A Hét 1981/2 (26. évfolyam, 27-52. szám)

1981-11-14 / 46. szám

Tudomány-technika Kft. V^r '/ iL " oft' ^yH ••/Ti* JMMwBK TŰZHÁNYÓK GYERMEKEI VAGYUNK? J. K. Markinyin, a világszerte ismert szovjet vulkanológus'mondotta egyik előadásában a tűzhányók természeti környezetet befolyásoló hatásáról: „A Föld felszínének minden evolúciós biokémiai terméke tulajdonképpen azoknak a vulkáni eredetű anyagoknak bizonyos változata, amelyeket a tűzhányók a Föld mélyéből kényszeritettek a felszínre." Ebben az előadásában mondotta ki Markinyin azt a következtetését hogy „valamennyien a vulkánok gyermekei vagyunk", minthogy az élet minden formájának alapja bolygónkon a szén, márpedig a szénnek a tűzhányók a fö forrásai: a vulkánok juttatják a szenet a felszínre, elsősorban a földmélyi gázok széndioxid összetevőinek formájában. Markinyin további következtetése: a vulkáni szénvegyületek — kapcsolatba lépve egyéb vegyületekkel — ősidők óta maguk hozzák létre a bonyolult szerves molekulákat. Számos biokémikus molekuláris kísérleteinek tapasztalataira alapozva Markinyin azt is feltételezi, hogy vulkáni eredetűek az élet alapépítőköveit alkotó fehérjék összetevői, az aminosavak is. Ez az elmélet a közelmúltban mintegy megerősítést kapott a Kurili szigetcsoport egyik vulkánja, a Kunasire szigeten lévő Tyatya kitörésekor. A Tyatya több mint 160 esztendeig hallgatott (1812-ben működött utoljára), mígnem 1973. július 14-én ismét kitört, s óriási tömegű hamut lökött a légkörbe. Kitörését villámok sokasága kísérte. Csaknem két hétig dühöngött, egymást kővető robbanások ezreivel, sziklaesővel, lávaömléssel. A szigeten dolgozó geológusoknak az volt a feladatuk, hogy minél több mintát gyűjtsenek a friss vulkáni hamutömegböl. Amikor elemezték a szinte percekkel korábban gyűjtött, nem egyszer még forró vulkáni hamut, a mintákban aminosavakat és nagy mennyiségű egyéb szerves vegyületet találtak. Megvizsgálták az 1972-ben a Kurili szigetek egyikén, az Alaidon — az ottani vulkán kitörésekor — gyűjtött 130 hamumintát is, és amint várták, ebben a minta-sorozatban is ráleltek bizonyos szerves vegyületekre. A nagy kamcsatkai vulkán, a Tolbacslk 1975—76-ban tombolt hosszú ideig. A kürtőjéből felszínre törő vulkáni anyagban több millió tonnányi volt a bonyolultabb szénvegyületek aránya. A későbbi években már tervszerűen elemezték egész sor kamcsatkai tűzhányó — a Klucsevszkij, a Bezimjannij, a Sivelucs — és az indonéziai Agung vulkán hamujának szervesanyagtartalmát. Valamennyi vizsgált hamumintában'szinte azonos arányban találták meg a már ismert szerves vegyületeket. A nemzetközi kutatógárda ekkor már biztos lehetett benne, hogy vizsgálataik nagy jelentőségű felfedezést alapoztak meg. A vulkánokból származó szerves anyagokat két nagy csoportba lehet sorolni. Többségük (99,8 százalék) nagy forráspontú parafinos szénhidrogén-féleség, aromás szénhidrogén és nehezebb — a szén és a hidrogén mellett oxigént, ként és nitrogént tartalmazó — szénhidrogén. A fennmaradó hányadra a könnyű vegyületek a jellemzőek. Ezek szintén az előbbi csoportra jellemző elemekből állnak, de „pro-biológiai" (elöbiológiai) csoportnak tekintendők. Tartalmuk: aminosavak, aminoszacharidok, szénhidrogén, porfirin (nukleinsavak és egyéb vegyületek meghatározó összetevői). Mind a vulkáni hamuban, mind a felszínre dobott sziklákban összesen mintegy 200 vegyületet azonosítottak a Szovjet Tudományos Akadémia Fehérjekutató Intézetének kémikusai. A sok minta