Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1984. július-december (17. évfolyam, 27-52. szám)
1984-12-21 / 51. szám
TUDOMÁNY TECHNIKA Földünket megközelítőleg 200 km vastag légréteg övezi, de pontosan nem állapíthatók meg határai, hiszen még 50-60 000 kilométeres magasságban is találtak űrszondák elektromosan töltött légköri részecskéket. Úgy is mondhatnánk, hogy határai elmo- sódottak, és a magnetoszféra fokozatosan megy át a bolygóközi térbe. Légkörünket a Föld gravitációs ereje tartja „fogságban“, egyébként elillanna a Naprendszerbe. Ez a légnemű burok irányítja időjárásunkat, biztosítja a szárazföldi élő szervezetek légzéséhez szükséges oxigént, és véd bennünket a világűrből érkező, pusztító sugárzásokkal szemben. Az egyszerű halandó azonkívül, hogy Időnként bosszankodik a meteorológai előrejelzések kisebb-nagyobb pontatlanságain, vajmi keveset tud légkörünkről, a benne lejátszódó folyamatokról. Most induló sorozatunkban a légkörrel kívánunk foglalkozni. Azokkal a kérdésekkel, amelyek már ismertek előttünk a tudomány jóvoltából, de azokkal is, amelyekre a választ még csak feltételezések adják. hezebb elemekkel, s a belső négy bolygó felszínén szilárd kérget alakítottak ki a nem illó fémek és vegyületek. Az illó gázok és ve- gyületek légkörként maradtak vissza. A legbelső bolygón (Merkur) azonban nem sokáig tartott ki a légkör, mivel olyan élénk hómozgást idézett elő a napsugárzás, hogy néhány évezred alatt teljesen elillant a bolygóközi térbe. Ez az oka egyébként, hogy Holdunknak sincs légköre. A Vénusz bolygó már jóval távolabb kering a Nap körül, s tömege is többszöröse a Merkúrénak. Ennek köszönhető, hogy a Vénusznak van légköre, bár a H2 „rabságban tartásához" nem volt elég a gravitáAhhoz, hogy légkörünk eredetét, keletkezésének körülményeit felderítsük, gondolatban vissza kell mennünk az időben addig a pillanatig, mikor Tejútrendszerünk egyik csillagközi gázködéből kialakult a Naprendszer. A gravitációs erő hatására összezsugorodó gázfelhő középpontjában alakult ki a Nap, mig az örvénylő gázköd nagyobb perdületeit hordozó anyagtömegek gyűrűk alakjában leszakadtak, s bolygók alakultak ki belőlük. Hasonló események, csillagok kialakulási folyamatát már távcsöveink segítségével is felfedeztük. Például az Orion csillagkép M 42 jelzésű gázködében csillagok születésének lehetünk szemtanúi. Igaz, ennek a még előttünk sok rejtélyt tartalmazó folyamatnak csupán egy-egy „állóképét" figyelhetjük meg, hiszen egy csillag kialakulása néhány millió évig tart. Naprendszerünk tulajdonságait ismervén azonban bátran kijelenthetjük, hogy egyáltalán nem ritka világegyetemünkben egy-egy csillag körüli bolygó- rendszer. Naprendszerünk azonban hordoz egy olyan tulajdonságot, amit nem nevezhetünk gyakorinak. Ez az értékes tulajdonság az anyagi összetételében rejlik. A mi Naprendszerünk ugyanis II. generációs gázfelhőből alakult ki, vagyis a Nap és a bolygók anyagának bizonyos része más, már felrobbant csillag vagy csillagok alkotó anyagából származik. Vajon hogyan lehetséges ez, és mivel tudjuk állításunkat igazolni? ÚJ SZÚ 17 1984. XII. 21. Világegyetemünk a kezdet kezdetén egységes felépítésű volt. Túlnyomó részt hidrogénből, kis százalékban héliumból és szinte elenyésző mennyiségű „szennye- ző“anyagokból (C, O, N stb.) állt. Világegyetemünk keletkezése, az ősrobbanás után ebből az anyagból alakultak ki a csillagok. Belsejükben megindult a termonukleáris reakció, az egyszerűbb atomok nehezebb elemekké való felépülése. A csillagok olyan gyorsan élték le életüket, amilyen