Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1985. július-december (18. évfolyam, 27-52. szám)
1985-12-20 / 51. szám
ÚJ szú 985. XII. 20. TUDOMÁNY TECHNIKA Jég és élet - első hallásra két összeegyeztethetetlen fogalom. A hűtőszekrényből kivett jégkockában, vagy az égből hulló jégszemekben az élet legkisebb jelét sem tapasztalhatjuk. Mégis igaz: Az életet jelentő jég Ebben az összefüggésben a jég az arktiszi jégmezőt jelenti, amely óriási sapkaként borítja a bolygónkat az Északi-sarkon. Ez a páratlan, mozgásban levő jégtömeg egyben az Északi-Jeges-tenger takarója is. A köztudatban elterjedt, hogy ezek a jégtömbök soha nem olvadnak el. Egy óceánkutató számára ez a meghatározás pontatlan. Az Arktiszon éppúgy olvad a jég, mint másutt. Ha megvizsgáljuk a jégtakaró egy darabját, megállapíthatjuk, hogy nyáron körülbelül egy méter leolvad a tetejéről, és csaknem ugyanannyi fagy az alsó részére a téli hónapokban. A szakemberek ezért nem használják a „nem olvadó jég“ kifejezést, hanem így mondják: „több éves jég.“ Végezzünk képzeletben egy egyszerű kísérletet. Jégdarabunk aljára, ahol a tengerrel érintkezik, szilárd anyagból, fémből vagy műanyagból készült lemezt erősítsünk. Vegyünk figyelembe két körülményt: egyrészt, hogy a Jegestenger jégtömbjeinek átlagos vastagsága három méter, másrészt, hogy a jég tetejéből minden évben leolvad egy méter, és alul ugyanannyi hozzáfagy. Ez azt jelenti, hogy az első év végén két méter, a második év végén egy méter mélységben lesz a lemez „befalazva“. A harmadik év elteltével pedig a felszínre kerül, már kézbe is vehetjük. így a lemez három év alatt mintegy „felbukkan“ a jégtömegből. Az arktiszi jég eme sajátosságának ökológiai szempontból van nagy jelentősége. A jég nem csupán a víz szilárd halmazállapotú alakja, hanem egyúttal olyan közeg is, amelyben az élő és élettelen anyag szoros kapcsolatba kerül egymással. Az élettelent, vagyis a megfagyott vizet szabad szemmel látni, az élőlényeket azonban mikroszkóp nélkül nem lehet észrevenni. Ha fúró segítségével kihasítunk a jégtömb aljáról egy kis darabot, amely érintkezik a tengervízzel, és elhelyezzük mikroszkóp alatt, a tapasztalatlan megfigyelőnek szinte káprázni kezd a szeme. Az olvadástól keletkezett kissé zavaros tócsában egy „gombostűt sem lehetne leejteni“, úgy hemzsegnek benne az élőlények. Rengeteg egysejtű mo- szatot láthatunk, melyeknek formája citromra, lencsére, szardíniára emlékeztet. Kerek, zöld sejtek siklanak köztük fürgén, vékony ostorral „felszerelve“. Ezek a flagel- lánsok nagyon különös növények, önállóan helyet tudnak változtatni. A kerek fonálférgek kígyószerűen kanyarognak. Méltóságteljesen úszkálnak az örvényférgek osztályába tartozó planáriák. Körvonalukat állandóan változtatva lüktetnek az amőbák... A biológusok megállapították, hogy mintegy 200 víziállat és növény él az arktiszi jég vize alatt, nagyobb részük a jég és a víz határán. A legmozgékonyabb fajták behatolnak a jég kristályos terébe, és letelepednek az üregekben, kavernákban. Megtörténik, hogy a tél beálltakor a jég elvágja őket a tengertől, mégsem pusztulnak el. Légmentesen záródó „kamrákban“, az anabiózis állapotában telelnek, majd nyáron ismét felélednek. A jég alatti életfeltételek meglehetősen jók, mert nem változnak hirtelen. A víz hőmérséklete például egész évben állandó, mínusz 1,8 Celsius-fok körül van. Akkor is, amikor az évszakok változásakor a jég a levegő határán sok fokkal emelkedik, illetve csökken. Nem véletlen, hogy a jég felső rétegeiben az élet jóval színtelenebb, egyhangúbb. Itt csak zöld és kékeszöld moszatokat találtak a kutatók. A „választék“, mint láthatjuk, nem túl