sobota, 28 lipca 2018

Suche fakty o wodzie na Marsie

Po pierwsze dziękuję Wam wszystkim za linki do najnowszej marsjańskiej sensacji. To miłe, kiedy podrzucacie mi ciekawostki i tematy na notki. Nie przestawajcie. Po drugie przyznam, że moja reakcja była troszkę chłodna, bo tak w sumie to kolejny konsekwentny krok w naszych badaniach Marsa. Po trzecie - mimo to jest się czym ekscytować, bo to odkrycie potencjalnie daje nam łatwiejszą drogą do potwierdzenia tego co podejrzewamy, że Mars nie jest martwą planetą.

Wyjaśniając dalej mój początkowy brak entuzjazmu - dowody na marsjańską wodę są liczne. Jej pierwotne ślady widziały już sondy Mariner i Viking. Istnienie podziemnych jezior domniemano już w 1987. Szukano ich od kiedy w 2003 Mars Express zaczął orbitować wokół Marsa. W 2008 lądownik Phoenix potwierdził pokłady lodu tuż pod regolitem na północy planety. Wystarczyło odgarnąć górną warstwę a światu ukazał się śnieżnobiały lód, który sublimował w ciągu dni (atmosfera Marsa jest tak rzadka, że lód zmienia się bezpośrednio w parę wodną). W 2011 natomiast odkryto ciemne rosnące linie na zboczach planety, które uznaje się za spływy bardzo słonej wody występujące w czasie marsjańskiego lata (choć są alternatywne hipotezy).

Ale oczywiście to nie to samo co zbiornik ciekłej wody. A odkrycie takowego ogłosili w środę naukowcy. Zamontowany na pokładzie sondy Mars Express radar pozwala badać wnętrze planety. Echa fal radiowych z obszaru o szerokości około 20km do złudzenia przypominają echa obserwowane na przykład na Grenlandii, tam gdzie ciekła woda styka się z litą skałą. Już w 2007 inny zespół zaobserwował podobne echa ale uznał, że to niemożliwe by były tam jeziora, bo temperatury na biegunach Marsa są zbyt niskie. Od tamtej pory udało się odkryć, że tak zwane nadchlorany (ClO4-) istnieją na Marsie. To sole które mogą obniżyć temperaturę zamarzania wody nawet do -75 stopni Celsjusza. A że temperatura w tym regionie Marsa to jakieś -68’C… tadam!

“Jezioro” może być gęstą solną breją, ale to i tak działa na wyobraźnię naukowców. Po pierwsze, jest duże. Żeby wygenerować takie echo musi mieć co najmniej 10cm głębokości. W takim wypadku jest w nim dziesięć milionów metrów sześciennych wody, czyli mniej więcej tyle ile w mazurskim jeziorze Jegocin. Równie dobrze może mieć dziesięć metrów głębokości, co by oznaczało, że jest tam stukrotnie więcej wody. Mars Express to stara sonda. Ma małą rozdzielczość, więc takich jezior może być znacznie więcej.

Fajnie byłoby się tam dostać i pobrać próbki, to jednak nie stanie się zbyt szybko. Jednakże być może jest prostsza metoda by to zbadać. Pod lodem Antarktydy znajdują się podobne, również bardzo słone jeziora. Jedno z nich jest źródłem “krwawego wodospadu” - czerwonego wypływu, bogatego w tlenki żelaza. Podobne mechanizmy prawdopodobnie transportują materiały z głębin Europy na jej powierzchnię - stąd czerwone “nitki” w pęknięciach lodu, co może ułatwić badanie jej oceanów, bez odwiertów lub przetapiania się przez lód. Może podobny proces zachodzi na Marsie?

No i najlepsze na koniec. Jezioro z którego wypływa “krwawy wodospad” ma swój ekosystem. Zamieszkują go bakterie żywiące się jonami siarki i żelaza. Od milionów lat żyją one w izolacji od biosfery reszty Ziemi. Dlatego nie wykluczone, że marsjańskie jezioro może być jedną z enklaw życia na Marsie.

A ja cały czas planuję napisać tekst o tym, że prawdziwym zaskoczeniem i rewolucją byłoby odkrycie, że na Marsie nie ma życia.


