Kom líf frá Mars?

Í fyrri færslu hér á blogginu hef ég fjallað um elstu lífverur sem fundist hafa á jörðu, en þær eru strómatólítar á Grænlandi, um 3,7 milljarðar ára gamlir. Líf byrjar hér mjög fljótt eftir að jörðin hafði kólnað niður frá því að vera glóandi hnöttur. Þetta vekur upp stóra spurningu: kviknaði líf hér á jörðu, eða barst það til okkar utan úr geimnum? Ef til vill barst það hingað frá næsta nágranna okkar, plánetunni Mars? Fundur á nokkrum sérstökum loftseinum styrkja þá kenningu. Shergottites, Nakhlites og Chassigny eru þrjár tegundir af loftseinum, sem berast til jarðar, en þeir bera allir einkenni þess að koma frá Mars. Til þessa hafa aðeins 132 steinar fundist frá Mars hér á jörðu, og eru þeir dýrmætur fjársjóður um upplýsingar varðandi bergfræði og uppruna rauðu plánetunnar Mars. Þessir loftseinar eru merkileg heimild um það, að ef til vill hefur líf (einfrumungar, gerlar og annað) getað borist með slíkum steinum frá Mars til Jarðar. Myndin sem fylgir er af shergottite loftsteini frá Mars. Þeir hafa efnasamsetningu sem er nálægt blágrýtinu okkar, og hafa sennilega myndast við eldgos fyrrum á Mars. Þeir yngstu eru um 145 milljón ára, en þeir mynduðust þegar mjög stórir loftsteinar rákust á Mars og köstuðu þessum smærri steinum út í geiminn frá Mars. Greiningar á gas tegundum í loftsteinunum sem hafa fundist hingað til sýna að þeir köstuðust frá Mars á ýmsum tímum, fyrir 20, 15, 11, 4.5, 3, 1.3 og 0.7 milljón árum. Það er því alls ekki útilokað að frumstæðar lífverur hafi borist til jarðar á yfirborði loftsteina frá Mars.

 

Rosetta er komin til halastjörnunnar Comet 67P

Eftir tíu ára ferðalag úti í geimnum, þá er geimfarið Rosetta loks komið til halastörnunnar Comet 67P.  Nú er geimfarið í aðeins um 130 km fjarlægð frá halastjörnunni og sendir ótrúlegar myndir heim til baka, til Geimferðastofnunar Evrópu.  Hér með fylgir ein slík mynd.  Þetta er stórmerkilegt augnablik í geimrannsóknum Evrópu.  Halastjarnan er um 4 km í þvermál og ótrúlega óregluleg í laginu.  Reyndar er hún eins og tvær kartöflur, sem hafa vaxið saman.  Maður bíður bara eftir því að þær detti í sundur og hver fari sína leið.  Halastjarnan er á hraða um  135 þúsund km á klst. En samt sem áður mun Rosetta senda 100 kg rannsóknatæki niður á yfirborðið til að kanna halastjörnuna nánar.  Menn halda að margar halastjörnur séu eins og drullugir snjóboltar, sem eru samansettir af blöndu af ís og grjóti.  Nú mun hið sanna koma í ljós.  Fylgjumst með!

