A Hét 1982/2 (27. évfolyam, 27-52. szám)
1982-08-28 / 35. szám
Tudomány-technika CSIKI-CSUKI Egy me/bourne-i gazdaság kapuját napelemekkel összegyűjtött „ingyen" energia nyitjacsukja. Ki sem kell szállni a kocsiból, a hazaérkező megnyom egy gombot a műszerfalon, s máris kitárul az ajtó, hogy azután egy újabb gombnyomásra a háta mögött becsukódjék. A zárszerkezetet működtető impulzust parányi rádióadó továbbítja. A kéttenyérnyi lapos napkollektor egy tizenkét voltos akkumulátort táplál. Képünkön felül látható a napkollektor, közvetlenül alatta a telep. Legalul a zárszerkezetet vezérlő elektronikát és a rádióvevőt tartalmazó dobozt helyezte el a berendezés tervezője. HA A LÁMPA ZÖLDET MUTAT... Melyik a fázis, melyik a nulla? Ezt nézi meg legelőször a villanyszerelő, amikor egy-egy újabb elektromos berendezés vagy alkatrész beépítésénél megbontja a hálózatot. A fáziskereső csavarhúzó jó szolgálatot tesz ilyenkor — a nyelébe épített lámpácska a védővezetékhez érintve nem gyullad ki, ha viszont a fázishoz érintjük, világít. Van azonban egy alapvető hiányossága: nem jelzi, hogy rendben van-e az egész hálózat védelmi rendszere. Márpedig ezt tudni kell, hiszen ha a védővezeték földelése nem tökéletes, fennáll az áramütés veszélye. A képen látható Siemens automata segít ezen a gondon. Nemcsak a fázishoz érintve Világít; külön fénydióda jelzi a védővezetéket, és egy harmadik — zöld színű — fénypont tájékoztat arról, ha ép és hibátlan a védővezeték egész rendszere. MIT CSINÁL A SARKI JÉG? Földünkön a jéghatár pár évtizedenként délre, majd ismét északra húzódik. Sokáig úgy gondolták, hogy ez magától értetődően a hőmérsékletváltezások következménye. Ma már azonban tért hódít egy másik elmélet. Eszerint az összefüggés éppen fordított: az éghajlattól függetlenül a tengervíz sajátos mozgásai következtében változik a jégtakaró, és terjeszkedése befolyásolja a hőmérsékletet. A meteorológiai feljegyzések azt bizonyítják, hogy bolygónk éghajlata jelentős változásokon ment át a századforduló óta. Az első évtizedekben emelkedni kezdett a hőmérséklet, és ez jól érzékelhető változásokat okozott világszerte, különösen a gleccserek vidékén, és a sarki tájakon. Az állandóan fagyott altalaj számos helyen megolvadt, a jégmezők visszahúzódtak, és a jeges-tengeri hajózás is biztonságosabbá vált a tünedező jégtáblák nyomán. A negyvenes évek közepén azonban csökkenni kezdett az átlaghőmérséklet. Először Grönland északnyugati részén, majd az Északi-sarkon, Kanada szigetvilágában és a sarki tengereken figyeltek fel a szakemberek a változásokra. A folyamatos mérésekből ma már tudjuk, hogy 1961—1965 között az évi középhőmérséklet három fokkal alacsonyabb volt, mint az 1941—1945. évi időszakban. Egyúttal terjeszkedni kezdtek a jéggel borított területek, és a jégréteg is „meghízott". A kereskedelmi hajózás északi útvonalain egyre több úszó jéghegyről és jégtábláról adtak hírt a kapitányok. Az izlandi halászok nyugtalanul figyelték, amint óriási összefüggő úszó jégmező közeledik a partvidék felé. A gigantikus tábla teljesen megbénította a halászatot a szigetország északi partjai mentén. Szerencsére a hatvanas évek végétől emelkedni kezdett a hőmérséklet, a lehűlést ismét egy felmelegedési szakasz váltotta fel. A jég világszerte visszaszorult eredeti „hűtőszekrényébe", a sarkvidékre. De azóta is egyre nyugtalanítóbb a kérdés, amelyről heves viták folynak a szakemberek körében, hogy a változások halmazában, a sarkvidék jegének és az éghajlat melegének harcában melyik az ok és melyik az okozat. A tengeri jég átlagosan 23,74 millió négyzetkilométert borit, a