gazdag. Viszont e mo- szatok életformájával egy nagyon érdekes jelenség függ össze, melyből messzemenő következtetéseket lehet levonni. A jelenség lényege a következő: a sodródó jégtáblákon létesített expedíciós állomásokon telelő kutatók többször is tócsákat találtak, melyek az arktiszi jeget fedő vastag hóréteg alatt keletkeztek. Nyár elején figyelték meg ezt a jelenséget, amikor a levegő hőmérséklete még nem emelkedett mínusz 15-20 Celsius-fok fölé. Hogyan olvadhat el a hó ilyen hidegben? A hó alatti tócsák vízmintái nagyszámú zöld és kékeszöld moszatot tartalmaztak. A kutatók megtalálták a magyarázatot. A sarki nyár beköszöntésével a jégben telelő mikroorganizmusok, így a moszatok is, felélednek az anabiózis állapotából. A napsugárzás előmozdítja szaporodásukat: minden sejt ketté oszlik, majd minden újonnan keletkezett sejt megkettőződik és így tovább, egészen a sarki éjszakák beálltáig. A moszatok erőteljesen magukba szívják a sugárzást, a felvett hőt pedig leadják a környezetnek. Ez moszatonként csak mikroszkopikus nagyságrendet jelent, de milliárd és milliárd sejt van egy tócsában. A leadott hőmennyiség felmelegíti és felolvasztja a havat. Minél aktívabban szaporodnak a moszatok, annál erősebb lesz az olvadás, annál több tócsa keletkezik a hó alatt. A moszatok aktív szaporodásához két dolog kell: bőséges napfény és megfelelő mennyiségű széndioxid-gáz, melyet a moszatok a vízből vagy a levegőből magukba szívnak. Nyáron az Arktiszon bőséges a napsugárzás, a széndioxid szintén. Az emberiség nap nap után rengeteg szerves tüzelőanyagot éget el, ebből hatalmas mennyiségű széndioxid halmozódik föl és kerül a Föld légkörébe, következésképp a hóba is. Naponta bőven trágyázzuk a „hótalajt“, melyben a természet kifejlesztette a zöld és a kékeszöld moszatokat. Ha gondolatmenetünk helyes, akkor arra a következtetésre kell jutnunk, hogy a hó alatti olvadás évről évre fokozódik, mégpedig olyan mértékben, ahogy a moszatok szaporodnak. Mindkét jelenség végzetes lehet a természet szempontjából. Jól ismeri tény, hogy a CÓ2 felhalmozódása a légkörben felmelegedést okoz, melynek hatására a sarki jégtömbök megolvadnak. Az olvadás felborítja a Föld időjárási viszonyait, és más természeti változásokat is előidézhet. A zöld és kékeszöld moszatok túlburjánzása a természetben kialakult biológiai láncolat megbomlásához vezet. Elsőként az óceán hierarchiájának legalsó fokán álló zöld és kékeszöld moszatok kezdenek el rohamosan, gyom módjára szaporodni, elfoglalva a növényi és állati planktonok életterét, így csökkenni fog a planktonokkal táplálkozó halak állománya, kevesebb lesz a halakkal táplálkozó más tengeri élőlények száma. Hangsúlyoznunk kell, hogy amit a hó alatti tócsák keletkezéséről és jövőbeni evolúciójáról mondtunk, a mi álláspontunkat tükrözi, és csupán egy a lehetséges hipotézisek közül. Abban azonban aligha lehet kételkedni, hogy az emberi tevékenységgel járó szennyeződés ártalmas és természetes számára. Kétszázfajta állatnak és növénynek kétszeresen az, mert közvetlenül érinti őket a légkör összetételének megváltozása. A jég valóban az életet jelenti a sok apró élőlénynek; tőlük függnek az óceánnak az ember szempontjából olyannyira fontos biológiai forrásai. IVAN MELNYIKOV FORRÓ GŐZ A MÉLYBŐL Míg Európában az energiatartalékokat hóforrások használata révén vizsgálják meg közelebbről, az Egyesült Államok kutatói gazdagabb és mélyebb forrásokat vettek célba: az állami energiahatóság támogatásával a mintegy 10 kilométeres mélységben lévő magmát akarják forró góz nyerése céljából megcsapolni. A kővetkező 3-5 éven belül meg fogják vizsgálni ennek a koncepciónak minden