Loftsteinaárásin á Hadean tíma jarðar

Fyrsta tímabil jarðsögunnar nefnis Hadean, frá um 4 til 4,5 milljörðum ára.   Nafnið Hades vísar á guð forn-grikkja, sem réð ríkjum í undirheimum.   Við vitum lítið um þennan tíma á upphafsárum jarðar, vegna þess að mjög lítið af jarðlögum eða svo fornu bergi hafa varðveist.  Reyndar hefur nær ekkert svo gamalt berg varðveist, heldur aðeins litlir kristallar af  gerðinni zikon, sem finnast inni í yngri berglögum.  Fyrsta myndin sýnir aldur á slíkum zirkon kristöllum.  Þeir yngstu eru um 3,8 milljarðar ára en þeir elstu eru um 4,45 milljarður ára gamlir.  Aldur jarðar er talinn 4,54 milljarðar, og þá vantar okkur enn “aðeins” eitt hundrað milljónir ára til að finna berg jafn gamalt og myndunartími jarðar.   Það finnst sennilega aldrei, því unga jörðin varð fyrir árás stórskotaliðs, sem splundraði og umrótaði yfirborði hennar.  Þetta stórskotalið voru loftsteinar, sumir hundruðir km í þvermál.  Það er talið að um 10% af massa jarðarinnar hafi bætst við þegar þessi loftsteinaárás stóð yfir.  Líkanið bendir til að einn eða fleiri risaloftsteinar (stærri en 1000 km í þvermál) hafi rekist á jörðina á þesum tíma og nokkrir (3 til 7 stykki) sem voru um 500 km.   Simone Marchi og félagar hafa rannsakað þetta fyrsta tímabil jarðar og gert líkön af loftsteinaárásinni. Önnur mynd sýnir líkan þeirra af dreifingu loftsteinagíga á jörðu á þessum tíma.  Við notum tunglið til að mæla hvað loftsteinaárasin á jörðina var mikil, hver tíðni loftsteina var og hvað þeir voru stórir.  Á tunglinu er engin veðrun og ekkert rof  og loftsteinagígarnir eru vel varðveittir og þar með sagan um tíðni og stærð loftsteina í jarðsögunni. Síðan má færa þessar upplýsingar yfir á jörðina.   Þá kemur í ljós að 60 til 70% af yfirborði jarðar var rótað upp allt niður á 20 km dýpi vegna loftsteinaárekstra. Jörðin var þá að mestu eins og vel plægður garður, þar sem meiri hluta af ytri jarðlögum var rótað og snúið við.   Loftárásinni lauk að mestu fyrir um 3,8 milljörðum ára. Á meðan á henni stóð hefur jörðin verið dauð, sterilizeruð, brennd, glóandi heit, óbyggileg!  Ekkert líf, ekki einu sinni minnstu örverur, hafa getað lifað hér þá í Hades eða  helvíti.

Eru háloftavindar að breytast?

Það er vel afmarkaður vindstraumur í andrúmsloftinu yfir jörðu, sem nefnist háloftavindur (Polar jet stream). Hann er vestanátt, þ.e.a.s. hann blæst oftast frá vestri til austurs, og er í um 10 til 15 km hæð.  Vindhraðinn getur verið gífurlegur hér, eða meir en 160 km á klst.  og flugmenn í millilandaflugi notfæra sér oft þennan straum til að flýta ferðinni. Reyndar eru háloftavindarnir tveir á norðurhveli.  Háloftavindurinn finnst á öðrum plánteum sólkerfisins.  Hér er til dæmis mynd af norðurpólnum á Satúrn, en háloftavindurinn hér er sexhyrndur.   Háloftavindurinn á jörðu verður til vegna þess að það er mikill munur á hita á heimskautssvæðinu og hita umhverfis miðbaug.   Því meiri sem hitamunurinn er, því hraðar blæs vindurinn.  Loftslagsfræðingar hafa lengi haldið því fram, að ef loftslag hlýnar, þá kunni að draga úr hraða háloftavindanna.  Háloftavindurinn hefur undanfarið verið mjög bugðóttur.  Hann tekur á stundum ótrúlega stóra hlykki á ferð sinni, eins og önnur mynd sýnir.  Þar er mesti vindhraðinn sýndur með rauðum línum.  Það eru þessir hlykkir, sem vekja nú mikla athygli. Á annan bóginn getur hlykkur flutt mikinn hita langt norður í átt að pólnum, en hins vegar getur hlykkur eða bugða flutt mikinn kulda langt suður í lönd.  Allir straumar geta verið bugðóttir, eins og straumvötn eiga líka til, en yfirleitt er talið að bugður vaxi þegar dregur úr straumhraða.  Tökum til dæmis straumvatn á yfirborði jarðar.  Þegar áin rennur hratt og í miklum halla, þá myndar hún sér oftast fremur beinan farveg.  Hinsvegar, þegar dregur úr hallanum þá dregur einnig úr hraða straumsins og þá byrjar áin að verða bugðótt.   Nú telja sumir loftslagsfræðingar að háloftavindurinn sé að verða bugðóttari vegna þess að hann sé að hægja á sér.  En er hann að hægja á sér vegna þess að það er minni munur á hita fyrir norðan og sunnan vindinn?  Er hann þá að hægja á sér vegna hnattrænnar hlýnunar?  Eftir þennan langa inngang vil ég komast að aðal efninu. Það er ljóst að norðurheimskautið hlýnar hraðar en önnur landsvæði og að hafís í norðri minnkar hratt.  Sumir hafa stungið uppá því að þessi hraða bráðnun sé vegna þess að miklar bugður í háloftavindum flytja hita til norðurs.   Ef þetta er rétt, þá eigum við í vændum vaxandi sveiflur í hitafari á norðurslóðum. 

