriami mikroorganizmai, gyvenantys lede, sniege ir amžinajame įšale. Gręžiant mėginius atokiose ledyno vietose, ledo struktūroje buvo pastebėta mikroskopinių pluoštelių ir plastiko fragmentų.

Tyrimų daliai, susijusiai su mikroplastiku, vadovaujantis prof. Andrew Vermilyea pabrėžia:

„Plastikui yrant, jo smulkios dalelės gali būti pernešamos vandenyno srovių, atmosferos cirkuliacijos ir net kritulių“, – pažymi mokslininkas.

Mikroplastikas Arktyje – bloga žinia visiems

Mikroplastikas yra lengvas ir itin patvarus, todėl gali sklandyti ore, būti nunešamas vėjo, o vėliau kartu su lietumi ar sniegu nusėsti tūkstančius kilometrų nuo taršos šaltinio. Tai reiškia, kad Europoje ar Azijoje išmesta plastikinė pakuotė po kelerių metų gali atsidurti Arkties lede – susmulkėjusi, bet vis dar išlikusi.

Pats reiškinys nėra naujas, tačiau vis labiau stebina jo mastas. Dar prieš dešimtmetį buvo manoma, kad poliariniai regionai didžiąja dalimi yra apsaugoti nuo tokios taršos. Šiandien vis daugiau ekspedicijų, įskaitant tyrimus Grenlandijoje ir Špicbergene, patvirtina mikroplastikų buvimą sniege ir paviršiniuose vandenyse. „Vermont State University“ komandos atradimas papildo bendrą išvadą: praktiškai nebeliko Žemėje vietos, kur nebūtų plastiko pėdsakų.

Mikroplastiko aptikimas lede – tik problemos pradžia. Tirpstant ledo dangai, dalelės patenka į vandenyną, kur jas gali praryti planktonas ir smulkūs vėžiagyviai – Arkties mitybos grandinės pagrindas. Vėliau mikroplastikas kaupiasi žuvų, jūros paukščių ir net žinduolių, tokių kaip ruoniai ar banginiai, organizmuose.

Pastarųjų metų tyrimai taip pat rodo, kad mikroplastiko dalelės geba prisitraukti kitas toksiškas medžiagas – pavyzdžiui, sunkiuosius metalus ar organinius junginius – ir veikti kaip savotiški cheminių teršalų „nešėjai“ aplinkoje. Dėl to tarša gali lengviau patekti į gyvų organizmų audinius ir netiesiogiai pasiekti žmogų.

Mokslininkams tai dar vienas įrodymas, kad mikroplastikas nėra vien aplinkosaugos klausimas – tai ir sveikatos problema, kurios pasekmes dar tik pradedame suprasti. Mikroskopinių plastiko dalelių jau aptikta žmogaus kraujyje, plaučiuose ir placentoje; jos siejamos su uždegiminėmis reakcijomis bei oksidaciniu stresu ląstelėse.

DRACO komanda neapsiriboja vien atradimo fiksavimu. Tyrimų tikslas – sudaryti mikroplastiko pernašos poliariniuose regionuose žemėlapį ir geriau suprasti, kaip šie teršalai juda globaliame cikle. Projekte dalyvaujantys studentai taip pat kuria naujus plastiko dalelių identifikavimo metodus dirvožemio ir vandens mėginiuose, pasitelkdami spektroskopiją ir fluorescenciją.

Kaip pabrėžia tyrėjai, problema slypi ne tik plastiko kiekyje, bet ir jo „nemirtingume“. Plastikas neišnyksta – jis skyla į vis smulkesnes daleles, kurios tampa nematomos plika akimi, tačiau vis labiau paplinta biosferoje.

Nors Arktis atrodo tolima, šių tyrimų išvados aktualios visiems. Mikroplastikų randama ir Europos šalių upėse, Baltijos jūroje bei dirvožemyje. Ekspertai akcentuoja, kad realiausia strategija mažinti šią taršą – mažinti vienkartinio plastiko gamybą ir naudojimą, stiprinti perdirbimo sistemas, plėtoti biodegraduojamas alternatyvas ir keisti kasdienius vartojimo įpročius.

Net paprasti sprendimai – daugkartinis puodelis, medžiaginis maišelis ar perdirbto plastiko pakuotė – gali turėti reikšmės ne tik miestų aplinkai, bet ir vietoms, kurios dar visai neseniai atrodė nepasiekiamos žmogaus poveikiui.

Słupsko centre užfiksuotas vienas įdomiausių pastarųjų metų archeologinių atradimų. Atliekant darbus Senojo turgaus aikštėje, kur planuojama nauja statybų investicija, tyrėjai aptiko beveik komplektinę, tarpukariu naudotą kavos skrudinimo mašiną. Radinys buvo paslėptas namo rūsyje – pastatas Antrojo pasaulinio karo pabaigoje buvo sugriautas, o įrenginys dešimtmečius gulėjo užmirštas po žemių ir griuvėsių sluoksniais.

Neįprastas radinys būsimos statybos vietoje

Atradimas padarytas vykdant archeologinius tyrimus, kurie atliekami prieš pradedant modernios paskirties komplekso su požemine automobilių aikštele statybas. Vietoje, kur ateityje turėtų būti įrengtas parkingas, archeologai atidengė senosios urbanistinės struktūros liekanas bei tarpukario pastatams priklausiusius rūsius.

Viename iš jų aptiktas išskirtinis įrenginys – didelė ketaus konstrukcijos kavos skrudinimo mašina. Nors 1945 metais pastatas sugriuvo, įrenginys išliko stebėtinai geros būklės.