lehetőségét. Meg akarják tudni, hogy a hókicserélő rendszereket közvetlenül 10 kilométeres mélységben kell-e telepíteni ahhoz, hogy az ott uralkodó 1000-1250 Celsius fokos hőmérsékletet racionálisan kihasználhassák. Az amerikai geológiai társaság előzetes vizsgálatai szerint itt olyan energiapotenciál rejlik, amely mintegy 5000-szerese annak az energiamennyiségnek, amelyet 1979-ben az Egyesült Államok felhasznált. Lazító medence. A svédországi Lund orvosegyetemének két hallgatója készítette el Európa első ,,Holt-tengeri“ medencéjét, amelynek 25 centiméter mély, 53 százalék sótartalmú vizében (a Holt-tenger vizének sótartalma 32 százalék) lebegve, tökéletes a lazítás, a kikapcsolódás. Az 1x1x2,5 méter méretű kamrát elsősorban a hajszolt orvostanhallgatók használják a vizsgák előtt és után - lazításra. Szabályozhatjuk-e a hóesést? Moszkva nagyon „havas“ város: telente átlag 150 centiméter hó esik itt. Egy-egy hóesés könnyen felborítja a sokmilliós város életritmusát, ezért a havat haladéktalanul el kell takarítani. A városi hatóságok jelentős anyagi eszközöket fordítanak a hóeltakarításra, hiszen csupán 8 centiméter vastagságú hóréteg eltakarítása egymillió rubelba kerül. Vajon miként lehetne csökkenteni a költségeket? Az egyik lehetőség, hogy javítsuk a hóeltakarítás technológiáját, jobb, korszerűbb gépeket állítsunk munkába. De kínálkozik egy másik, sokkal radikálisabb megoldás is: repülőgépek segítségével szabályozni a lehulló hó mennyiségét. 1981 -ben megalakult Moszkvában egy kutató és kivitelező laboratórium, amely ennek a feladatnak a megoldását tette meg tevékenysége alapgondolatának. Fő teendőjét abban határozta meg, hogy meteorológiai védelmet nyújtson a városnak a havazással szemben. A Moszkva fölötti levegöréteg antropogén eredetű - vagyis emberi tevékenység révén keletkező - aeroszol részecskékkel telített. A szennyező elemek az atmoszférában 400 méterre vagy annál is magasabbra szállnak föl. Az aeroszol részecskék behatolnak a hófelhö alsó rétégébe és meggyorsítják, felfokozzák a csapadékképződést. Ezért van az, hogy Moszkvára több hó esik, mint azokra a területekre, amelyeknek pedig a fővárosnál sokkal vastagabb hótakaróra volna szükségük. Az időjárás-szolgálat repülőgépek segítségével „újra osztja“ a csapadékot: csökkenti a fővárosban és növeli vidéken. Ennek a „szabályozásnak“ a módszere a következő: mínusz 79 Celsius-fok hőmérsékletű szilárd széndioxidot juttatunk a felhőbe. A párákból és cseppecskékből összeálló felhő erősen lehűl és a nedvesség jégkristályok formájában kicsapódik, majd a város határain kívül hó gyanánt a földre hull. Moszkva fölé tehát már csak olyan felhők érkeznek, amelyekből alig támad hóesés. A széndioxid „beinjekciózása“ a felhőbe az eljárás végső fázisa. Míg idáig eljutunk, sok mindent el kell végezni. Először is meg kell határozni, mennyi széndioxidra van szükség. A „beoltandó“ felhőzetbe repülőgép emelkedik. A legénység megvizsgálja a felhő összetételét, megállapítja hőmérsékletét, terjedelmét, mikrofizikai szerkezetét, rögzíti, hogy mekkora a szélerósség és meghatározza a többi szinoptikus koordinátát. Ezeket az adatokat összesítve döntik el, hogy milyen mennyiségű széndioxidot kell a felhőbe juttatni, majd a repülőgép legénysége, melynek minden tagja jól képzett szakember, megkezdi az „injekciózást“. A gép fedélzetén speciális konténerekben tartják a szemcsés széndioxidot, s innét juttatják a felhőbe. Bármennyi széndioxidot is juttatunk a gépről a levegőbe, ez csupán töredéke a légköri széndioxid-koncentrációnak, így az atmoszférában a természetes körforgást nem zavarja meg. A meteorológiai védelmi szolgálat először kísérleti