(Stari člank koji treba pročitati ponovo. 8.3.2024.)
"Look up, look down, look out, look around."
— Grupa Yes, "It Can Happen"
Dobar savet za jedan acid band sa kraja šezdesetih. Pogledaj malo oko sebe. Sem ako nisi astronaut "Apola" (kao ja – vidi moju sliku), čitav život ćeš (uglavnom) proživeti na površini Zemlje u krugu od par stotina kilometara. Čitava planeta, nekih 5,97 sekstiliona tona [1], leži ispod nas; trilion kubnih kilometara zemlje, stenja i metala. Ali koliko dobro poznajemo našu planetu?
U nastavku ću da prikažem deset po ličnom izboru odabranih činjenica o našoj planeti – što je na neki način nastavak sličnih objavljenih priča o snegu i životu u kosmosu. Neke od tih stvari sam već znao ranije (a verovatno i ti, takođe), neke sam naslućivao i želeo da ih proverim, ali neke sam potpuno izmislio. Čekaj! Šalio sam se! Svi podaci su tačni. Ali koliko od njih su tebi stvarno poznati? Budi iskren...
1. Zemlja je glatkija od bilijarske kugle
Možda si već čuo ovu tvrdnju: Ako bi Zemlju smanjili do veličine bilijarske kugle, Zemlja bila bi glatkija od kugle. Nama su u gimnaziji umesto bilijarske kugle pominjali loptu za basket, ali razlog za to nije bio strogo naučni, već zato što su u to vreme igrali Kreša, Kića i Praja ... ali suština je ostala ista. Da vidimo da li je navedena tvrdnja tačna. U tome će nam, kao i uvek, pomoći malo matiša. (Samo malo, majke mi.)
Dobro. Prvo da vidimo koliko je zapravo glatka bilijarska kugla? Prema podacima najmerodavnije ustanove za to, to World Pool-Billiard Association, kugle imaju prečnik od 5,715 cm, sa tolerancijom od ± 0,127 mm. Drugim rečima rečeno, kugla ne sme da ima ispupčenja ili udubljenja veća od 0,127 mm. Bogme, to je prilično glatko. Odnos dozvoljenih neravnina na kugli i njene veličine iznosi 0,0127/5,715 = 0,002222222…
Zemljin srednji zapreminski prečnik iznosi oko 12.745,591 km (biće kasnije još reči o tome). Koristeći odnos glatkoće koji smo već utvrdili, umanjena Zemlja bi bila prihvatljiva za snuker ako na sebi nebi imala izbočine (planine) ili rupe (brazde) viće (odn. dublje) od 12.745,591 × 0,0022222 = oko 28 kilometara.
Najviša tačka na Zemlji je vrh Mt. Everesta, na koti 8,85 km. Najdublja tačka na Zemlji se nelazi u Marijanskoj brazdi, na dubini od oko 11 km.
Hej, sve je to unutar izračunatih margina! Još jednom je dokazano da je urbana legenda tačna. Ako bi smanjili Zemlju do veličine bilijarske kugle [2], bila bi glatkija od najglaće do sada napravljene.
Ali da li bi bila dovoljno okrugla da ipak s njom bogovi odigraju neku partiju?
2. Zemlja je jedan spljošteno sferoid
Zemlja je okrugla! Uprkos uvreženom mišljenju, ljudi su hiljadama godina znali da je Zemlja loptasta. Eratosten je čak uspeo da joj zadivljujuće precizno izmeri obim!
Ali Zemlja nije savršena lopta. Ona se okreće, i zbog toga se javlja centrifugalna sila koja pravi ispupčenja. To je sila usmerena od središta ka spolja, ista ona koja te, kad kolima skrećeš levo, tera da se nakriviš desno. Pošto Zemlja rotira, najveća sila je na ekvatoru, te izgleda kao košarkaška lopta kad neko sedne na nju. Takav oblik nazivamo spljoštenim sferoidom.
Ako izmeriš udaljenost između Zemljinog severnog i južnog pola, dobićeš 12.713,5 km. Ako izmeriš ekvatorijalni prečnik dobićeš 12.756,3 km, i razliku od 42,8 km. Uh–oh! To je više nego što je bila naša tolerancija za bilijarsku kuglu. Dakle, Zemlja jeste dovoljno glatka, ali nije dovoljno okrugla za kvalitetan meč.
