Планетата Земя: наръчник за извънземни учени
Последно: 17 март 2014 г. в 11:11
Ако астрономи от друг свят изпратят изследователска станция за изучаване на нашия свят, къде е най-добре да се приземят?
Основният проблем за изучаващите Вселената учени се заключава в това, че тя е много голяма. Те не могат да насочат телескопи към всички звезди в небето или да изпратят всъдеходи към далечни планети, за да изучат огромни територии на милиони квадратни километри. Затова на изследователите се налага да избират оптимални обекти.
Джон Грант знае какво и как да избира. Този геолог от Националния музей за авиация и космонавтика е бил съпредседател на научния комитет, избрал кратера Гейл като площадка за кацане на марсохода на НАСА Curiosity. (Преди 10 години той по същия начин избрал мястото за кацане на роувърите Spirit и Opportunity.)
„Има две неща, които трябва да се направят, когато се отправяш към определено място на Марс – казва Грант. – Първо, естествено, трябва да се убедиш, че това място отговаря на научните потребности и целите на експедицията. За Curiosity трябваше да изберем място с многобройни слоеве в голожки разрез, за да изучи марсоходът условията, съществували на Марс в миналото, когато поне някои части от планетата са били годни за живот. Второ, тези резултати трябва да се поставят в глобални рамки.“
Наблюденията от марсианка орбита показали и други ландшафти, аналогични на кратера Гейл, а следователно ограниченият обзор на марсохода трябва да се екстраполира, за да се получи представа за Марс като цяло.
Във връзка с това възниква въпрос. Ако разумни същества искат да спуснат изследователски кораб или апарат на Земята, за да разберат колкото се може повече за нашата геология, то какви места биха били най-познавателни и характерни? Няколко експерти влизат в ролята на извънземни изследователи и се опитват да посочат къде се намира земният кратер Гейл.
Огън и живот: Исландия
Научният сътрудник от отдела по метеорити на Смитсъниънския национален музей за естествена история Брент Грохолски предлага на извънземните геолози едно място, където може да се узнае всичко.
„Нашата планета се състои от тектонски плочи, но на нея има и вулкани, които се подхранват с топлина, идваща от дълбините на земната мантия – казва той. – Нима не е разумно да се приземят там, където могат да открият и активна зона на разлом, и горещи точки на вулканична дейност? Извънземни, добре дошли в Исландия!“
Област на разминаване на тектонските плочи тук се явява Срединноатлантическият хребет, който тръгва от южния край на Африка по дъното на Атлантическия океан до югозападната част на Исландия, където излиза на сушата. На този хребет две тектонски плочи бавно се разминават, създавайки пукнатина, през която магмата от мантията се повдига нагоре и там се охлажда, формирайки нова земна кора.
Такива хребети има навсякъде по нашата планета, но основно се намират под водата. В Исландия изследователският апарат може да наблюдава този фундаментален геоложки процес на сушата.
Исландия е и зона на повишена вулканична активност, каквато друга няма да Земята. На извънземния всъдеход няма да му е необходимо да ходи далече, за да види големи участъци земя, покрити с вулканични камъни. Той ще открие и геотермална активност във вид на горещи минерални източници, и фумарол – отвор в земната кора, изхвърлящ гореща вода, която се превръща в пара и често отделя серен диоксид, изригващ от земните недра.
Не е лесно да се премине по такава пресечена местност, но всъдеходът ще може да изследва пукнатини, кратери и калдери, формирали се в резултат на непрекъснатото движение на лавата под земята. Той ще може дори да фиксира момента на изригване, защото в Исландия те се случват веднъж на няколко години.
Ако извънземният апарат се приземи близо до Брейди-фиорд, който представлява голям и малък залив на западното крайбрежие на Исландия, то пришълците дори могат да разберат нещичко за астрогеологията. Като наблюдават приливите и отливите, те ще разберат физическата взаимовръзка между Земята и нейния спътник Луната.