feldolgozását követően a kutatók joggal jutottak arra a következtetésre, hogy minden vulkáni rendszer — tehát a vulkánok föld feletti krátere, a vulkán torkát a magmafészekkel összekötő csatornák és magku a magmafészkek a kémiai vegyületek természetes .gyárainak" tekinthetők. Mindaddig, amíg a tűzhányó ki nem tör, a kémiai folyamatok a mélyben, a rejtett rendszerben, feltehetően a magmafészekben mennek végbe. A kitörést kővetően azután az egész környék, amelyre ez a gáz-hamu keverék ráhull, aktiv kémiai folyamatok színterévé válik. Maga az eruptív oszlop is gigantikus felszíni kémiai reaktornak tekinthető. Ennek a reaktornak a belső folyamataiba a villámok is beleszólnak. A gáz-hamu felhőben lezajló kémiai folyamatok alapvető reakcióanyagai: a magmagázt alkotó anyagok. A magmagáz 90 százalékban vízpárából, az ebben eloszló széndioxidból, nitrogénból, hidrogénből, szénhidrogénekből, illetve egyéb összetevőkből áll. Benne vannak tehát az alapvető bio-elemek: a hidrogén, a szén, a nitrogén, az oxigén, a kén. Térfogatát tekintve a magmagáz a gázhamu oszlop döntö hányada, tömegét tekintve viszont a vulkáni hamu a legtöbb a gáz-hamu oszlopban. A hamurészecskék a gázzal „töltött" folyékony magma szétrobbanásakor képződnek. A vulkáni hamu rendkívül finom por. Szilárd részecskéi a kitörés nyomán működni kezdő „természetes reaktor" kémiai folyamataiban a katalizátor — a folyamatokat serkentő anyag — szerepét töltik be. Gyorsítják és szabályozzák a kitörés óriás felhőjében zajló kémiai kölcsönhatásokat, mindenekelőtt azokat a folyamatokat. Mintavétel a vulkán kitörése után amelyekben a kisebb molekulákból óriásmolekulák (polimerek) képződnek. A magmás gáz kitörését követően a gázhamu felhőoszlop belsejében uralkodó nyomás elérheti a több száz, söt több ezer atmoszférát is. Ez a nyomás azután egyre csökken, s a felhő határzónájában már a földfelszíni légtér nyomásával egyenlő. A nyomás-átadódásnak ebben a folyamatában lökés- és ultrahang hullámok is keletkeznek, olyan erők, amelyek meggyorsithatnak bizonyos kémiai reakciókat, különösen a biopolimerek képződését. A vulkánokból kitörő gáz-hamu felhőben másodpercenként követik egymást a változatos irányú villamos kisülések, villámok. Hallatlanul nagy nyomás jön létre bennük, a hőmérséklet pedig rövid időre elérheti a több tízezres fokos értéket is. Számitógépes elemzésekből kiderül, hogy a nyomás és a hőmérséklet csökkenésével párhuzamosan azoknak a gázoknak, amelyek a villám-korbácsok csatornáiba kerültek, plazma-állapotúakká kell válniuk. Az ionizált részecskék óriási mennyisége és az a nagy elektromos szint, amelyre a kitörő oszlop belső „hengerében" feltöltődnek, erőteljesen serkentik kémiai reakciók megindulását ebben a zónában: itt jönnek létre azok a feltételek, amelyek között megkezdődik a bonyolultabb szerves vegyületek képződése. Az ilyen kémiai reaktornak az egyik jellegzetessége, hogy ritmikusan működik; ebből adódóan a kémiai reakciók termékei is ütemesen lökődnek ki azokból a zónákból, amelyekben képződtek. Az eruptív oszlopban szakadatlan a mozgás, tehát a részecskék szüntelenül ütköződnek, és csak késleltetett ütemben ülepedhetnek le (sokáig keveredhetnek a magma-gázzal). A gázos reakció-' közegben a katalizátor-hatású részecskék állandóan újra meg újra kölcsönhatásba kerülnek más részecskékkel, szüntelenül serkentve a kémiai folyamatokat. E folyamatok eredményeként a földmélyböl feltörő széndioxid mintegy tíz százaléka szerves