 adytyaAstrologDin: Bucuresti
Postari: 292
|
|
Consiliul Naţional de Cercetare din Statele Unite a dat publicităţii o listă de 10 provocări majore ale secolului acesta īn domeniul ştiinţelor planetare.
Acum o lună, Academia de Inginerie a Statelor Unite oferea o listă de 14 provocări tehnologie majore pentru secolul nostru, iar noi la Ştiinţă.info ne-am mobilizat imediat şi am creat un concurs de eseuri, cu premii, pe una din temele acestea. Acum a fost rāndul unei alte academii a Statelor Unite, cea numită National Research Council (NRC) spre a efectua o listă de 10 provocări majore ale secolului acesta īn domeniul ştiinţelor planetare. Cum NRC este una din cele patru Academiile Naţionale ale SUA, raportul a fost anunţat aşadar de Natioanal Academies sub formă de ştire, raport scurt (doar patru pagini, frumos realizate) şi raport īntreg (acesta pe bani).
Īnainte de a analiza aceste provocări majore ale ştiinţelor naturale, este important să remarcăm cum īn Statele Unite există aceste organisme private, non-profit, formate din experţi īn ştiinţă, care oferă periodic rapoarte despre situaţia unui anumit domeniu al ştiinţei şi tehnologiei. Aceste rapoarte profesioniste sunt făcute cunoscute şi sunt explicate atāt politicienilor, cāt şi industriei. Astfel, acestea au o viziune de ansamblu, atāt īn spaţiu, cāt şi īn timp şi pot lua deciziile potrivite pentru Statele Unite. Ideal ar fi să se facă aceasta şi īn Romānia.
Pānă atunci īnsă, FizicaParticulelor.ro vă informează cu noutăţiile ştiinţifice mondiale, pentru ca dumneavoastră, ca individ, să aveţi această perspectivă globală, pentru a decide mai bine unde veţi trăi şi munci, care vor fi slujbele viitorului, care domenii ale economiei se vor dezvolta mai bine, pe scurt, să fiţi un om informat. Iată aşadar provocările ştiinţelor planetare.
1. Cum s-au format Pămāntul şi celelalte planete din sistemul nostru solar?
Se ştie īn prezent că Soarele şi planetele din sistemul nostru solar s-au format din acelaşi nor de gaz ce se īnvārtea īn jurul unui centru comun. Totuşi, există detalii ce nu sunt īncă bine stăpānite. De exemplu, de ce variază compoziţia chimică de la planetă la planetă? De ce unele planete sunt solide (Mercur, Venus, Pămānt, Marte) şi altele sunt gazoase (Jupiter, Saturn, Uranus, Neptun)? Există modele credibile care spun că aproape de Soare gazele uşoare se evaporau şi rămāneau metalele grele care au format roci īn planetele solide, pe cānd departe de Soare era mai rece şi atunci gazele uşoare nu s-au evaporat, au rămas īn zonă şi au fost atrase de planetele īn formare, care au acumulat aşadar mari cantităţi de gaze (planetele gazoase). Totuşi noi date despre aceste planete sunt necesare pentru a cizela şi mai mult modelele de formare planetară şi pentru a le aduce şi mai aproape de adevăr.
2. Ce s-a īntāmplat īn primii 500 de milioane de ani ai Pămāntului?
Pămāntul are o vārstă de peste patru miliarde de ani, dar aproximativ aceeaşi vārstă ca şi restul planetelor şi Soarele. Primii 500 de milioane de ani din perioada sa de formare au fost cruciali pentru evoluţia ulterioară a planetei noastre. Cu toate acestea, avem puţine date experimentale din acea perioadă, pentru ca foarte puţine roci s-au păstrat din acea perioadă. Se crede că īn acea epocă Pămāntul a fost lovit de un corp ceresc (poate o altă planetă , iar aceasta a produs două lucuri faţă de care viaţa pe Terra nu ar fi posibilă. Īn primul rānd, se pare că o parte din planeta noastră a fost smulsă şi zvārlită īn spaţiu, iar centrul Pămāntului s-a topit datorită energiei eliberate de coliziune. Cum cele două resturi ale coliziunii erau fierbinţi, gravitaţia le-a modelat la loc īn forme aproape sferice, unul devenit Pămāntul, iar celălalt devenit Luna, satelitul notru natural. Nucleul Pămāntului şi astăzi continuă să fie lichid, format din fier, rotindu-se mereu īn jurul axei Pămāntului şi generānd astfel cāmpul magnetic al planetei noastre.
