Polka uprawia jeden z najbardziej tajemniczych zawodów świata. "To wybuch jak przy bombie atomowej"

W rozmowie z WP Tech tłumaczy, dlaczego badanie kraterów może pozwolić nam na poznanie innych planet w kosmosie, co naprawdę wydarzyło się w Tungusce, a także co zrobić, by przeżyć a nawet zasiedlić Marsa.

Oczywiście. Geologia planetarna narodziła się jeszcze przed programem Apollo, tylko że wtedy stosowano ją głównie do badań Księżyca. Wynikało to z tego, że tylko nasz satelita był na tyle blisko, że można było obserwować szczegóły na jego powierzchni. Ziemia do niedawna była jedynym ciałem kosmicznym, które w miarę dobrze poznaliśmy, więc w oczywisty sposób wszystko, co znaleźliśmy, porównywaliśmy właśnie do niej.

Z Marsa, ale też z Księżyca. Zresztą bardzo duża część procesów geologicznych, które zachodzą na innych ciałach niebieskich, dzieją się podobnie jak na naszej planecie. Ale trzeba pamiętać, że na przykład na Księżycu nie ma atmosfery. I jeśli uderzy tam asteroida, to materiał, który zostanie wyrzucony z krateru, będzie zachowywał się inaczej niż na Ziemi.

W trakcie "analogowej" misji marsjańskiej.

Będzie opadał balistycznie – bez oporów powietrza. A na Ziemi czy Marsie w takiej sytuacji musimy wziąć pod uwagę wpływ atmosfery. Jednak sam proces powstawania krateru, czyli na przykład wyliczenie tego, jakiej wielkości będzie krater po tym, jak trafi w niego asteroida, jest bardzo łatwo przekładalny na różne ciała.

Dokładnie. I tę wiedzę właśnie wykorzystujemy.

Zgadza się, pracuję na Uniwersytecie w Exter, dzięki programowi Maria Skłodowska Curie, finansowanym przez UE dla ludzi po doktoracie. Dostałam grant na prowadzenie własnego projektu. Można powiedzieć, że pozwala mi to na bycie własnym szefem.

Na tym właśnie się skupiam podczas moich prac w Exeter. Zacznę od wyjaśnienia, czym jest impaktologia – to dziedzina geologii, badająca, jak powstają kratery uderzeniowe i jak zmieniają środowisko, w którym powstają. Jest to najważniejszy proces, który kształtuje powierzchnię wszystkich skalistych ciał w Układzie Słonecznym i poza nim.

Oczywiście. Aby przekonać się, jak ważny jest to proces, wystarczy spojrzeć na Księżyc, nawet gołym okiem. Łatwo zauważyć, że cała jego powierzchnia jest zaorana kraterami. Największe z nich są ciemniejsze od reszty powierzchni, bo zostały wypełnione lawą, która po zastygnięciu w skałę ma ciemny kolor. Na Ziemi również jest sporo kraterów.

Badania w Islandii

Impaktologią zainteresowałam się dzięki stażowi w Lunar and Planetary Institute w Houston, który jest taką odnogą badawczą NASA. Wakacje spędziłam zajmując się tworzeniem i ewolucją kraterów uderzeniowych na Księżycu i tym, jak można je wykorzystać dla nauki i celów praktycznych. W ramach magisterki na Michigan State University zajmowałam się badaniem meteorytów, co jest niezmiernie ciekawe, ale w zasadzie uniemożliwia jakiekolwiek badania terenowe. A ja lubię być w terenie, młotkiem i łopatą wydzierać tajemnice natury.

Najlepszym tematem, pozwalającym połączyć moje zainteresowania geologią planetarną, meteorytami i pracą terenową, było badanie ziemskich kraterów uderzeniowych. Właśnie dlatego swoją pracę doktorską zrobiłam w tym temacie, skupiając się na kraterze w Ghanie. Pozwoliło mi to odwiedzić ponad kilkanaście miejsc na czterech różnych kontynentach, gdzie w Ziemię przywaliła asteroida.

Na razie znaleźliśmy koło 190 - czyli dużo, dużo mniej niż na znacznie mniejszym od Ziemi Księżycu. Wynika to przede wszystkim z dużej aktywności geologicznej naszej planety. Większość kraterów, jakie kiedyś powstały, nie przetrwała do naszych czasów, bo zniszczyła je erozja. Albo zostały zgniecione w czasie formowania nowych gór. Około 70 proc. Ziemi jest chronione przed powstawaniem kraterów, bo pokrywa ją gruba na kilka kilometrów warstwa wody. Chroni nas też nasza atmosfera. Najmniejsze asteroidki - takie do średnicy kilkunastu, kilkudziesięciu metrów - są skutecznie spowalniane powietrzem i wybuchają w atmosferze, zamiast uderzyć w powierzchnię tworząc krater.

Większość okrągłych zagłębień w ziemi nie jest kraterem uderzeniowym. Żeby go rozpoznać, trzeba mieć konkretne dowody. Takie jak specyficzne ślady w skałach, które powstają tylko w sytuacji, gdy zostaną one poddane gigantycznemu ciśnieniu, które nie występuje na powierzchni.