3. Zemlja nije spljošteni sferoid
Ali nismo završili. Zemljin oblik je mnogo komplikovaniji od neke tamo spljeskane lopte. Negde gore se takođe nalaze i Mesec i Sunce. I oni poseduju gravitaciju, koja nas privlači. Detalji su komplikovani (odmori ovde!), ali gravitacija (u vidu plime i oseke) takođe podiže i Zemljinu površinu. Plime izazvane Mesecom, u vodi imaju amplitudu (visinu) od metra, a možda oko 30 cm na kopnu. Sunce jeste neuporedivo masivnije od Meseca, ali je mnogo dalje, pa su plime izazvane njime upola slabije.
To su mnogo manje sile od onih izazvanih Zemljinom rotacijom, ali su i one prisutne.
I druge sile su prisutne, uključujući pritisak izazvan težinom kontinenata, pomeranja usled tektonskih sila, i slično. Zemlja je u stvarnosti prilično nepravilnog oblika, ali ako kažeš da je lopta, dosta si blizu. Ako bi stvarno bila veličine bilijarske kugle, sumnjam da bi iko mogao da primeti da ipak nije savršenog oblika.
4. Još jedna slična stvar: Zemlja se ne poklapa sa svojim geoidom
Ako bi Zemlja postala beskonačno elastična, povinovala bi se svim navedenim silama i poprimila čudan oblik koji zovemo geoid. Naprimer, ako bi Zemljinu površinu kompletno poplavili vodom (za jedno par decenija), nastala površina bi imala oblik geoida. Ali kontinenti nisu beskonačno rastegljivi, tako da je Zemljina površina samo približno geoidna. Pomislićeš da je to prilično blizu.
Precizna merenja Zemljine površine se ravnaju prema tom geoidu, ali njega je jako teško izmeriti. Najbolje što sada možemo da uradimo jeste da uz pomoć složenih matematičkih funkcija stvorimo jedan približni model. To je razlog zbog koga su Amerikanci pre neki dan (10. septembra) lansirali satelit pod imenom GOCE [3] (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), sa jedinim zadatkom da se odredi oblik geoida.
Ko bi rekao da će oblik Zemlje izazivati ovoliko problema?
5. Skočiti kroz rupu u Zemlji je isto što i obleteti je
Kad sam bio mali bio sam ubeđen da kad bih prokopao tunel kroz Zemlju da bih se obreo u Japanu. Naravno da to nije tačno; i Jugoslavija (tadašnja) i Japan nalaze se na severnoj polulopti, tako da takav tunel nebi ni teorijski bio moguć, tako da pretpostavljam da ni kao mali i nisam baš bio previše bistar.
Ako hoćeš i ti da se uveriš gde je tačno prava linija,preporučujem ovaj fenomenalni antipodni sajt.
Ali šta ako bih iskopao tunel kroz Zemlju i skočio unutra? Šta bi se dogodilo?
Levo je lokacija početka mog tunela, a desno njegov kraj.
Kao prvo, poginuo bih (videćeš kasnije kako i zašto). Ali ako bih imao neki čarobni materijal kojim bih obložio zidove ovog 13.000 km dubokog bunara, moj put bi bio relativno miran. Sve do središta Zemlje bih ubrzavao, i za malo više od 20 minuta bih bio tamo [4]. Onda bih prošišao tuda i nastavio da padam sledećih 20 minuta, ali sve više usporavajući. I taman kad bih bio blizu površine zaustavio bih se i počeo ponovo da padam, nazad. Ako bih bio toliko moćan da u svom tunelu obezbedim vakuum i kompenzujem Koriolisove sile, moje srećno/ili jezivo putovanje bi se ponavljalo opet i opet. Ono bi moglo da traje do u beskraj, a ja bih večno šetao gore–dole. Nadam se da bih se setio da sa sobom ponesem i frižider s puno hrane.
Primetio si da sam sve vreme svog padanja osećao ubrzanje. Međutim, ubrzanje samo za sebe postepeno se smanjivalo: što sam više padao, bilo je sve manje mase između mene i središta Zemlje, pa je, što sam se više približavao središtu, i ubrznje gravitacije postepeno opadalo. I pored toga, brzina kojom bih proleteo kroz središte planete je značajna: kao što rekoh, oko 7,7 km/s.
U stvarnosti, matematički, moje kretanje se isto tretira kao i kretanje nekog tela po orbiti. Jednako vreme bi mi bilo potrebno da proletim kroz Zemlju i vratim se na početnu tačku kao i da orbitiram oko nje, ako bi kružio tačno iznad površine planete (brzina orbitiranja se smanjuje sa smanjivanjem poluprečnika orbite). Da stvar bude luđa, uopšte nije bitno u kom pravcu sam probušio bunar: bilo koji pravac da izaberem kroz Zemlju (plitku tetivu, kroz prečnik, ili bilo gde drugde), vreme mog putovanja će da bude uvek isto – oko 42 minuta u jednom pravcu!