Pămāntul se comportă īntr-adevăr ca un magnet de dimensiuni uriaşe. Deşi de o intensitate de o sută de mii de ori mai slabă decāt a magnetului cu care prindeţi un metal pe uşa de la frigider, cāmpul magnetic al Pămāntului este relativ mai puternic decāt al celorlalte planete din sistemul nostru solar şi tocmai acest cāmp este cel care ne protejează de radiaţiile cosmice ce ar fi devastatoare pentru viaţă, fie distrugānd-o direct, fie producānd mutaţii genetice grave la majoritatea indivizilor, atāt de plante, cāt şi de animale. Radiaţiile cosmice sunt prinse de cāmpul magnetic al Pămāntului şi colectate spre cei doi poli, unde creează minunatele aurore boreale.
Referitor la Lună, aceasta este cea care stabilizează orbita Pămāntului īn jurul Soarelui, făcānd ca distanţa faţă de Soare să nu varieze decāt puţin de-a lungul unui an şi astfel cantitatea de energie ce o primim de la Soare să nu varieze prea mult, iar temperatura pe Terra să varieze doar puţin şi să rămānă īn parametrii propici vieţii. Variaţii de temperatură de 50 de grade īntre iarnă şi vară ni se par extraordinar de mare nouă, oamenilor, dar pe Luna, de exemplu, există variaţii de 400 de grade doar īntre zi şi noapte.
Vedem aşadar cāt de mult pare că a influenţat această perioadă formarea şi evoluţia planetei Pămānt. Este asenţial aşadar să īntelegem mai bine această perioadă.
Poate că Pămāntul este unica planetă din Univers propice vieţii şi este important de aflat cum de a fost posibil aceasta. Toate aceste condiţii au fost ele doar rolul īntāmplării, sau o persoană supranaturală a orānduit bine toate acestea, sau poate s-au creat atāt de multe planete īn Univers īncāt e firesc ca să fie cel puţin una care să aibă condiţiile bune pentru susţinerea vieţii? Iată cāt de mult este legată această īntrebare profundă "de unde venim?" şi de ştiinţele planetare.
3. Cum a apărut viaţa pe Pămānt?
Şi iată cum īn mod natural se face tranziţia la poate misterul cel mai mare al umanităţii. Cum a apărut viaţa pe Pămānt? Pentru a ne apropia şi mai mult de a răspunde la această īntrebare, oamenii de ştiinţă colectează cele mai vechi urme ce viaţa le-a lăsat īn roci şi minerale. Pe de altă parte, ei īşi īndreaptă privirea şi spre Marte şi spre alte corpuri cosmice pe care s-a descoperit apă, īn speranţa de a descoperi viaţă sau materie organică. Aceste studii ne ajută să īnţelegem mai bine şi viaţa de pe Terra.
4. Cum funcţionează interiorul Pămāntului şi cum īnfluentează acestea suprafaţa sa?
Pămāntul este format din nucleu, manta şi scoarţă. Nucleul este format din fier lichid īn rotaţie, iar această rotaţie am văzut că creează cāmpul magnetic. Dar la fiecare aproximativ 30 de mii de ani, Pămāntul inversează polul nord magnetic cu polul sud magnetic. De ce se īntāmplă aceasta? Mişcările ce au loc īn mantaua formată din roci lichide duc la crearea de munţi, izbucnirea vulcanilor, sau generarea continuă de fund oceanic īn zonele de rift oceanic. Oamenii de ştiinţă īnţeleg aceasta calitativ, dar au nevoie de modele matematice mai precise pentru a le putea evalua cantitativ şi pentru a le putea extrapola īn timp şi deci a putea spune cum era interiorul Pămāntului īn trecut şi cum va fi el īn viitor şi astfel cum va fi influenţată suprafaţa Pămāntului īn viitor de cātre interiorul Pămāntului.