Wybuch w czasie powstawania krateru jest bardzo podobny do tego podczas wybuchu bomby atomowej. Moc różni się oczywiście od wielkości asteroidy, ale w jednym punkcie jest wyzwalana niesamowita ilość energii. Ta wysyła falę szokową, która powoduje, że w jednej chwili skały są bardzo silnie ściskane, a potem rozprężane. Przez to zmieniają się w specyficzny sposób, pozostawiając trwałe ślady w swojej strukturze. Na tej podstawie poznajemy, czy to krater uderzeniowy.

W trakcie badania krateru w Kaali.

To najprawdopodobniej była spora kometa lub bardzo "delikatna" asteroida. W Tungusce miało miejsce zdarzenie podobne do tego z Czelabińska w 2013 roku, gdy nad miastem w Rosji wybuchła niewielka, dwudziestomterowa asteroida. Ciało, które eksplodowało nad Tunguską, było większe, zapewne miało około 40-50 m średnicy, i znacznie mniej spoiste. Jeżeli składałoby się w większości z lodu, jak to ma miejsce w przypadku komet, nie mielibyśmy szans na znalezienie meteorytów w tej okolicy.

Przed wejściem w atmosferę poruszała się z prędkością około 20 kilometrów na sekundę. To jest niesamowita ilość energii. Nawet jeśli to ciało nie było szczególnie twarde, to z powodu prędkości ma ogromną energię kinetyczną, której nagłe wyzwolenie w postaci wybuchu powoduje duże zniszczenia. I to najpewniej się tam zdarzyło.

To konkretnie jest astrobiologia - gałąź nauki, która próbuje odpowiedzieć na pytanie, jak powstało życie na naszej planecie. Dzięki temu możemy zrozumieć, czy podobny proces mógł mieć miejsce na innych ciałach niebieskich. Na przykład, astrobiologowie starają się dociec, które elementy w budowie komórki były absolutnie niezbędne do reprodukcji i dalszego działania.

Ja, jako geolog, jestem raczej zainteresowana tym, jakie typy środowiska mogą wspierać istnienie życia, a jakie zupełnie się do tego nie nadają. Na przykład wiemy już teraz, że obecnie na powierzchni Marsa nie powinnyśmy się raczej spodziewać niczego żywego. Głównie z uwagi na brak wody oraz bardzo wysoki poziom promieniowania kosmicznego.

W takich warunkach ludzkie DNA byłoby co chwilę rozrywane na kawałki. Natomiast pod powierzchnią Czerwonej Planety sprawa wygląda zupełnie inaczej. Teoretycznie rzecz biorąc, odpowiednio przystosowane mikroby mogłyby tam przeżyć. Dlatego łaziki, które będą lądować na Czerwonej Planecie, zostaną wyposażone w wiertnice, które pobiorą próbki spod powierzchni.

Co najwyżej mikroorganizmów - o ile takowe kiedykolwiek na Marsie powstały. Na co na razie nie mamy żadnych dowodów.

Tak, to by było niesamowite odkrycie! Jednakże do powstania bardziej złożonych organizmów potrzeba najprawdopodobniej dwóch elementów: dużo czasu i sporo wody. A od trzech i pół miliarda lat na Marsie nie było większych zbiorników wody, które utrzymałyby się przez dłuższy czas.

W laboratorium w Wiedniu.

[śmiech] Zależy dla kogo. Ci, którzy przebywaliby bez skafandra, długo by nie pożyli. Ale tego nikt nie planuje, bo raczej będą w szczelnych kapsułach. Z drugiej strony terraformowanie Marsa pozostaje mrzonką.

Mars jest dużo mniejszą planetą od Ziemi. Ma dużo mniejszą siłę grawitacji, co przekłada się na atmosferę - bezustannie traci cząsteczki gazu, które ulatują w kosmos. Nie ma ochronnego pola magnetycznego, które mogłoby odbijać promieniowanie słoneczne które też powoduje wytracanie atmosfery. Zresztą, w atmosferze Marsa największym problemem z naszego punktu widzenia nie jest nawet brak tlenu, tylko zbyt niskie ciśnienie atmosferyczne. Na przykład nie da się tam teraz na dłużej utrzymać żadnych większych zbiorników wodnych. Gdyby wlać tam basen wody, po chwili by wyparował. Ciśnienie na Marsie to mniej niż jeden procent ciśnienia ziemskiego na poziomie morza.

Ale co do samych planów wysłania ludzi na Marsa – to nie jest mrzonka. Dysponujemy większością technologii, która jest do tego potrzebna. Problem w tym, że jest to niesamowicie, absurdalnie wręcz droga impreza. Samo wysłanie łazika Curiosity, który jest wielkości małego samochodu miejskiego, kosztowała NASA dwa i pół miliarda dolarów. To ułamek w stosunku do tego, ile będzie kosztowało wysłanie ludzi. Z drugiej strony, jest to nieskończenie bardziej opłacalnie, choćby dla nauki. Do dzisiaj uczymy się z próbek zebranych z Księżyca podczas misji Apollo.

Masz newsa, zdjęcie lub filmik? Prześlij nam przez dziejesie.wp.pl