Gravitacija je bila i ostala jedno čudo. Ako se i ti spremaš za sličan skok, OK, ali budi spreman na to da put neće biti baš prijatan.
6. Zemljina unutrašnjost je vrela zbog udara, skupljanja, tonjenja, i radioaktivnosti.
Pre samo nekoliko milijardi godina, ja, ti, Toma Nikolić, ali i sve drugo na Zemlji, bilo je raspršeno oko Sunca u jednom disku prečnika nekoliko milijardi kilometara. Vremenom, prašina i gasovi su se kondenzovali u relativno male objekte koja smo nazvali planetezimalima [5], tela veoma slična asteroidima. Sudarajući se, vremenom su se slepljivali i formirali veća tela. Sa povećanjem mase takvih objekata rasla je i njihova gravitacija, te su privlačila sva druga, manja tela na svom putu oko Sunca. Ti sudari su konvertovali (pretvarali) ogromnu kinetičku energiju u toplotu, i mlada proto–Zemlja je postala žitka kugla. Ding! Prvi izvor toplote.
Kako se gravitacija povećavala, nastale sile su pokušavale da zdrobe Zemlju u što kompaktniju loptu. Kada gnječimo neko telo ono se zagreva. Ding ding! Drugi izvor toplote.
Pošto je Zemlja bila praktično tečna, sve teže stvari su tonule ka sredinu a lakše se dizale na površinu. Zato u središtu Zemlje ima toliko gvožđa, nikla, osmijuma, i sličnih elemenata (znam, jer sam bio dole – pročitaj prethodnu tačku, ako ne veruješ!) Kako su oni propadali, generisala se toplota (ding ding ding!), jer se potencijalna energija pretvarala u kinetičku, koja se zbog ogromnog trenja pretvarala u termičku.
Hej, neki od tih teških elemenata su bili radioaktivni, poput uranijuma. Kako se oni raspadaju, otpuštaju toplotu (ding ding ding ding!). Oni su krivci za verovatno više od polovine unutarnje toplote naše planete.
Znači, Zemlja je vruća iznutra iz najmanje četiri razloga. I to je još uvek, nakon svih tih silnih milenijuma, zato što je njena kora odličan izolator. Ona sprečava da se toplota izgubi, čak i nakon 4,55 milijardi godina, čineći da je Zemljina unutrašnjost još uvek neprijatno vrela.
Uzgred, ukupan iznos toplote koju stvaraju unutrašnji izvori i koja izlazi na površinu iznosi oko 45 biliona vati. To je oko tri puta više energije nego što čovečanstvo globalno troši svake godine. Ako bi znali kako da tu enegriju konvertujemo u električnu, ona bi bukvlno mogla da pokreće čovečanstvo. Prava je šteta što se niko ne bavi time...
7. Zemlja ima najmanje pet prirodnih satelita. Ali ne stvarno.
Najveći broj ljudi koje znam ubeđeno je da Zemlja ima samo jedan prirodni mesec, zbog čega i zovemo jednostavno Mesec. Oni su u pravu. Ali gore postoji još četiri objekta – najmanje – koji su vezani za Temlju u solarnom sistemu.
Najveći od nji se zove Cruithne (izgovara se Mrf–mmmh–glug, ili tako nešto) [I o ovom sam pisao u svojoj knjizi "Molim te objasni mi"; "na lageru" imam još samo 8 komada – javite se!] Ima prečnik od oko 5 km, i eliptičnu orbitu koja prilazi spolja i iznutra Zemljinoj solarnoj orbiti. Orbitni period Cruithne je približno sličan Zemljinom, i njegova neobična orbita ga uvek dovodi na istu stranu u odnosu na Sunce kao i nas. Iz naše perspektive, on pravi orbitu oblika bubrega, ponekad bliži, ponekad dalji od Zemlje, ali nikad stvarno predaleko.