nagy volt kezdetben a tömegük. A kisebb tömegű csillagok belsejében először a hidrogén alakult át héliummá, majd a hélium szénné, miközben egyre magasabb lett a csillaghö- mérsékletük. A több tíz miliárd évig tartó folyamat a vas elemnek a felépítésével lezárult, a csillag fehér törpévé vált, a továbbiakban semmilyen más nehezebb elemet nem volt képes előállítani belsejében. De nem így a nagytömegű (kb. 2 Naptömegnél nagyobb) csillagoknál. Kozmikus időskálán mérve viharos gyorsasággal leélik életüket, amely a „vas-fázisnál" látványos szupernóvarobbanás- ban fejeződik be. Ezen robbanás során keletkeznek a vasnál nehezebb elemek, s szóródnak szét a világűrben, besszennyezve a csillagközi tér gázfelhőit nehéz atommagokkal. Ugyanakkor a robbanás során hatalmas lökéshullám indul el a csillag felszínéről, amely saját szétszóródó anyagával együtt mintegy kisöpri a környezetében lévő teret. Több ilyen szupernóva-lökéshullám által taszított anyagfelhő összetorlódhat, s alkothatja egy újabb csillag alapanyagát. Tehát Földünkön, a többi bolygón és a Napban található nehéz elemek valamikor, egy távoli szupernóva-robbanásban születtek. A Föld légkörének eredete Még azt is tudjuk hozzávetőleges pontossággal, hogy mikor is következett be óscsillagunk felrobbanása. A legnehezebb atommagok magas rendszámuk miatt nem stabilak, bizonyos idő alatt (felezési idő) átalakulnak más atommagokká. Néhány atommag felezési ideje: 99ic- 940 ezer év 87Rb- 63 miliárd év 142Sm- 140 miliárd év 235y- 71 miliárd év 239y- 4,56 miliárd év 232^- 13,9 miliárd év 40k- 1,4 miliárd év A felezési idő következtében az uránatomok közt minden 140-ik 235,j. A káliumatomok közt már csak minden tízezredik 40K. A rö- videbb felezési idejű Te, NP, Pu és a periódusos rendszer még nagyobb rendszámú elemei már teljesen hiányoznak. Ebből megállapítható, hogy kb. 6 milliárd éve történhetett az a szupernóvarobbanás, amely létrehozta Naprendszerünk alkotóanyagának nehezebb elemeit. A Naprendszer kialakulásakor a bolygók és a Nap atomi összetétele megegyezett. (A Jupiter, Szaturnusz, Neptunusz ma is főleg H2 és He elegye,) A közelebbi bolygók azonban sokkal nagyobb mértékben ki voltak téve a Nap pusztító erejű sugárzásának. A felszín melegítésének, valamint a napszél hatására fokozatosan elpárolgott anyagukból a H2 és a He. A bolygók anyaga feldúsult a neciós ereje. Ma is sűrű C02 és N2 atmoszféra burkolja, aminek következtében a bolygó felszínén közel 100 atmoszféra nyomás uralkodik. A bolygó forró felszíne (450°C) a napsugárzást az infravörös tartományban veri vissza, azonban a CO? nagy részét elnyeli a visszaverődő sugárzásnak. Földünk esetében azonban más helyzet állt elő. Igaz, tömege majdnem megegyezik a Vénuszéval és naptávolsága sem olyan nagy, hogy indokolt legyen a lényeges különbség a két bolygó között. A CO, azonban javarészt a kőzetekben kötött (mészkő, dolomit stb.), valamint a légkört alkotó molekulák apolárisak, így az üvegház-effektus jóvolta gyengébb. Emmiatt a Föld hatalmas mennyiségű hidrogént tudott megkötni H20 formájában. A Föld Naprendszerünk egyedüli égiteste, amelyen tartósan létezik folyékony halmazállapotú víz. Az őslégkör azonban teljesen különböző volt a maitól. A Vénuszéhoz hasonló, főként C02 és N3 összetételű volt a geológiai múltban. Erről tanúskodnak a több milliárd éves kőzetek zárványaiban megtalálható légköri maradványok,valamint azok a ferrovegyületek, amelyek Földünk néhány milliárd éves múltjából származnak. Az oxidált vasvegyületek a legutóbbi korokból származnak. De