világóceán teljes felületének 6,6 százalékát. Ebből 12,65 millió az északi féltekén, 11,09 millió négyzetkilométer a déli féltekén helyezkedik el. Az északi féltekén a jég sokkal ellenállóbb a napsugárzás okozta ingadozásokkal szemben, mint a déli féltekén, és a jég eloszlása is lényegesen eltér a két póluson. LÜKTETŐ JÉGTAKARÓ E különös jelenséget sokáig az óceánok vízáramlatainak hatásával magyarázták, ma már azonban tudjuk, hogy az Atlanti-óceán észak-nyugati vidékén található tengeri jég zöme ott helyben keletkezik, és nem északról, a jégtáblákról leszakadva sodródik oda. De így is kérdéses, hogy telente miért képződik jég egyes övezetekben (például Új-Fundland vidékén), amikor más, ridegebb éghajlatú vidékeken (például a Nyugati-Spitzbergák vizeiben) nyoma sincs „jégkockáknak". Holott a Spitzbergák szigetei 33 fokkal vannak közelebb az Északi-sarkhoz, mint Új-Fundland. A Jeges-tenger jégtakarója érdekesen lüktet. Felülete szeptemberben a legkisebb, októbertől januárig növekszik, a következő négy hónap során pedig csaknem változatlan marad. E jégburkolat különös viselkedése az észak-európai medencében tanulmányozható a legkönnyebben. Itt a medence egyik oldala az északi-sarki medencével határos, a másik az Atlanti-óceánnal. Északi peremén már megtalálható a tengeri jég, amely a hideg évadban szabadon terjedhetne déli irányban Grönland és a Skandinávfélsziget között. De itt is csak a tél első felében nyújtózik ki a jégburok. Hiába csökken tovább a levegő hőmérséklete, a terjedés egyszer csak megáll. Joggal mondhatjuk-e, hogy századunkban a hőmérséklet emelkedése, illetve csökkenése idézte elő a sarkvidéki jégövezet változását? Nem inkább arról van szó, hogy a sarki jég felületi változásai idézik elő az éghajlat hőmérséklet-ingadozásait? De akkor milyen mechanizmus dolgozik a sarki vizekben? Ennek vizsgálatához először azt kell figyelembe venni, hogy a Jeges-tenger szerkezetének lényeges eleme egy felső, friss vízréteg, amely fizikai-kémiai tulajdonságai szempontjából (kevesebb só, fagyponthoz közeli hőmérséklet) észrevehetően különbözik az alatta elhelyezkedő atlanti eredetű víztől (ez melegebb és több sót tartalmaz). A felületén úszó jeges-tengeri és a mélyen fekvő atlanti vizek átmeneti réteget alkotnak. Ez függőleges irányban mérve a mélységgel arányosan egyre sűrűbbé válik. Mivel a tengerben a függőleges vízáramlás a sűrűséggel fordított arányban nő, ez a réteg megakadályozza, hogy az Atlanti-óceán meleg vizei a felszínre áramoljanak. BEFAGY A TENGER Ajég akkor képződik a tenger felszínén, ha a hő nagyobb mennyiségben áramlik a víz felületéről a légkörbe, mint a mélyebben fekvő vizrétegekbe. Ezt a höveszteséget a víz egyszerű fizikai trükkel pótolja: molekulái kristályrácsba rendeződnek — jég képződik. Mély tengereken a víztömegben elég folyamatos a függőleges áramlás ahhoz, hogy ne képződjék jég. A felületi réteg enyhe lehűlése is elegendő ahhoz, hogy az egész víztömeg megmozduljon, és annyi hő jusson a vízáramlással a felszínre, amennyi éppen pótolja a légkörbe illant meleget. Csak a sekély parti vidékeken gyorsabb a lehűlés, mint a melegutánpótlás: itt könnyen megjelenik a jég. A tengervíz fajsúlya azonban nemcsak a hőmérsékletétől, hanem a sótartalmától is függ. És minthogy a mélyebb rétegek mindig sósabbak, ezért a belső vízáramlás nem járja át a teljes vízmélységet, hanem megmarad a felső rétegben. Ennek a rétegnek a vastagsága a sarkvidékeken szorosan összefügg a sótartalom mélységi megoszlásával. Ahol a sótartalom jelentősen nő lefelé, ott a függőleges áramlás csak az ötven-száz méter vastag felszíni vízréteget