5. De ce are Pămāntul plăci tectonice şi continente?
Scoarţa Pămāntului este formată din diferite părţi care plutesc pe mantua lichidă a Pămāntului. Aceste bucăţi se numesc plăci tectonice şi dau naştere la continente. Mişcarea plăcilor pe manta duce la mişcarea continentelor unele relativ la altele, iar īn trecut continentele aveau cu totul o altă poziţie. Teoria plăcilor tectonice a fost dezvoltată īn anii 1960 şi a fost bine documentată experimetal de atunci īncoace. Totuşi, de ce există aceste plăci tectonice? Luna, de exemplu, nu prezintă plăci tectonice. Marte prezintă doar cāteva indicii de existenţa unor plăci tectonice, īn timp ce sateliţi ai altor planete au plăci tectonice fotografiate de sateliţi. Cu alte cuvinte, de există diferite bucăţi solide de scoarţă ce plutesc pe manta şi nu doar una singură?
6. Cum influenţează proprietăţilel materialelor proprietăţile Pămāntului?
Este ştiut că proprietăţile totului sunt date īn cea mai mare parte de proprietăţile părţilor. Īn fizică, proprietăţile macroscopice ale unui material sunt date de proprietăţile microscopice ale atomilor care īl compun. Tot astfel, studiul elementelor chimice din structura Pămāntului poate ajuta la īnţelegerea mai bună a proprietăţilor geologice ale Pămāntului.
7. Ce cauzează schimbările climatice şi cāt de mult se poate climatul schimba?
Cum am văzut mai sus, schimbări de 50 de grade īntre iarnă şi vară sunt percepute de oameni şi īn general viaţă drept schimbări mari de temperatură. Daca temperatura īntregului Pămānt ar scădea cu 50 de grade am intra īntr-o epocă glaciară, iar dacă ar creşte cu 50 de grade am fi īn o epocă foarte caldă, cānd viaţa probabil ar muri īn cea mai mare parte. Totuşi, deşi Pămāntul a cunoscut schimbări climatice, cu variaţii de temperatură mari la scară umană, ele sunt mici la scară fizică, şi aceasta probabil datorită distanţei relativ constante pānă la Soare. Oamenii de ştiinţă ar dori să īnţeleagă mai bine aceste schimbări climatice din trecut, atāt calitativ, cāt şi cantitativ, pentru a putea prezice mai bine schimbările climatice viitoare. Subiectul este cu atāt mai important acum, cānd omenirea depozitează tot mai mult dioxid de carbon īn atmosferă şi aceasta duce la o īncălzire climatică generată de om. Pe de altă parte, perioada aceasta de climat temperat a durat deja cāteva zeci de emii de ani şi poate va veni curānd (īn sute sau mii de ani) şi o nouă epocă glaciară, īn ciuda īncălzirii globale generate de om.
8. Cāt de mult a influenţat Pămāntul viaţa şi viaţa Pămāntul?
Este ştiut că viaţa influenţează Pămāntul. De exemplu, plantele eliberează oxigen īn atmosferă şi fără ele oxigenul poate nu ar fi fost decāt īn cantităţi negljabile īn atmosferă. Tot plantele au fixat īn scoarţa Pămāntului mare parte din dioxidul de carbon ce exista īn atmosferă după īncheierea formării Pămāntului. De asemenea, ştim cum un teren fără plante este erodat uşor de vānt, transfărmāndu-l īntr-un deşert. Pe aceeaşi idee, defrişările de păduri de pe dealuri duc la prăvălirea malurilor de pămānt, cāteodată chiar pe locuinţele oamenilor. Dar se ştie şi că Pămāntul a influenţat viaţa. O explozie puternică de vulcan, de exemplu, poate să ducă la dispariţia a mai multe specii de plante sau animale. Prin urmare, subiectul interdependenţei īntre viaţă şi condiţiile de pe Pămānt este foarte important, cu atāt mai mult cu cāt doar īn primul miliard de ani Pămāntul a fost fără viaţa, dar viaţa fiind prezentă permanent pe Pămānt īn ultimele trei miliarde şi ceva de ani. Studiul acestei interdependenţe este aşadar foarte important.