vajon milyen folyamat alakította át Földünk légkörét jelenlegi összetételűvé? Erről a következő részben lesz szó. B0DÓK ZSIGMOND A Merkur bolygó felszíne ugyanúgy kráterokkal borított, mint a Holdé. Légkör hiányában a bolygóközi testek akadály nélkül csapódhattak be felszínébe (A szerző (1) és archívumi felvételek) Miért kevesebb a víz néhány tavunkban? Az utóbbi időben észervehetöen apad természetes tavaink és néhány víztárolónk vizének szintje. Azok a vízfelületetek, amelyek keletkezésük óta évszázadokig ugyanazon a szinten állandósultak, most egyszeriben süllyedni kezdenek, s nem tudni miért, egyre kevesebb víz van bennük. Nemrégiben ily módon apadt az Új Csorbató, a Köpataki tó, a Magas Tátra és a Vihorlat hegyvonulatában néhány további tengerszem vízfelülete. Legújabban pedig Banská étiavnica környékén a mesterséges tó szintjének csökkenését észlelték. Ez a jelenség az ember környezetében semmiképp sem vált ki jó hatást. A szélesedő partok iszaprétege a szunyogoK szaporodási helyévé válik, ami rontja a tavak körüli üdülési lehetőségeket. A tavak vízfelületének apadásával, s az ezt kiváltó okok feltárásával a Bratislavai Mélyépítési Kutatóintézet egyik komplex racionalizá- ciós brigádja foglalkozott. Kutatómunkájuk néhány évig tartott. Minden hozzáférhető információ felhasználásával és közvetlenül a tavak környékén szerzett számos megfigyelés alapján eljutottak a jelenség lényegéhez. Végső következtetésük kimondásához a tehetséges és mellékes okok fokozatos kirekesztése nyitott utat. Alapanyagul a csapadékmennyiségről készült közel százéves feljegyzéseket is felhasználták. Ezzel kizárták annak a lehetőségét, hogy a megfigyelt tavakban és víztározókban az átlagosnál kevesebb csapadék okozná a vizszint-csökkenést. Más tehetséges hatásokat is megvizsgáltak. Laboratóriumi kísérletek alapján meggyőződtek arról, hogy a vízszint csökkenésének igazi oka a civilizációs folyamatnak környezetünkre kifejtett hatásában keresendő. A víz azért tűnik el, mert a hegyi tavak töltéseiben és oldalában az a lényegében tömítö agyagréteg, amely már a jégkorszaktól kezdődően jól betöltötte ezt a funkcióját, a Banská Stiavnica környéki mesterséges tavaknál pedig évszázadokig tartotta vissza a vizet, most egyszeribe elveszti tömítöképességét. Az agyagrészecékék hidrosztatikus nyomás alatt mozgásba indulnak. Az átfolyó viz fokozatosan apró részecskéket ragad magával, mígnem a durva szemcsés homok és a köves összetételű gát tömítő hatása megszűnik. A minél több és nagyobb sebességű víz később nagyobb agyagrészecskéket is magával visz, a gát belsejében vízáramlás keletkezik, aminek következtében több folyik el a tóból, mint amennyi belekerül. A víz szintje ily módon fokozatosan süllyedni kezd. Mi változtatta meg a tömítö agyagréteg tulajdonságait? Erre a kérdésre egyszerű laboratóriumi kisértet adott választ. Kővel és a gát sértetten rétegéből kivett tömítő agyaggal töltöttek meg két egyformán magas üveghengert, hogy a gát töltéséhez hasonló feltéteteket teremtsenek bennük. Az egyik üveghengerbe desztilált vizet, a másikba valamelyik „érintett" tó vizét öntötték. Kezdetben a viz átszivárgása mindkét hengerben azonos volt, később azonban a desztilált vízzel teliben jócskán lelassult a szivárgás, két méteres magasságban pedig teljesen megszűnt. A másik hengerben - amelyben a tóból vett mintát öntötték - a víz akadálytalanul szivárgott tovább, mígnem nyolc nap elteltével teljesen elfolyott. Ezt követően mindkét henger agyagösszetételét elemzésnek vetették alá. Ennek eredménye feltárta