Skortur á Helíum Gasi

 

Helíum (He) er annað algengasta frumefnið í veröldinni (hitt er vetni, H).   Við þekkjum öll helíum, sem gasið í partý-blöðrum, enda er það léttasta frumefnið.  Nú er verð á helíum gasi að rjúka upp úr öllu valdi. Gasið var uppgötvað árið 1814, þegar þýski eðlisfræðingurinn Joseph Fraunhofer fann helíum í litrófi sólarinnar.  Helíum kom fyrst á markaðinn árið 1928, og varð vinsælt snemma á tuttugustu öldinni, sem staðgengill fyrir vetni í loftbelgjum og mönnuðum loftförum.  Megin kostur helíums fram fyrir vetni er að helíum er alls ekki eldfimt og gengur reyndar ekki í nein efnasambönd.   Meiri parturinn af helíum framleiðslu jarðar er í Amarillo í Texas.   Þar er gasið unnið úr borholum með jarðgasi, en metan jarðgasið hér í Texas inniheldur allt að 7% helíum.  Línuritið sýnir að verð á helíum er sífellt að hækka og spáð er mikilli hækkun næstu mánuðina.  Reyndar er ekkert vit að vera að nota þetta dýrmæta frumefni til að fylla partýblöðrur, sem  rísa til himins. Þar springur blaðran og helíum er svo létt að það streymir út í geiminn. Þannig minnkar helíumforði jarðarinnar smátt og smátt.  Nafnið Helíum er dregið af gríska heitinu á sólinni: helios.  Enda er helíum um 27% af sólinni sjálfri og um 23% af sólkerfinu er helíum.  Það er reyndar dálítið furðulegt að annað algengasta efnið í veröldinni skuli vera svona dýrt og stöðugt hækka í verði.  Djúpt í jörðu myndast helíum vegna geislavirkni á frumefnum í möttli og jarðskorpu, einkum geislavirku þóríum og úran.  Framleiðslan heldur áfram, en birgðir minnka stöðugt.   Margir vísindamenn vilja setja bann á partý-blöðrur sem eru fylltar með helíum.  Gasið er ómissandi í heilsugeiranum og í iðnaði og allt of vermætt til að kasta því út í geiminn.  Á Íslandi kostar ein áfylling á 10 lítra helíumhylki nú kr. 18457,-  Í Bandaríkjunum kostar nú partý-blaðra fyllt með helíum $5.

Hvers vegna eru stærstu eldfjöll sólkerfisins á Mars?

Nú er amerískur jeppi á ferðinni á yfirborði plánetunnar Mars og hann er með nægilegt eldsneyti innanborðs til að keyra og kanna í fjórtán ár. Við munum því fá mikið flóð af jarðfræðilegum (marsfræðilegum?) upplýsingum um þessa merkilegu plánetu næstu árin.  Ég bíð spenntur eftir því að þeir senda jeppann upp á Olympus Mons, sem er hæsta og stærsta eldfjall í sólkerfi okkar, um 22 km á hæð.  Já, og flatarmál eldfjallsins er meir en þrisvar sinnum flatarmál Íslands.  Hvernig getur þessi litla pláneta myndað stærstu  og hæstu eldfjöll sólkerfisins?  Mars er að mörgu leyti  allt öðru vísi en jörðin, eins og fyrsta myndin sýnir. Hér er Mars til vinstri og jörðin til hægri.   Ekki er Mars öðru vísi einungis á yfirborði, heldur einnig að innri gerð.  Eðlisþyngd rauðu plánetunnar er aðeins 3,94 g/cm³,  en jörðin er með miklu hærri eðlisþyngd:  5.52 g/cm³.  En Mars er miklu minni en jörðin. Þannig er þvermál Mars aðeins helmingur af þvermáli jarðar og Mars er því aðeins með um 10% af massa jarðar. Lægri eðlisþyngd bendir til að kjarninn í Mars sé annað hvort lítill eða innihaldi lítið járn.  Veikt segulsvið plánetunnar bendir einnig til að kjarninn sé ekki lengur fljótandi og því sennilega orðinn fremur kaldur.  

