Nowy numer 21/2018 Archiwum

Co gdzie pada?

Raz pada śnieg, raz grad, czasami osadza się szadź albo szron. Za każdym razem jest to jednak woda. Tyle że w różnych fizycznych postaciach. Ziemia jest jedynym ze znanych nam globów, na których z nieba pada woda. Ale nie jedynym, na którym pada.

Żeby padało (cokolwiek), musi być spełnionych kilka warunków. Po pierwsze, na takim globie – bo piszę o planetach i księżycach – musi istnieć atmosfera. A w niej – chmury. W zależności od tego, z czego te chmury się składają, jaki jest skład całej atmosfery, jakie panują w niej ciśnienie oraz temperatura, mogą pojawiać się opady. Tutaj warto jednak zwrócić uwagę na jeden wyjątek. Gdy jakiś glob jest aktywny geologicznie czy sejsmicznie i występują na nim wulkany albo gejzery, możliwa jest sytuacja, w której na niewielką powierzchnię tego globu, mimo braku atmosfery, pada to, co te gejzery wyrzuciły. Tak jest np. na Enceladusie, jednym z księżyców Saturna. Na jego powierzchni wybuchają lodowe gejzery. Ale nie takie jak te ziemskie, z których na wysokość najwyżej kilkudziesięciu metrów strzela gorąca woda. W przypadku Enceladusa w przestrzeń (księżyc nie ma atmosfery) wylatują kryształki lodu. Tylko bardzo niewielka ich część opada na powierzchnię księżyca, większość zasila pierścienie Saturna. Konkretnie – pierścień E. W dłuższej perspektywie, rzędu tysięcy lat, materiał wyrzucany przez Enceladusa opada na powierzchnię samego Saturna. Gejzery wyrzucają maleńkie kryształki lodu z prędkością ponad 1400 km/h na wysokość 1500 kilometrów.

Kwasy na Wenus

Materiał z gejzerów opada tylko na małej powierzchni księżyca czy planety, w bezpośredniej bliskości otworu wylotowego gejzera. Do opadów atmosferycznych potrzebna jest jednak atmosfera i znajdujące się w niej chmury. Co z tych chmur może padać? Na przykład kwas siarkowy. Tak dzieje się na Wenus.

Większość informacji o ukształtowaniu powierzchni Wenus czerpiemy ze zdjęć radarowych, bo atmosfera tej planety jest bardzo gęsta i prawie 100 razy cięższa niż ziemska. Ciśnienie przy powierzchni planety jest ponad 90 razy wyższe niż ciśnienie przy powierzchni Ziemi. Co ciekawe, uważa się, że kiedyś atmosfery Ziemi i Wenus były do siebie bardzo podobne, a na powierzchni Wenus istniała woda w stanie ciekłym. Z jakiegoś powodu jednak rozpoczął się tam galopujący efekt cieplarniany. Dzisiaj przy powierzchni planety panuje temperatura 460 st. C, a atmosfera to głównie dwutlenek węgla i trochę azotu. W wenusjańskiej atmo- sferze zdarzają się burze, a nawet wyładowania atmosferyczne. Grube chmury zakrywają Wenus tak szczelnie, że do jej powierzchni trafia zaledwie 1 proc. światła słonecznego, które pada na planetę. Te chmury zbudowane są z dwutlenku siarki. Wydaje się, że nawet jeżeli coś z tych chmur pada, to nie dolatuje do powierzchni planety. Wyjątkiem są szczyty pasm górskich, gdzie panuje niższa temperatura. Sonda Magellan wykryła tam odbijającą światło substancję. Coś, co na Ziemi bez wątpienia byłoby śniegiem. Biorąc pod uwagę skomplikowaną chemię wenusjańskiej atmosfery, nie możemy powiedzieć z pewnością, czy tym czymś jest siarczek ołowiu, metaliczny tellur czy właśnie kwas siarkowy.

Zimne piekło

Na Wenus panuje prawdziwe gorące piekło. Z kolei zimne piekło panuje na Tytanie, jednym z księżyców Saturna. To jedyny księżyc w naszym układzie planetarnym, który ma gęstą atmosferę. Jest ona zresztą gęstsza od atmosfery ziemskiej. Co więcej, Tytan jest jedynym znanym nam globem, na którym znajdują się zbiorniki ciekłej substancji. Nie jest nią jednak woda, tylko metan. Atmo- sfera Tytana składa się z azotu z niewielką ilością argonu, metanu, etanu i acetylenu. Ta niewielka ilość jednak wystarczy, by z gęstych chmur padały ciekły metan i etan. Na zdjęciach z powierzchni księżyca widać rzeki i kanały, dopływy jezior, a nawet delty rzek. Największy znany zbiornik, Kraken Mare, ma wielkość Morza Kaspijskiego. Tytan jest znacznie mniejszy od Ziemi i tylko trochę większy od naszego Księżyca, a to znaczy, że w skali globu Kraken Mare jest prawdziwym oceanem. Na którym widać zresztą wyspy i całe atole. Gdyby na powierzchni księżyca był tlen, cały glob wyleciałby w powietrze… Tlenu tam jednak nie ma.