a tavak és víztározók nem kívánt vízmennyiség- csökkenésének valódi okát. A szennyezett viz ugyanis ugyanolyan komponenseket tartalmaz, mint például a kerámiai iparban használatos oldószerek. Míg ebben sikeresen alkalmazzák a kerámiai agyag gipszformába öntésekor, a gátak töltésében viszont szivárgást okoznak. A kerámiai oldószerek vegyi összetétele és hatáskeltése hasonló tavaink vizének szennyeződéseiével, ahova ezek a téten leszórt utakról az olvadt hóval együtt a felszíni vizeken keresztül kerülnek. Vagy pedig a környező ipari üzemek légszennyeződései az esővel együtt csapódnak a tavak, víztározók vizébe. A fokozatos párolgás következtében a káros anyagok a tó vizében koncentrálódnak és miután elérnek egy kritikus mennyiséget, feloldják a tömítö agyagréteget, aminek következtében megindul a vízszint apadása. Ugyanilyen hatást vált ki az emberi izzadság is. Ezek után már egyszerű megmagyarázni: miért kevesebb a viz tavainkban. Az elolvadt hóból a só a víztárazókba folyik, a szennyezett esővíz és a kapacitást meghaladó fürdőzök száma növeli a tavak oldószer-koncentrációját. Ez elegendő már ahhoz, hogy a gátak töltéseiben az agyagréteg tömítö hatása megváltozzon, ami ilyenkor be is következik. A folyamatot még felgyorsítja a gátakon zajló nagyméretű forgalom, aminek során a motorizmus égéstermékkel, ultrahanggal és közvetlen vibrálással rontja a töltés szerkezetét. Környezetünk felsorolt változásai okozzák leginkább tavaink, víztározóink szintjének apadását. A komplex racionalizációs brigád a továbbiakban a gátak tömítésének tehetőségeit vizsgálja. Már az előzetes eredmények azonban azt mutatják, hogy ez a folyamat mind műszakilag, mind anyagilag nagyon igényes tesz. Előnyösebb tehát a környezetvédelem, mint a káros következmények utólagos felszámolása. Stefan nemőek Érdekességek, újdonságok 1500 M-ES ÁROK A VÖRÖS-TENGERBEN A lemeztektonika elméletének elterjedése óta ismeretes, hogy a Vörös-tenger tulajdonképpen születőben lévő óceán. Az Afrikai- és az Arab-tábla ezen a helyen van eltávolodóban egymástól. A távolodás helyén mély hasadékvölgyek húzódnak. Ezekben a heves vulkanikus tevékenység következtében fémsókban gazdag, erősen sós víz található, (gy ezek nemcsak a geofizikai kutatás számára érdekesek, hanem távlati nyersanyagforrásként is számba vehetők. A közel-keleti háborúk miatt ezen a területen, sajnos, tíz éve nem folyt eredményes kutatás. Most azonban a Jean Charcot nevű francia kutatóhajó a Vöröstenger északi végében újabb hasadékvölgyet fedezett föl. Ez a 25° 15' északi szélességen és a 35° 22’ keleti hosszúságon van, 10 km hosszú, 6 km széles és 1490 m mély. (New Scientist) SPIRÁL A DÜLMIRIGYBEN Az életkor előrehaladtával gyakran túltengő dülmirigy (prosztata) okozta panaszokat a jövőben „urológiai spirállal" szüntethetik meg. A Német Szövetségi Köztársaságban kidolgozott új eszköz fémhuzalból tekercselt csövecske, amely nyitva tartja a megnagyobbodott prosztata által elzárt húgyvezetéket - többé nincs akadálya a vizelet lefolyásának. Az eddigi katéterekkel ellentétben nem okoz hólyag- vagy vesegyulladást. A spirális katéter sterilen és láthatatlanul csak a húgyvezetéknek a prosztata által körülvett térségében helyezkedik el, és nincs kapcsolata a külvilággal. Megmarad a húgyvezeték külső záróizmának funkciója. Eddig 45 betegen próbálták ki eredményesen az urológiai spirált. Hat beteg szervezetéből el keltett távolítani a fémhuzalból készült csövecskét, amelynek behelyezésére körülbelül 15 percre van szüksége egy gyakorlott urológusnak. (d)