Flekahreyfingar jarðskorpunnar er eitt af höfuðeinkennum jarðarinnar.  Hins vegar eru flekahreyfingar litlar eða nær óþekktar á Mars.  Ef til vill er risastóra gilið Valles Marineris á Mars myndað við flekahreyfingar, en umdeilt.  Það má skifta plánetunni í tvennt.  Suður helmingurinn hefur helmingi þykkari skorpu (80 km, rauðu svæðin á kortinu fyrir ofan) og meira hálendi eins og myndin fyrir ofan sýnir, en norður helmingurinn er með tiltölulega þunna skorpu (ca. 30 til 40 km, bláu svæðin).  Skopran á Mars er að mestu gerð úr basalti og hefur eldvirkni því verið mjög mikilvæg á plánetunni áður fyrr.   Það er vísbending um að einhver eldgos hafi orðið síðustu milljón árin, en eldvirkni er nú mjög lítil.   Þar sem flekahreyfingar eru ekki til staðar, þá hafa eldgosin verið mjög staðbundin og mjög há eldfjöll hlaðist upp, eins og Olympus Mons.  Ef til vill eru þá tveir þættir, sem gera Mars kleift að mynda hæstu eldfjöll sólkerfisins:  óvenju þykk skorpa og staðbundin eldvirkni. Talið er, að mikið hafi dregið úr eldgosum á Mars en þó eru mjög ung hraun sjáanleg. Aftur beinist athyglin að Olymus Mons fjallinu, þar sem  askjan í toppnum er engin smásmíði, eins og síðasta myndin sýnir.  Þessi 2 km djúpa askja er um 90 km í þvermál eða heldur stærri en allur Faxaflói.  Það er augljóst að hún hefur ekki myndast við einn atburð, heldur er askjan stóra á Olympus Mons afleiðing af fimm misgömlum öskjumyndunum, sem hver hefur skilið eftir sinn hring.

Sveipir á Mars

Þegar ég horfi á þessa mynd, þá dettur mér fyrst í hug gólfteppi, sem ég þekkti vel einu sinni, en það er auðvitað rangt. Þessi mynd var tekin nýlega af yfirborði plánetunnar Mars, nálægt miðbaug, og sýnir hún yfirborðið miklu betur en nokkru sinni fyrr. Það sem vekur strax furðu eru sveipir, spíralar eða rúllur á myndinni, sem minna óneitanlega á það hvernig skelin á kuðung er undin upp. Þessir spíralar eru frá 5 til 30 metrar í þvermál. Hvernig hafa þeir myndast? Ein hugmyndin er sú, að sveipirnir eða spíralarnir myndist á yfirborði hrauna, og að hér sé komin ein sönnun um stóra hraunfláka á þessu svæði á plánetunni rauðu. Ég læt fylgja hér með tvær myndir af slíkum sveipum, sem eru teknar á yfirborði ungra hrauna á Hawaíi. Lesandinn getur svo dæmt um hvort þetta sé líkleg skýring. En það er fleira merkilegt á myndinni frá Mars. Eitt eru bólur á yfirborði, sem gætu verið gasbólur í hrauni, og hitt atriðið eru tíglarnir, sem einkenna allt yfirborðið. Þeir minna óneitanlega á það mynstur sem verður til á yfirborði vegns stuðlabergsmyndunar í hrauni.  En snúum aftur af sveipunum á Mars. Takið eftir að þeir eru ALLIR með hægri snúning.  ÞAð minnig mig á þá staðreynd, að um 90% af öllum tegundum kuðunga eru einnig með hægri snúning.  Er þessi stöðuga snúningsstefna í sveipunum háð stefnu hraunrennslis?