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


Źródła:
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/07/24/science.aar7268
https://www.sciencenewsforstudents.org/article/mars-could-have-liquid-water-lake
https://www.youtube.com/watch?v=b8eNOOqi258
https://en.wikipedia.org/wiki/Seasonal_flows_on_warm_Martian_slopes
https://en.wikipedia.org/wiki/Chronology_of_discoveries_of_water_on_Mars
https://www.sciencedaily.com/releases/2009/04/090416144512.htm
https://www.youtube.com/watch?v=vJkYBhSqet8
http://science.sciencemag.org/content/early/2018/07/24/science.aau1829

Zdjęcia:
Pierwsze: R. Orosei et al/Science 2018
Drugie: USGS Astrogeology Science Center, Arizona State University, INAF


wtorek, 17 lipca 2018

Nowe księżyce Jowisza. W tym jeden dziwak.


Tuzin nowych księżyców odkryto w trakcie poszukiwań odległych obiektów w Układzie Słonecznym. Zespół z Carnegie Institution for Science jest jedną z ekip, które usiłują odkryć planetę X, która prawdopodobnie odpowiada za regularności wśród orbit obiektów transneptunowych. Więcej o tym pisałem w 2016. Tak się złożyło, że wiosną 2017 roku Jowisz znajdował się w regionie nieba gdzie prowadzili poszukiwania, co doprowadziło do ogłoszonego dziś odkrycia.

Jako, że do prześledzenia orbit trzeba wielu obserwacji i dokładnych obliczeń, od wstępnego odkrycia minął ponad rok. Tym samym od dziś Jowisz liczy sobie aż 79 księżyców, co umacnia jego pozycję lidera w tej kategorii.

Dwa z tych księżyców na ten moment nie wyróżniają się szczególnie, ot kolejne skalne bryły. Dziewięć z nich stanowi część odległego roju księżyców, poruszających się ruchem wstecznym - to znaczy ich ruch po orbicie jest przeciwny niż ruch obrotowy planety. Rój ten można podzielić na co najmniej trzy grupy, w związku z czym za prawdopodobne uznaje się, że są to pozostałości trzech asteroid przechwyconych przez Jowisza, które uległy rozpadowi w wyniku kolizji. Jedynym dużym ciałem w naszym Układzie Słonecznym, który porusza się ruchem wstecznym jest Tryton - księżyc Neptuna.

Najciekawszy jednak jest ostatni z dwunastu nowych księżyców. Roboczo nazwany Valetudo, nie porusza się ruchem wstecznym, ale krąży wśród wspomnianej wcześniej grupy księżyców. Można powiedzieć pod prąd, choć bardziej poprawnie byłoby powiedzieć, że on jeden porusza się tak jak trzeba, ale jego otoczenie porusza się pod prąd. W przeciwieństwie do sąsiadów, których okrążenia trwają około dwóch lat, Valetudo okrąża króla planet w półtora roku i jest potencjalnie najmniejszym księżycem Jowisza - ma mniej niż kilometr średnicy.

“To niestabilna sytuacja” powiedział Scott S. Sheppard, przewodniczący zespołowi z Carnegie. “Zwykle kolizje czołowe szybko prowadzą do rozbicia i starcia takich obiektów na pył”

Zespół sądzi, że Valetudo może być ostatnią pozostałością większego księżyca, który uległ takim kolizjom. Badania tych nowo odkrytych księżyców mogą dostarczyć wielu informacji o procesach które tworzyły młody Układ Słoneczny.


Bardzo dziękuję Ewie Zegler-Poleskiej za pomoc w przygotowaniu notki.

Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


Źródło:
American Astronomical Society
Carnegie Institution for Science


niedziela, 15 lipca 2018

Prawda o wymieraniu pszczół i neonikotynoidach

O CCD - Colony collapse disorder, zjawisku które z jakiegoś powodu w Polsce nazwano “zespołem masowego ginięcia pszczoły miodnej”, miałem napisać już kilka lat temu. Temat przypomniał mi się niedawno, kiedy dwukrotnie na ulicy zaczepili mnie młodzi działacze Greenpeace. W obu wypadkach rozmowa potoczyła się niemal identycznie. Spytany, czy kojarzę organizację Greenpeace odpowiedziałem, że tak. W obu przypadkach następne pytanie brzmiało, czy to skojarzenie dobre czy złe. Lekko zakłopotany ale szczery mówiłem, że jednoznacznie źle. Na pytanie “dlaczego” odpowiadałem “bo GMO, bo atom”. Co ciekawe w zarówno chłopak jak i dziewczyna odpowiedzieli, że “noo taak z atomem to racja, ale z GMO to pewnie byśmy mogli długo dyskutować…”. Potem padało pytanie o to czy na lubię/troszczę się o pszczoły. Tu, żeby nie przedłużać mówiłem, że tak, ale jeśli będę chciał się zaangażować w ten temat, to przez jakąś akcję nie związaną z Greenpeace.