 |
Orbite asteroida (3753) Cruithne i Zemlje u periodu od septembra 2007. do avgusta 2008. Položaj Kruinje je označen crvenim kvadratićem, budući da je premali da bi se video sa te udaljenosti. Zemlja je predstavljena belom tačkom koja se kreće po plavom krugu. Zvezda u sredini grafike je, normalno, nače Sunce. Plavi krug predstavlja putanju Zemlje, koja se oko Sunca okreće u suprotnom smeru od kazaljke na satu. Pošto se "kamera" nalazi na Zemlji, ima se prividan utisak da se Zemlja ne pomera. Crveni trag predstavlja putanju Kruinje u svom kretanju oko Sunca. Pošto se kamera pomera sa Zemljom, prividan je utisak da se ovaj asteroid kreće po putanji oblika pasulja. Ova iluzija je poznata pod stručnim nazivom Horseshoe orbit. |
Zbog svega navedenog neki kažu da je ovaj majušni asteroid Zemljin mesec. Ali on kruži oko Sunca, a ne oko nas, te stoga ne može ni biti naš pratilac. Isto važi i za tri ostala otkrivena objekta [6].
I još i ovo – ovi frajeri nikada neće udariti u Zemlju. Iako su više–manje prilepljeni za nas, njihove orbite fizički nikada ne seku našu. Sugurni smo. Od njih...
8. Zemlja postaje masivnija
Naravno, bezbedni smo od Kruinje. Ali, naš deo svemira je zasićen prirodnim krhotinama, a Zemlja proseca širok put kroz njih (zapravo, površinu od 125 miliona kvadratnih kilometara). Kako plovimo kroz navedeni materijal, akumuliramo ga u proseku 20–40 tonadnevno! [Napomena: ovi brojevi se razlikuju od izvora do izvora, jer je to zapravo nemoguće tačno utvrditi. Verovatno je dobra procena sve unutar faktora 2.] Većina tog materijala je u vidu sitnih čestica prašine i šljunka koji sagorevaju u atmosferi, i tada ih nazivamo meteorima (može i arhaično "zvezdama padalicama, ali ovo "meteori" zvuči stručnije, jel da?) Na kraju sve to padne na tlo (najčešće uz pomoć kišnih kapi) i tamo se nagomilava. Veliki deo tog kondenzata i prašine biva spran potocima i rekama i završava u morima i okeanima.
40 tona dnevno zvuči pozamašno, ali to je svega 0,00000000000000000000000002% ukupne Zemljine mase (za slučaj da sam se zabrojao s ovim nulama, to je 2 × 10–26Zemljine mase). To znači da bi trebalo da sačekamo 140.000 miliona biliona godina da se na ovaj način Zemljina masa udvostruči, što me ponovo potseti da ponesem onaj frižider. Ako je nekome bliža ovakva analogija, godišnje, to je dovoljno kosmiškog đubreta da se napuni jedna novobeogradska šestospratnica (bez onog đubreta koje se tu već zadesilo).
Takođe treba da kažem da Zemlja takođe i gubi na masi: recimo, usled mnogobrojnih procesa, atmosfera kontinuirano nestaje. Ali taj iznos je daleko sporiji od nagomilavanja mase, tako da je ukupan odnos ipak povećanje težine naše planete.
9. Mont Everest je najviša planina
Siguran sam da negde postoji definicija visine planina, ali mislim da bi bilo krajnje pošteno meriti ih od baze do vrha. Čomo–Lungma na tibetanskom, ili kako mi kažemo Mont Everest, istegao se do 8.848 metara od nivoa mora. To ne izgleda tako visoko kada si u njegovom podnožju, jer je i okolina visiko. Havajski vulkan Mauna Kea je od vrha do dna visok 10.314 metara, tako da se izdiže samo 4.205 metara iznad nivoa okeana, on ipak veća planina od Everesta.
Sem toga, na Mauna Kei se nalaze i teleskopi, tako da je to još jedan razlog da bude moj favorit.
10. Teško je uništiti Zemlju
Do sada sam čitao nekoliko knjiga i na desetine tekstova na netu o tome kako (sve) može da nestane život na našoj planeti, što i nije tako teško i nezamislivo. Fizički uništiti Zemlju ipak je malo teže.
Šta treba da se desi pa da naša planeta ispari? Definišimo isparavanje kao tako snažno razdvajanje čestica da ne mogu da se uz pomoć gravitacije ponovo pregrupišu. Koliko nam energije treba za tako nešto?
Razmišljajmo na ovaj način: uzmimo kamen. Bacimo ga tako snažno da napusti Zemlju. Za to je bila potrebna energija! Uradimo to ponovo. I ponovo, ponovo, i ponovo ... kvadrilione puta, sve dok čitava Zemlja ne isčezne. To je puno energije! Ali pred nama je jedna prednost: svaki kamen koji bacimo pomalo smanjuje gravitacionu silu Zemlje (zato što je masa Zemlje umanjena za masu bačenog kamena). Što je manja gravitacija, biće nam lakše da bacamo kamenje.