Pasak tyrėjų, prieš karą šioje vietoje veikė kolonijinių prekių parduotuvė, priklausiusi vietos verslininkui Augustui Ruffmannui. Joje buvo prekiaujama kava, o dalis produkcijos, tikėtina, buvo skrudinama vietoje, tad rastoji mašina buvo svarbi tuometinės veiklos dalis.

Manoma, kad įrenginys pagamintas XX amžiaus pirmojoje pusėje, o jo gamintojas – Vokietijos įmonė, veikusi dar nuo XIX amžiaus. Konstrukcijoje buvo integruota krosnis, o dydis leidžia spėti, kad kava čia buvo skrudinama ne tik mažos parduotuvės poreikiams, bet ir pusiau didmeniniu mastu. Dėl to radinys vertinamas ne vien kaip įdomi detalė, bet ir kaip reikšmingas technologijų bei vietos prekybos istorijos liudijimas.

Tarpukario kavos skrudinimo mašina rasta sugriauto namo rūsyje

Mašinos būklė apibūdinama kaip pakankamai gera, tačiau jai reikalinga specializuota konservacija. Nors ant rūsio buvo užvirtęs visas pastatas, didžioji dalis elementų išliko, o trūkstamos dalys rastos netoliese. Archeologai pabrėžia, kad tokio komplektiškumo tokio tipo įrenginiai aptinkami itin retai.

Artimiausiu metu radinys bus detaliai dokumentuojamas ir perduotas konservavimo darbams. Specialistai sieks nuvalyti rūdis, sutvirtinti konstrukciją ir ją apsaugoti ateičiai. Nors įrenginys, suprantama, neatgaus pirminio funkcionalumo, jis gali tapti vertingu muziejiniu eksponatu arba naujai statomame objekte planuojamos ekspozicijos dalimi.

Šis atradimas – tik dalis platesnių tyrimų, vykdomų šioje teritorijoje. Archeologai čia rado ir daugiau ankstesnių laikotarpių pėdsakų: viduramžių medinių konstrukcijų fragmentų, keramikos šukių, butelių bei kasdienybės daiktų. Visa tai leidžia nuosekliai atkurti šios Słupsko dalies istoriją – nuo viduramžių iki šių dienų.

Maroko Atlaso kalnuose mokslininkai aptiko mįslingas geologines struktūras, kurios, jų teigimu, ten apskritai neturėtų egzistuoti. Kalbama apie vadinamąsias raukšlėtas struktūras – smulkius pofaldavimus, išlikusius maždaug 180 mln. metų senumo uolienose. Jei pirminės išvados pasitvirtins, šis radinys gali suteikti naują požiūrį į sąlygas, kuriomis Žemėje vystėsi gyvybė.

Atsitiktinis radinys kalnų žygyje

Tyrimą netikėtai pradėjo geologė Rowan Martindale iš Teksaso universiteto Ostine. Dirbdama lauko sąlygomis Dadès slėnyje ji ant uolų paviršiaus pastebėjo būdingus banguotus raštus, primenančius susiraukšlėjusią odą. Iš pirmo žvilgsnio šios struktūros buvo panašios į senovinių mikroorganizmų paliktus pėdsakus, tačiau jų atsiradimą tokioje vietoje paaiškinti buvo sunku.

Raukšlėtos struktūros mokslui žinomos seniai, tačiau beveik visada jos aptinkamos sekliose vandenyse, kur mikroorganizmai gauna saulės šviesos. Tuo metu uolienos, kuriose aptiktas šis radinys, formavosi mažiausiai 180 metrų gylyje po vandenyno paviršiumi – aplinkoje, kurioje šviesos nėra. Būtent tai ir pavertė atradimą ypač netikėtu.

Papildomą mįslę sukėlė struktūrų amžius. Dažniausiai tokie pėdsakai siekia daugiau nei 540 mln. metų, nes vėlesniais laikotarpiais jūrų organizmų veikla subtilius mikrobiologinius ženklus paprastai sunaikindavo. O Maroke aptiktoms formacijoms – „tik“ 180 mln. metų, tad jų išlikimas atrodo dar neįprastesnis.

Atlikę išsamesnes analizes tyrėjai padarė išvadą, kad šios struktūros neatsirado dėl jūrinių srovių ar nuošliaužų, kaip anksčiau kartais būdavo manoma. Ekspertizės parodė padidėjusį anglies kiekį uolienose, o tai leidžia įtarti biologinę kilmę.

Atlaso kalnų „raukšlėms“ – 180 mln. metų: geologiniu mastu tai labai mažai

Tikėtiniausias scenarijus – struktūras suformavo mikroorganizmai, naudoję chemosintezę. Tai procesas, kai energija gaunama ne iš šviesos, o iš cheminių reakcijų. Tokios gyvybės formos galėjo klestėti giliame vandenyne, pasinaudodamos medžiagomis, kurias į dugną atnešdavo povandeninės nuošliaužos – jos galėjo transportuoti organinę medžiagą ir maistines medžiagas į tamsią gelmę.

Apskritai šis atradimas leidžia manyti, kad gyvybė Žemėje galėjo būti gerokai lankstesnė ir atsparesnė ekstremalioms sąlygoms, nei manyta iki šiol. Be to, mokslininkai pabrėžia, kad panašūs pėdsakai praeityje galėjo būti klaidingai priskiriami vien geologiniams procesams, nors iš tiesų juos galėjo palikti gyvi organizmai.

Šaltinis: „Geology“