I słusznie, bo okazuje się, że również w przypadku pszczół sprawa jest skomplikowana obciążona wielkim biznesem i wielką polityką, oraz (co najgorsze) Greenpeace ciągnie ją w kierunku niekorzystnym dla pszczół i środowiska. Przez niewiedzę, mógłbym przyłożyć ręce do pogorszenia stanu rzeczy. Dlatego najwyższa pora, żebym też zabrał głos.


Pszczołokalipsa rzekoma

Zacznijmy od tego, czy chwytliwe i alarmujące nagłówki o CCD to kolejny przykład fake news. Częściowo. Istotnie istnieje fenomen, który tyczy się bardziej całych kolonii niż indywidualnych owadów (co nie ułatwia jego analizy) i polega na tym, że latające robotnice “porzucają” swoje ule. W ulu są młode osobniki, zapasy i zdrowa królowa, lecz brak dorosłych robotnic prowadzi do śmierci rodziny.

Co stoi za problemami pszczół? Dotychczasowe badania i analizy sugerują, że nie ma jednej przyczyny, że owady zmagają się z całym szeregiem szkodliwych czynników, na czele których stawia się pasożyty żyjące w owadzich tchawkach, żerujące na larwach, wirusy (w tym powodujące dysfunkcje skrzydeł) oraz zmiany klimatyczne. Oczywiście wybuchła histeria, internetowemu tłumowi z pochodniami i widłami, łatwo było podrzucić kolejnych winnych. I tak obwiniano chyba wszystko włącznie z GMO i telefonami komórkowymi. Wśród podejrzanych zabrakło chyba jedynie homoseksualistów.

Tajemnicza przypadłość oraz widmo załamania populacji pszczół to bardzo medialny temat. Według niektórych szacunków nawet jedną trzecią jedzenia na naszych stołach zawdzięczamy w jakimś stopniu pszczołom. To zawsze okazja do przytoczenia fejk-cytatu Einsteina o ludziach i pszczołach. Cytat - o ile nieprawdziwy lub niesłusznie przypisywany Einsteinowi - to jednak istotnie docenia wagę pszczół. Jeśli jednak spojrzeć na liczebność uli, można odetchnąć z ulgą. O ile ich liczebność uległa spadkowi, to nie był on tak gwałtowny, tyczył się głównie Ameryki Północnej, a globalna liczebność wzrasta. Jak to się ma do wykresu trochę wyżej? Ano tak, że przedstawia on tylko wycinek danych. Oraz, że skala pionowa zaczyna się od dwóch milionów uli a nie od zera. Jak to wygląda w szerszym spojrzeniu? A tak:



Liczebność pszczół w USA jest najwyższa od 20 lat. Aha - warto nadmienić, że większość tej notki traktuje o hodowlanych pszczołach, które znacznie łatwiej badać i analizować na przestrzeni lat. Nie oznacza to, że CCD nie dotyka dziko żyjących pszczół. Powyższe zestawienia tyczą się jedynie USA. Na świecie pasiate owady mają się jeszcze lepiej.

Ponadto warto mieć świadomość, że z umieraniem pszczół można sobie poradzić znacznie łatwiej niż gdyby analogicznie podskoczyła śmiertelność krów czy kukurydzy. Odbudowa ula jest bardzo prosta. Liczy on do 80 tysięcy pszczół, królowa składa około 1500 jaj dziennie. Prostą metodą jest podzielenie ula na dwa oraz zakup nowej królowej. W ciągu kilku tygodni nowy ul jest gotowy do zapylania.

Podsumowując - pszczoły nie były i nie są na krawędzi wymarcia. Warto bacznie przyglądać się zachodzącym zjawiskom, nie warto panikować.


Neonikotynoidy i UE

Niedawno w Unii przegłosowano zakaz stosowania trzech głównych neonikotynoidów. Vytenis Andriukaitis, komisarz ds. zdrowia i bezpieczeństwa żywności w Komisji Europejskiej, ogłosił, że to dowód na to, że polityka UE kieruje się nauką. W tym wypadku nie jest to prawda. Imidakloprid, klotianidyna i tiametoksam to insektycydy (jak się można domyślić) podobne do nikotyny. Kwestia zdrowia pszczół była jednym z flagowych argumentów przeciw tym środkom… mimo, że na zlecenie (i za pieniądze) KE szereg placówek przeprowadziły badania nad zdrowiem zapylaczy, które wykazały coś zupełnie innego. Wśród szeregu czynników tylko jedno laboratorium wskazało na pestycydy; nie są one nawet w dziesiątce “winowajców”. Jeśli zagłębić się w dane okaże się, że szkodliwość pestycydów udało się wykazać tylko w warunkach laboratoryjnych, gdzie pszczoły dosłownie duszono neonikotynoidami. Nie istnieją badania na żyjących wolno pszczołach, które wskazywałyby na szkodliwość tych substancji.