érinti. A Jeges-tengeren ugyanez a kép: ahol friss víz van a felszínen, ott képződik jég. Ez azt jelenti, hogy a jégburkolat szervesen kapcsolódik a Jeges-tenger felszíni vizeihez: vagyis ezek a . vizek jég alakjában adnak hírt magukról a ' tengeren! Nemcsak a jégburkolat képződése és terjedése, hanem állandósága is összefügg az óceán felső rétegének szerkezetével. S itt a sarkvidéki jég sorsán kívül a jelenlegi éghajlati viszonyok tartósságáról is szó van. Nem kétséges, hogy ha a jég teljesen eltűnne, vagy éppen a hajdani jégkorszakokban elért mértékekre duzzadna, ez beláthatatlan változásokat okozna az északi sarkvidéken túl az egész földgolyón. Érdemes megvizsgálni tehát azt is, mennyire tekinthető állandónak a Föld „jégkészlete". Az óceán höcseréjében a Jeges-tengernek csupán a felső rétege játszik szerepet. Ez a réteg, melynek vastagsága átlagosan ötven méter, mindössze 1,7 százalékát teszi ki a Jeges-tenger medencéjében elhelyezkedő víztömegnek. Mennyi idő alatt jelenik meg a jég az óceánon? A gyorsaság annak a rétegnek a vastagságán múlik, amely energiacserét folytat a légkörrel. És az a furcsa ellentmondás, hogy ha egy láthatatlan kéz széttördelné és felolvasztaná az összes tengeri jeget, ezzel lényegében megkétszereződne a felszíni réteg vastagsága: ötven helyett száz méterre növekedne, amivel még inkább fokozódna a jégképződési hajlam. így hát ha a Jeges-tenger jelenlegi vízszerkezetében változatlan marad a felső réteg, akkor a lerombolt sarkvidéki jég a legelső tél során csaknem teljesen újraképződik. Változás csupán akkor remélhető, ha eltávolítjuk a friss víz rétegét, és ily módon tesszük lehetővé, hogy az alsó vízrétegek utat .találjanak a tengerszintre. Ekkor nem képződne újra a sarkvidéki jégtakaró. Minthogy bolygónkon az éghajlati feltételek nagymértékben függnek a tengerek jégburkolatától, erre pedig alig hatnak változó külső tényezők, joggal feltételezhetjük, hogy a jelenlegi éghajlati viszonyokban nem várható döntő változás. ÖNÁLLÓ ÉLETET ÉL Igaz, a légkör fokozatosan szennyeződik napjainkban, de ez nem akadályozza meg a jégburkolat átterjedését az észak-európai medencére. Inkább arról van szó, hogy a további jégképződés fő akadálya maga az óceán, nem pedig a légkör hőmérsékletének változása. A tengeri jégburkolat fejlődése akkor múlik kizárólag éghajlati feltételeken, ha sekély tengerről van szó. Itt a légkörbe elszökött hőmennyiséget szinte semmi sem pótolja — nincs hát akadálya a téli jégképződésnek. Mély tengeren más a helyzet. Itt a jégképződés nélkülözhetetlen feltétele az átmeneti vízréteg jelenléte, amely viszonylag vékony felületi rétegre korlátozza a függőleges áramlást. Az észak-európai medence bizonyos részein, ahol télen a vizhömérséklet a fagypont alá süllyed, a jégképzödésnek csak egyetlen akadálya lehet: egy meleg vízáramlat. Ha egy természeti folyamat az Hyen áramlatokat „elvágja" vagy legalábbis gyengíti, akkor a jégképződés is megindul. A jégövezet módosulásának tehát nem kell okvetlenül együtt járnia az éghajlat változásával. Elég, ha a tenger felszíni rétegének szerkezetében megy végbe változás. Ahhoz tehát, hogy jég borítsa be az egész Barents-tengert és a Grönlandi-tengert, egyáltalán nem kell csökkennie e területek amúgy is alacsony téli hőmérsékletének. Végső soron tehát megállapítható, hogy a Föld légkörének lehűlése vagy felmelegedése nem a sarkvidéki jég kiterjedésének vagy visszahúzódásának tudható be, hanem éppen fordított a helyzet. A sarki jég „önálló" viselkedése indítja meg azoknak a folyamatoknak a sorát, amelyek végül az éghajlat drámai változásához vezetnek. 18