Дълбините: Марианската падина
Първото, което вероятно ще забележат извънземните астрономи, наблюдавайки Земята от разстояние, е, че тя е ясносиня и основно покрита с вода, казва морският геолог Дебора Хатчинсън от Геоложката служба на САЩ. Така че в списъка на възможните места за кацане задължително трябва да се включат водните простори. Но тя задава въпроса: „Къде искат да попаднат – в най-екстремните места или в най-характерните?“
© NOAA
Според Хатчинсън екстремните места ще дадат по-широка представа за Земята. Чертите на релефа там са по-забележими, резултатите – по-впечатляващи, и те ще дадат конкретната точка, от която може да се проведат точни измервания.
Следователно пришълците не бива да се приводняват на случаен принцип. Трябва да изберат конкретно място. За жалост най-доброто място ще е Марианската падина. Нейната най-дълбока точка е „Бездната Чалънджър“, която се намира на около 200 мили от Гуама в западната част на Тихия океан.
Макар от повърхността падината да не се вижда, извънземните могат да я открият с помощта на картографиране на гравитационното поле, казва Хатчинсън. Именно така космическият апарат на НАСА GRAIL наскоро проведе картографска снимка на Луната. Извънземните космически пътешественици вероятно притежават необходимата техника, за да издържат мощното налягане на дълбочина 11 километра – осем тона на квадратен метър.
„Въз основа на опита мога да кажа, че природата няма дълги линейни функции и характеристики“, казва Хатчинсън. С други думи, на гравитационните карти падините ще се виждат добре.
С тяхното изучаване пришълците могат да разберат в какво е причината за тези детайли от релефа – в тектонските плочи. Огромната падина се явява резултат от сближаване на две плочи в зоната на движение на разломите, където огромната и тежка Тихоокеанска плоча се подпъхва под Филипинската.
Като установят как се движат плочите и как това движение създава падини, вулкани, планини и земетресения, извънземните ще разберат много неща за геофизиката на Земята.
Силата на водата: Гранд каньон
Изпратеният за изучаване на геоложката история на Земята всъдеход задължително трябва да посети намиращия се в Аризона Гранд каньон, където река Колорадо постепенно, в продължение на милиони години е изрязала парче от земната кора.
„Ако извънземните се приземят там, те ще видят една чудесна торта, разказваща за историята на нашата планета“, казва професорът от Бостънския университет Ричард Мъри, занимаващ се с наука за Земята.
Геологът от университета на Ню Мексико Карл Карлстръм, който цял живот изучава този каньон, го нарича „една от най-елегантните и информативни геоложки лаборатории на Земята“.
© Laura Crossey, UNM
Първото, което ще види посетителят, е колко силно водата преобразява ландшафта. В река Колорадо попада вода от огромна територия от Западните Щати и затова „визитата в каньона ще даде богата информация за водната ерозия на почвите в мащаб половин континент“, казва Карлстръм. Той също ще покаже, че различните типове планински породи имат различна степен на съпротива на ерозия. Дори вулканът не е в състояние задълго да прегради пътя на водата.
„За последните половин милион години по време на изригване на вулкани лавата няколко пъти е създавала стени – казва Карлстръм. – Но всеки път неукротимата вода бързо (за хиляди години) ги е размивала.“
Пътешествието на дъното на каньона е подобно на пътуване в машина на времето повече от два милиарда години назад. Това е почти половината от историята на Земята, която е на 4,5 млрд. години. На дъното на каньона има ивици от розов гранит, появил се от охладената и застиваща магма, която се е издигнала на повърхността, когато Северноамериканската плоча преди около две милиарда години се е сблъскала с верига от острови.
Нагоре по склоновете на каньона може да се видят седиментни породи, показващи, че този участък преди около 500 млн. години е бил покрит с плитък океан. Всеки слой разказва своята част от историята – от пясъчника с високо съдържание на желязо, който се е формирал преди около 280 милиона години на калната крайбрежна равнина (желязото придава на каньона характерния червеникав оттенък), до самия връх, който е на повече от 250 милиона години.