Ale to nie wszystko. Jak się okazało, wydany w 2014 roku zakaz używania neonikotynoidów w Europie okazał się mieć fatalne skutki. Uprawcyzostali zmuszeni do korzystania ze starszych, gorszych pestycydów. Wymagały one częstszych oprysków, wiele z nich jest bardziej szkodliwych dla zapylaczy, powodują one też wyższe koszty i więcej pracy dla uprawców. Zlinkowana powyżej ewaluacja została przemianowana na “badanie”, przez co komisarz został zwolniony z obowiązku jej publikacji.

Następujące później analizy zakazanych niedawno neonikotynoidów przeprowadzono w skandaliczny sposób. Tak zwany Bee Guidance Document (BGD) zakłada niedorzeczne wymogi w czasie prób. Na przykład, by śmiertelność pszczół wynosiła najwyżej 7%, podczas gdy naturalna śmiertelność tych owadów wynosi 15%. Absurdalne wymogi pozwoliły zignorować poprzednie analizy i korzystać tylko z wyników laboratoryjnych, gdzie owady w małych klatkach katowano ogromnymi ilościami pestycydów. Więcej o tym ciągu absurdów możcie przeczytać tutaj w części “Policy-driven Science”.


Bez happy endu

Wystarczy powiedzieć, że choć ostatecznie nie ma żadnego oficjalnego dokumentu, do głosu doszły miliony przeznaczone na lobbying przez “big organic”. Greenpeace straszy Modesto 480 FS i Cruiser OSR 322 FS - w końcu cyferki i skróty jednoznacznie oznaczają czyste zło. Przemysł organicznego rolnictwa (które nie jest korzystne dla natury, ani dla ludzi, ani dla ekonomii) otrzymał duży bonus. Cios dla rolnictwa przemysłowego oznacza, że niewydajne i szkodliwe dla środowiska uprawy organiczne staną się trochę bardziej konkurencyjne.

Nawiasem mówiąc… Czy wiecie, że ptaki w miastach nauczyły się wykorzystywać niedopałki papierosów? Zanoszą ja do gniazd, żeby nikotyna odpędzała kleszcze i inne insekty. Brzmi dość organicznie.


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


Źródła:
Zdjęcie: New Zealand honey bee on clover
Requiem for Neonicotinoids
What Happened to the Beepocalypse?

Dodatkowe źródła:
The Impact of the Nation’s Most Widely Used Insecticides on Birds
The impact of restrictions on neonicotinoid (...) on pest management (...) in eight European Union regions
Do Neonics Hurt Bees? Researchers and the Media Say Yes. The Data Do Not.
New Study Finds Neonicotinoids May Have Harmful, Beneficial, or No Effects on Bees
Bee population rising around the world
Believe it or not, the bees are doing just fine
How many honey bees are there?
Risk management for bee health
Birds use cigarette butts for chemical warfare against ticks


wtorek, 10 lipca 2018

Michael Jordan w kosmosie

Czy są w Układzie Słonecznym takie miejsca, że siła mięśni wystarczyłaby do osiągnięcia prędkości ucieczki? Czy są księżyce z których można by “zeskoczyć” na planetę wokół której krążą? Jak to policzyć? Wiele notek na tym blogu powstaje dlatego, że zadałem sobie jakieś pytanie albo coś mnie zaciekawiło. To jedna z nich.

Nie ja jeden się nad tym zastanawiałem. W sieci jest sporo różnych odpowiedzi, ale większość z nich mnie nie satysfakcjonuje, bo dokonuje zbytnich moim zdaniem uproszczeń lub podchodzi do zagadnienia w nieprzekonujący mnie sposób. Dlatego postanowiłem pokombinować samemu. Jak zobaczycie (jeśli nie przeskoczycie Strasznych Wzorów), ja też zabrałem się do tego trochę od dupy strony i też zdecydowałem się na pewne uproszczenia. Ale jedną z metod uzyskania odpowiedzi w internecie jest nie zadanie pytania ale udzielenie złej odpowiedzi - wtedy niezawodnie ktoś cię poprawi. Zatem do dzieła...