repüléseket végeztetett. Ezektől várt választ egy sor kérdésre, mindenekelőtt arra, hogy a beavatkozás az atmoszférikus folyamatokba nem okoz-e komplikációkat. Az efféle beavatkozásokkal ugyanis ajánlatos csínján bánni. A laboratórium munkatársai csupán ünnepnapokra „ajándékoztak“ szép időt a moszkvaiaknak. Ma már azonban rendszeresek a légi járőrözések Moszkva fölött, s a gépek pontosan felderítik a hófelhők mozgását. A laboratórium tervezi azokat a munkálatokat amelyeknek az a céljuk, hogy elejét vegyék a felhőszakadásoknak, nyári időszakban csökkentsék a viharok pusztító erejét, a hideg ködök képződését. (S) A savas esők: és a régi rómaiak A csillagászok után a geológusok is felfedezték a régi feljegyzések értékességét. Ezek a dokumentumok nagyon értékesek az elmúlt évezredekben végbement vulkánkitörések korának meghatározására és annak felmérésére, hogy milyen hatással voltak ezek a kitörések bolygónk klímájára. Egyik-másik így szerzett információ pontosabb, mint a földtudományok hagyományos módszereivel szerzett adat. Az amerikai űrkutatási hivatal két kutatója az elmúlt évtizedben feldolgozta az egész európai irodalmat az időszámításunk kezdete előtti 700 és az utáni 630 közötti időszakból, továbbá az ugyanebből az időszakból származó kínai feljegyzések kis részét is. Igazi kincsesbányára bukkantak: kivált a régi rómaiak jegyeztek fel számos természeti és időjárási rendellenességet, mert jövendő események előhírnökeit látták bennük. így Vergilius, Plutarkhosz és mások is arról tudósítanak, hogy Caesar meggyilkolása után, az időszámításunk kezdete előtti 44-ben egész évben csak halványan világított a Nap és nem értek be a gyümölcsök. Hasonló adatokat jegyeztek fel a kínai krónikások is a következő évről. A kutatók arra gyanakodnak, hogy mindezért a szicíliai Etna a felelős, amely Caesar halála után többször is kitört, és az eget elsötétítő, nagy mennyiségű vulkáni hamut lövellt a levegőbe. Olykor nagy mennyiségű kéndioxid-gázt is juttattak a tűzhányók a levegőbe. Ebből a vízzel együtt kénsav- cseppecskék keletkeztek a légkörben, visszaverve a napsugárzás egy részét az űrbe. Ez az aeroszol azután néhány hónapon vagy éven belül savas eső formájában lehullik a földre. A grönlandi jégből kiemelt mintákból tudjuk, hogy ott az időszámításunk előtti 80 és 20 között különösen savas hó hullott. Most a kutatók adatai alapján pontosabban meghatározhatják az eseményt: az időszámításunk kezdete előtti 44-ben és 43-ban hullott Grönlan- don különösen savas hó. E régi feljegyzések nagy hiányossága, hogy nincsenek meny- nyiségi adataik az eseményekről. Ennek ellenére a kutatók megállapították, hogy a Rabaul-hegy kitörése a Bismarck-szige- teken az időszámításunk kezdete utáni 536-ban a földtörténet utolsó tízezer évének legsúlyosabb ilyen katasztrófája volt. Az európai és a kínai feljegyzésekből kibontakozó képből előtűnik az is, hogy milyen következményekre számíthatnánk egy atomháború utáni „nukleáris tél“ folyamán. Volt idő a Föld történetében, amikor a normális napsugárzásnak csak a tizedré- sze érte el a bolygónk felszínét. Kínában nyáron is havazott, és a Canopust, az éjszakai égbolt második legfényesebb csillagát hónapokon át nem lehetett látni. Az egyik tartományban éhhalál végzett a népesség 70-80 százalékával, mert egyetlen növény sem fejlődött ki. Csak három évvel később normalizálódott a helyzet. Most a kutatók kínai szakértőkkel együtt azt próbálják megállapítani a régi feljegyzésekből, hogy milyen következményekkel járt az ókor egyik legnagyobb természeti katasztrófája. Szantorin szigetének felrobbanása az időszámításunk kezdete előtti 1500 táján. (D. A.)