Obserwowanie opadów na Tytanie jest dość skomplikowane, bo najpewniej pojawiają się one sezonowo, a pory roku zmieniają się tam co wiele ziemskich lat. Jeszcze trudniejsza jest jednak obserwacja tego, co dzieje się w atmosferze Neptuna. To gazowy olbrzym, o którego twardej powierzchni trudno nawet spekulować.

Obsypię cię diamentami

Na Neptunie chmury zbudowane są – w zależności od wysokości i ciśnienia – z amoniaku, siarkowodoru, wodorosiarczku amonu i wody. Bardzo skomplikowana fizyka i chemia, jaka stoi za procesami, które dzieją się w grubych atmosferach gazowych olbrzymów, takich jak Neptun, Saturn, Jowisz czy Uran, nie jest jeszcze zrozumiała, ale przypuszcza się, że temperatura w głębokich partiach atmosfery Neptuna wzrasta do bardzo wysokich wartości liczonych w tysiącach stopni. Prawdopodobnie na głębokości kilku tysięcy kilometrów wysokie ciśnienie i temperatura powodują rozkład metanu, w wyniku czego powstają kryształy węgla, czyli diamenty. Te – zdaniem naukowców – opadają w kierunku twardego jądra planety tak, jak kryształy wody (czyli śnieg) opadają na powierzchnię Ziemi. Podobne deszcze diamentów mogą występować także w supergęstej atmosferze Neptuna, jak również na Uranie. Atmosfery tych dwóch gigantów muszą jednak różnić się od siebie składem, bo choć w obydwu znajduje się sporo metanu, Neptun jest niebieski, a Uran ma kolor cyjanu.

Mimo że tutaj zaczynamy powoli wchodzić w naukowe spekulacje, badacze uważają, że w przypadku przynajmniej dwóch planet pozasłonecznych także możemy mówić o opadach. Bezpośrednia obserwacja takich planet jest ekstremalnie trudna. Owszem, możemy zarejestrować ich istnienie, masę, okres obiegu wokół swoich gwiazd i odległość od nich. Z tych informacji można wyciągać pewne wnioski na temat warunków, jakie panują na tych planetach. W przypadku niektórych globów udaje się jednak powiedzieć o nich nieco więcej.

Szkło i żelazo

Jedną z takich planet jest HD 189733b, która znajduje się w odległości około 60 lat świetlnych od Ziemi. Obserwując spolaryzowane światło, rozpraszane przez atmosferę tej planety, odkryto w niej metan, dwutlenek węgla i krzem. Wiatr na powierzchni tego globu wieje z prędkością kilkukrotnie większą niż prędkość dźwięku. Zdaniem naukowców z NASA na tej planecie padają deszcze płynnego krzemu, czyli w pewnym przybliżeniu deszcze roztopionego szkła. Druga planeta to OGLE-TR-56b, odkryta zresztą przez Polaka, Macieja Konackiego. Planeta krąży wokół swojej gwiazdy w odległości 17-krotnie mniejszej niż odległość Merkurego od Słońca. Jest bez wątpienia gazowym olbrzymem, dużo większym od Jowisza. Została odkryta metodą tranzytu. Nie ma na to żadnych dowodów, ale naukowcy spekulują, że na planecie padają deszcze płynnego żelaza.

Patrząc na to wszystko: żelazo, metan i kwas siarkowy, myśl o wodnej ulewie czy śnieżycy staje się niemalże ukojeniem.•

« 1 »
oceń artykuł
  • GUT
    11.03.2018 11:23
    Śliczne / Śliczne / Śliczne. I Śliczne Zdjęcie!!!!!!!! ;-ddddd
    doceń 0

Ze względów bezpieczeństwa, kiedy korzystasz z możliwości napisania komentarza lub dodania intencji, w logach systemowych zapisuje się Twoje IP. Mają do niego dostęp wyłącznie uprawnieni administratorzy systemu. Administratorem Twoich danych jest Instytut Gość Media, z siedzibą w Katowicach 40-042, ul. Wita Stwosza 11. Szanujemy Twoje dane i chronimy je. Szczegółowe informacje na ten temat oraz i prawa, jakie Ci przysługują, opisaliśmy w Polityce prywatności.