Podejście

Nie przekonuje mnie przekładanie prędkości biegu na Ziemi na inne ciała niebieskie. Osiągi Usaina Bolta trudno przełożyć na sytuację, gdzie każdy krok w jego biegu dzieliłyby długie sekundy lub nawet minuty (gdyż “dryfowałby” między kolejnymi krokami jak astronauci programu Apollo). Chciałem skupić się na sile z jaką może skoczyć lekkoatleta lub przeciętny człowiek, ale jak zwykle diabeł tkwi w szczegółach i samo obliczenie siły ludzkich nóg jest dość trudne.

W końcu jednak znalazłem świetny artykuł opisujący fizykę skoku wzwyż. Doskonale rozkłada go na czynniki pierwsze, są wykresy, wzory i mechanika kryjąca się za każdym etapem skoku. Ba, pod koniec autorzy nawet zastanawiają się jak wysoko mógłby skoczyć Michael Jordan, gdyby postawić go na Księżycu. Ale nawet oni w tak drobiazgowym artykule w tym punkcie poszli troszkę na łatwiznę. To jednak ich artykuł stał się fundamentem tej notki, więc jeśli nie straszne są Wam proste całki i trochę fizyki, to zapraszam do tekstu The Physics of the Vertical Jump.


Straszne Wzory (można przeskoczyć)

Interesuje mnie prędkość skoku, którą docelowo będziemy porównywać z prędkością ucieczki (pierwszą prędkością kosmiczną dla różnych obiektów w Układzie Słonecznym). Punktem wyjścia były dla mnie dwa wzory z artykułu: związek maksymalnej wysokości skoku z prędkością początkową oraz związek popędu (fizycznego) z masą i prędkością. By z nich skorzystać poczyniłem założenie, że skok trwa pół sekundy i zgooglałem, że przeciętny człowiek skacze na wysokość 46 cm (w odróżnieniu od Michaela Jordana, który skacze na przynajmniej 110 cm).



Dzięki temu uzyskuję siłę skoku. Następnie dodaję do tego siłę jako F=mg, czyli siłę potrzebną na zwalczanie grawitacji. Przyspieszenie to oczywiście g=9,81, masa to 80 kg dla przeciętnego człowieka i 98 kg dla Michaela Jordana. Teraz dysponuję całym “budżetem” siły. Mogę przejść do rzeczy. Odejmuję F=mgx dla danych ciał niebieskich (czyli siłę pożytkowaną na walkę z lokalną grawitacją, na utrzymać się na nogach) a reszty używam do wyliczenia prędkości początkowej. To porównujemy z prędkością ucieczki w danym miejscu.



Wyniki

Nikogo pewnie nie zaskoczy, że nie ma możliwości, by siłą mięśni uwolnić się z studni grawitacyjnej większych księżyców. Dopiero ciała o wymiarach rzędu kilkunastu-kilkudziesięciu kilometrów są wystarczająco lekkie, by astronauta mógł bać się, że zbyt gwałtowny krok pośle go w pustkę. Na powierzchni Phobosa, większego z dwóch księżyców Marsa, zarówno Michael Jordan jak i przeciętny Joe mogliby spektakularnie poskakać bez większych obaw. Ale na mniejszym z nich, Deimosie obaj mogliby... na przykład zeskoczyć na Marsa. Udało mi się znaleźć dwa miejsca gdzie tylko sportowiec pokroju Jordana mógłby powiedzieć “I don’t wanna live on this moon anymore”, spakować plecak i polecieć w cholerę, a osoby nie będące lekkoatletami mogłyby jedynie pozazdrościć. To Eros i Atlas. W przypadku tego pierwszego uśredniłem promień, więc możliwe, że MJ mógłby pokonać siłę grawitacji na odległych końcach podłużnego Erosa, ale nie na równiku.



Epilog

W kilku miejscach moje wyliczenia rozmijają się z danymi z Wikipedii, więc mogę być w błędzie. Ale rzędy wielkości powinny być OK. Co więcej wydaje mi się, że kilka lat temu, wykonywałem ten sam eksperyment myślowy i wyniki były podobne, choć na sto procent posługiwałem się inną metodą. Mówię to w oczekiwaniu na tych wszystkich, którzy zechcą mnie poprawić - do dzieła!


Źródła:
Is there a small enough planet or asteroid you can orbit by jumping?
The Physics of the Vertical Jump
Newtons Second Law force to accelerate jumping person
Throwing Something Into Orbit
Is there a small enough planet or asteroid you can orbit by jumping?
Could a Human reach escape velocity by jumping from the surface of Ceres?
if I jump high from Deimos' surface will I escape from it forever?


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.