vegyületek képződésének nyersanyagává válik. Napjainkban mind élesebb körvonalakkal rajzolódik ki az a bonyolult elmélet, amely szerint az élet megjelenésének folyamata azzal kezdődött, hogy olyan kémiai folyamatok indultak meg a földön, amelyeknek kezdeti szakaszában a kémiai evolúció első terméke a szén volt. Ha elfogadjuk, hogy a vulkáni folyamatok a széntartalmú vegyületek képződésének óriási természetes reaktorai, akkor joggal feltehetjük azt is, hogy az első pro-biológiai vegyületek képződése az aktív vulkáni körzetekben mehetett végbe. Minden valószínűség szerint ezek az aktív vulkáni övezetek voltak a helyszínei a kémiai evolúció során annak az első lépésnek, amely a későbbiekben élettelen vegyületekből keletkezett „élő" vegyületek, vagyis az élet megjelenéséhez vezetett. A Naprendszerben meglehetősen elterjedt jelenség a vulkanizmus; a Holdon és a Vénuszon, illetve a Marson is voltak és vannak vulkáni kitörések. Az utóbbi években végzett vizsgálatok mutatták ki, hogy működő vulkánjai vannak a Jupiter lo holdjának is. Minthogy a vulkanizmus nemcsak földi, hanem egyetemes jelenség, nem lehet elvetni tehát azt a föltevést, hogy a vulkáni tevékenység hatására a Földön kialakult élet nem egyedülálló a világegyetemben, hanem más égitesteken is lehetséges. Lépkedő robot A tokiói Waseda egyetem fizikai intézetében kifejlesztett WL — 9DR robot állítólag oly kecsesen tépked, mint egy ruhakölteményeket bemutató manöken. Az emberi láb mintájára készült: alumíniumötvözetből és kar bonszálakból vannak a csontjai és hidraulika működteti tíz izületét. A mesterséges láb 45 centiméteres lépésekkel lépked — egyelőre csak egyenes vonalban. A rádioaktív dohányfüst Az amerikai légkörkutató intézet co/oradoi központjának egyik radiókémikusa szerint valószínűleg az alfa-sugárzás számlájára irható a dohányfüst rákkeltő hatása. Maga az alfa sugárzás ugyan még a test lágy szövetein sem könnyen hatol át de koncentrálódik a nem oldódó füstrészecskékben. Ezekből a füstrészecskékből azután ezerszer erösebb radioaktív sugárzás érheti a környező tüdőszövetek kis területét, mint amennyi egyenletesen az egész tüdőt éri. Ennek a sugárzásnak természetes a forrása — állítja Edward Martell. A talajból, a műtrágyákból, a csapadékból- származik, és potenciálisan végzetes formában koncentrálódik a dohányon, amint a dohánylevél növekszik. A trichómák, a dohánylevél ragacsos szőrei különösen jól befogják a sugárzó ólmot. A dohánylevél szőreire tapadt radioaktív részecskéket a cigarettagyártás különböző műveletei sem távolítják el, és amikor meggyújtják a cigarettát, a levélszőrök a műanyagra emlékeztető kemény csomókká alakulnak át. Belélegezve, ezek a sugárzó csomók állandó részeivé válnak a szervezetnek. Ebből következik, hogy nemcsak az aktív, hanem a passzív dohányzást, mások dohányfüstjének belélegzését is kerülni kell. Sőt, attól is óvakodni kell, hogy valaki a tányérokkal együtt mosogassa el a hamutartókat, mert különben a következő étkezéssel jó néhány alfa-sugárzó részecske jut be az emésztőrendszerbe is. Nem a rák az egyedüli egészségkárosító veszélye az alfasugárzó részecskéknek. Arthur E/ke/es, angol radiológus már 1960-ban erős alfa-aktivitást fedezett fel az éreimeszesedéses érfat-ierakódásokban. Valószínű, hogy ez a természetes radioaktivitás kmmoszóma-változásokat okozva, fontos szerepet tölt be az érelmeszesedés, a rákbetegség és az öregedéssel járó más betegségek létrejöttében — irja Edward Martell.