9. Pot fi prezise cutremurele şi erupţiile vulcanice?
Cutremurele şi erupţiile sunt generate de mişcarea şi acumularea magmei īn interiorul scoarţei. Oamenii de ştiinţă au făcut progrese īn prezicerea cutremurelor şi vulcanilor, dar īncă nu pot spune cānd anume va avea loc un anumit cutremur sau va erupe un anumit vulcan. Totuşi, odată cu studiul fiecărui cutremur şi al fiecărui vulcan īn parte, oamenii de ştiinţă se apropie mai mult de ţelul lor. Deja sunt aproape de a prezice erupţiile cele mai puternice ale vulcanilor, dar sunt departe de a le prezice pe cele mai micuţe.
10. Cum influenţează curgerea fluidelor īn interiorul şi la suprafaţa Pămāntului viaţa oamenilor?
Curgerea fluidelor īn interiorul şi la suprafaţa Pămāntului afectează īn mod direct viaţa oamenilor. Prin fluid se īnţelege lichid sau gaz. Lichidul ce interesează pe oameni cel mai mult este apa. Managementul resurselor de apă devine o chestiune din ce īn ce mai presantă, iar studiul curgerii apelor prin medii poroase precum solul poate īnţelege cum se adună rezervele de apă īn sol, sau cum curg răurile subterane. Astfel, s-ar īnţelege mai bine ciclul apei īn natură.
Dar mai este o mare altă categorie de fluide care interesează oamenirea foarte mult. Este vorba de combustibilii fosili. Aceştia pot fi lichizi, precum petrolul, sau gazoşi, precum gazele naturale. Studiul acumulării sau propagării acestora īn medii poroase neomogene, precum scoarţa Pămāntului, poate duce la o īnţelegere mai bună a acestor combustibili solizi, ce reprezintă sursa de bază de energie pe care s-a dezvoltat societatea noastră. Studiile acestea vor duce şi la o mai bună estimare a cantităţilor disponibile.
Concluzie
Observăm aşadar o situaţie īntālnită iar şi iar īn ştiinţă. Stiinţa nu oferă adevăruri absolute, ci caută mereu date experimentale noi şi modele teoretice care să explice datele experimentale cāt mai corect, astfel īncāt imaginea noastră despre adevăr devine, pas cu pas, tot mai aproape de adevărul īnsuşi. Suntem precum o furnică care explorează un truchi de copac, apoi o ramură mare, apoi una mai mică, apoi una şi mai mică, şi tot aşa, pānă ajungem īn final la o frunzuliţă ce reprezintă detaliile adevarului. Dar cum toate frunzele de o ramură sunt mult mai apropiate īntre ele decāt sunt de cele ale altei ramuri, tot aşa si noi convergem spre adevăr şi trebuie paşi tot mai mari şi mai mulţi pentru a face progrese micuţe. Īn ştiinţele planetare, noi ne-am asigurat că suntem īn copacul bun, īn ramura principală bună, acum rămāne să definitivăm detaliile, anume pe care ramură, crenguţă şi frunzuliţă se găseşte adevărul. Īn ghidarea efortului de cercetare ajută şi această listă de cele mai mari 10 provocări pentru secolul acesta īn ştiinţele planetare.
_______________________________________
<<<Trei lucruri nu pot fii ascunse in aceasta lume
Luna , Soarele si Adevarul>>>
<<<Budda quote>>>
|
|