Koltvíoxíð straumar á Mars

Mars er töluvert minni en jörðin og nokkuð fjær sólu. Enda er kalt á Mars, og meðal hiti á yfirborði í kringum −55 °C. Á heimskautunum fer kuldinn alla leið niður í −143 °C. En samt sem áður er fjöldi af merkjum á yfirborði Mars um að einhvers konar vökvi hafi runnið hér, myndað gil, gljúfur og margskonar farvegi. Fyrsta mynd sýnir slíkt landslag á Mars. Takið eftir mælikvarðanum. Nú getum við vel séð öll smáatriði á plánetunni. Margir töldu að hér væru merki um að vatn hefði runnið á yfirborði rauðu plánetunnar áður fyrr, en síðan hefði allt frosið. Nýjustu upplýsingar eins og þessi mynd benda til þess, hins vegar, að enn sé rof í gangi á Mars, og jafnvel á heimskautasvæðunum, þar sem fimbulkuldi ríkir. Vísindaritið Physics Today telur að ein af sjö merkustu uppgötvunum ársins 2011 sé fundur af miklu magni af frosnu koltvíoxíði í jörðu á Mars. Getur það verið, að farvegirnir á Mars séu ekki eftir vatn, heldur strauma af koltvíoxíði? Við skulum líta á seinni myndina, sem sýnir fasaskifti í koltvíoxíði, þegar breytingar á hita og þrýstingi eiga sér stað. Við erum vön því að fast efni, eins og ís, breytist í vökva við hitun. En eins og myndin sýnir, þá breytist frosið koltvíoxíð í gas undir kringumstæðum eins og þeim, sem nú ríkja á Mars -- sjá rauðu örina á myndinni. Frosið koltvíoxíð breytist beint í gas við lágan þrýsting (minni en 5 loftþyngdir - atm.), þegar hitastig er undir mínus 56 stigum á Celsíus. Ein stórkostleg hugmynd sem nú er vinsæl er sú, að fasaskiftin á koltvíoxíði breyti efninu beint úr frosnu ástandi og yfir í gas á Mars. Við það getur gasið myndað strauma á yfirborði, sem orsaka rof og flytja með sér sand og grjót. Það er rétt að minnast þess, að koltvíoxíð gas er fremur þungt. Á Jörðu er það til dæmis töluvert eðlisþyngra en andrúmsloftið okkar. Það er erfitt að hugsa sér hvernig slíkir straumar líta út. Sennilega eru þeir líkastir gjóskuflóðum á Jörðu, en munurinn er sá, að á Mars eru straumarnir ískaldir.

Tungl

Bandaríska geimrannsóknastofnunin NASA var rétt í þessu að gefa út nýtt kort af tunglinu. Myndin fyrir ofan sýnir kortið af hinni hliðinni af tunglinu, eða þeirri hlið, sem alltaf vísar frá okkur og við sjáum aldrei með berum augum eða með sjónaukum frá jörðu. Takið eftir metrakvarðanum til hægri við kortið. Hann sýnir, að hæstu fjöll tunglsins eru 10,7 km á hæð (rauð og hvít) og að dýpstu dalir eru um 9,1 km (bláir og fjólubláir). Heildar hæðarmunur á tunglinu er því um 19,91 km. Það er ótrúlega líkt og hér á jörðu, þar sem Everst er 8,84 km og Marianas dýpið er um 11 km, eða heildar hæðarmunur á jörðinni um 19,84 km. Það er sennilega hrein tilviljun að breiddin í hæðarbreytingum er svo lík, því að það eru gjörólíkir þættir, sem stjórna hæðum jarðmyndana á jörðu og tungli. Á jörðu eru það fyrst of fremst flekahreyfingar, en á tunglinu eru það árekstrar loftsteina, sem mynda landslagið. Kortið er það nákvæmasta sem til er af tunglinu, og er um 100 metrar á milli mælipunkta í því.

Mikil fegurð í hjúp jarðar

Eitt fegursta myndasafn sem ég hef séð nýlega er frá ferð alþjóða geimfarsins umhverfis jörðu. Þessar merku myndir er til dæmis hægt að skoða á vefsíðu Vimeo hér: http://vimeo.com/32001208 Myndirnar voru teknar frá því í águst til október árið 2011, þegar geimfarið var í um 350 km hæð yfir jörðu. Það er margt furðulegt sem kemur hér í ljós, en stórkostlegust eru norðurljósin, sem myndast í um 100 til 300 km hæð. Ég hafði aldrei fyrr gert mér grein fyrir hvað norðurljósin eru neðarlega. Þau myndast þegar sólvindurinn streymir inn miklu magni af rafeindum inn að jörðinni. Rauðu norðurljósin munu myndast þegar köfnunarefnisatóm verða fyrir eindum úr sólvindinum. Einnig er gaman að fylgjast með hvítum eldingablossum þar sem stórir stormar geisa, einkum á hitabletissvæðum jarðar. Annar áberandi þáttur eru allar upplýstu borgirnar á jörðu, og eru ljósin nær samfelld á sumum svæðum. Í Egyptalandi er ljósadýrðin á bökkum árinnar Nílar ótrúlega mikil, eins og glóandi gulllitur borði alla leið norður í Miðjarðarhaf. Það er raforkan frá vatnsorkuverum í Aswamstíflu sem kemur hér í ljós.