Историята на ледовете: Антарктида
Изучавайки океанските падини и вулканите, пришълците ще открият, че земната кора се намира в постоянно движение и че в резултат на това движение се появяват най-забележителните черти на релефа. Но ако те се приземят върху ледената покривка, ще успеят да надникнат в историята.
Геохимикът и петролог Син-Тай Лий от университета „Райс“, наричащ себе си „историк на Земята“, би изпратил извънземния апарат на ледената шапка, да речем в Гренландия или Антарктида, на шелфовия ледник Рос, разположен недалеч от американската изследователска станция Макмърдо. Там снабденият със съответното оборудване всъдеход може да пробие отвор до най-ниската точка на ледената покривка.
© Audrey Huerta
Образците лед в неговата сърцевина са „като магнитофон на нашата планета“. За милиони години от дъждовете и снеговалежите са се формирали дебели пластове лед, в които се съдържат образци от атмосферата. Снегът постепенно е слягал, уплътнявал се е и е образувал отделни слоеве със смяната на времената на годината.
Анализът на примесите в тези слоеве може да посочи кога е имало изригване на вулкан. Попадналите в ледения капан мехурчета могат да покажат съдържанието на кислород, въглероден диоксид и други газове в атмосферата, както и нейното изменение с течение на времето. А изотопите на водата ще посочат температурните изменения.
Ако наблюдава достатъчно време, всъдеходът ще открие, че шелфовият лед задържа огромни ледници, които иначе много бързо биха се хлъзнали в морето.
„Пришълците ще разберат колко сериозно ледниците преобразяват ландшафта за хиляди години“, казва Брент Грохолски. А умният извънземен учен ще забележи, че ледниците биват два вида – планински (формират се в планините) и континентални, представляващи големи пластове континентален лед. Всичко това може да се наблюдава и изучава в Антарктида.
Планинските върхове: Еверест
След като сме посочили на извънземните гости най-дълбоката точка на нашата планета, необходимо ли е да ги пращаме и на най-високия планински връх? Всъщност Еверест с височина 8848 метра ще възнагради щедро всеки извънземен геолог.
„Тъй като това е най-високата точка на планетата, естествено е всеки пришълец да поиска да кацне там“, казва Ричард Мъри. Но нашите гости не е необходимо да се спускат на самия връх. Във всяка точка в околностите на Еверест извънземните ще открият ярки свидетелства как земните тектонски плочи са се врязвали една в друга.
За разлика от Марианската падина, където по-тежката плоча потъва под по-леката, Хималаите са възникнали преди 40 милиона години, когато две леки плочи – Индийската и Еразийската, са се съединили, повдигайки земята нагоре. Ако извънземният апарат остане там задълго и периодично измерва височината, пришълците ще забележат, че тези и бездруго високи планини стават още по-високи, като ежегодно порастват с още 2,5 сантиметра.
А какво ще се случи, ако всъдеходът извърши кацане на самия връх? „Пришълците ще бъдат малко объркани – казва Мъри, – защото на Еверест има изкопаеми останки от плитки морета.“
Преди земята да се надигне, между двата сближаващи се континентални масива се е намирало морето Тетис. А тъй като дъното му се е състояло от леки породи, в резултат на сблъсъка са се образували планини вместо падини. 20 милиона години след началото на формирането на този хребет водата се е отдръпнала, но останките от морски животни са образували маса, която е продължавала да се повдига.
„Извънземните пътешественици могат да се учудят защо органични останки се намират толкова високо над морското равнище – казва Мъри. – Но ако узнаят какво се е случило там, определено ще разберат колко активна е нашата планета в геоложки план.“
Едва ли трябва да очакваме, че извънземните геолози ще разберат всичко това, ако посетят само пет места на Земята. В края на краищата нашите учени са имали нужда от столетия, за да започнат да разбират каква е тя – нашата планета. А те живеят тук. Но това ще бъде поне началото.
А нашите специалисти ще потвърдят, че на Земята им предстои още много да научат.