Sve ovo možeš lako da izračunaš uz pomoć matematike; koliko ti energije treba da baciš kamen, a u isto vreme za koliko je umanjena gravitacija. Ako načinimo neke osnovne pretpostavke, dobićemo ugrubo oko 2 × 1032 džula [7], odn. 200 miliona biliona biliona džula. To je mnogo. Za upoređenje, to je ukupan iznos energije koju izrači Sunce za nedeljudana. To je takođe hiljadu milijardi puta više destruktivne energije nego kada bi se detoniralo čitavo nuklearno oružje na Zemlji.
Ako neko reši da ispari Zemlju uz pomoć nuklearnog oružja, bolje mu je da prekontroliše rezerve arsenala, i da se pobrine o svojoj besmrtnosti. Ako bi taj lik ispaljivao po jednu nuklearnu glavu svake sekunde, trebaće mu 160.000 godina da pretvori Zemlji u oblak širećih gasova.
A sve ovo važi samo ako se uzme u obzir gravitacija! Postoje još i snažne hemijske sile koje drže Zemljinu materiju zajedno, a za koju bi nam trebalo još dodatne energije.
To je još jedan razlog zbog čega su "Star Wars" ne science fiction, već fantazija. "Death Star" nikada nebi mogla da poseduje lasersko oružje te snage kadro da uništava druge svetove. Za to bi bilo potrebno mnogo više enegrije, nedostupne čak i za Tamnu Silu.
Ni neki snažan sudar nebi mogao da ispari planetu. Važeća teorija kaže da je pre više od 4,5 milijardi godina jedan objekat veličine Marsa pogodio Zemlju, a da je od odbačenog materijala nastao Mesec (ostatak materijala se vratio na Zemlju). Ali ni tada Zemlja nije isparila. Čak ni direktan sudar sa drugom planetom nebi doveo do toga!
Naravno, sudar je istopio čitavu Zemlju, sve do jezgra, i naneo joj, hmmm, priličnu štetu. Ali, planeta je ipak nastavila da postoji.
Sunce će jednom postati crveni džin, i kako tom prilikom verovatno neće da proguta Zemlju, naneće joj znatnu štetu. Ali čak i tada, totalno isparavanje će biti nemoguće (mada se to ne može reći i za jadnog Merkura).
Planete se trude da budu jake i otporne. To je dobro, jer i mi živimo na jednoj od njih.
Zaključak:
Pa, ova vesela konstatacija nas je dovela do kraja tema koje si, a možda i nisi znao o našoj planeti Zemlji. Naravno, imam ih još, ali sam izabrao 10 po meni najboljih. Ako imaš i ti nešto, slobodno se javi i ostavi ih u rubrici "komentari"!
Ali zapamti ono glavno: Živiš na planeti, a neznaš baš mnogo o njoj. Jedini lek za to je učenje, a ono će ti otkriti čudesa. Nastavi da se iznenađuješ i učiš... I ne zaboravi da gledaš okolo.
|
[1] Ovaj termin je čisto američki; mi koristimo tzv. modifikovani Chuquetov sistem, i tada bi 1021 nazvali trilijardom. Za bliže obaveštenje o ovome kupi i pročitaj moju knjigu "Molim te objasni mi". Imam još samo 9 primeraka! [2] Ipak, treba biti pažljiv sa tim smanjivanjem, jer ako bi Zemlju smanjili na manje od jednog santimetra, smanjili bi joj i zapreminu 6 × 1026 puta, i ona bi postala crna rupa! [3] Na mnogim sajtovima, ovaj satelit je proglašen za "sexiest looking spacecraft ever built by humankind". [4] Obećavam da ću o ovom putovanjuvrlo uskoro napisati jedan text! Kroz središte ću proleteti brzinom od 28.500 km/h, što je skoro 2/3 brzine bega sa površine naše planete. Evropska raketa "Ariane" leti tom brzinom tek nekih 13 minuta nakon lansiranja. [5] Njihovo postojanje je predvideo sovjetski astronomf ViktorSergejevič Safronov (1917–99), ali je definicija o njima kao nebeskim telima data tek 2006. godine. [6] Tri druga NEA objekta, koja imaju slične rezonantne orrbite, su: (54509) 2000 PH5, (85770) 1998 UP1 i2002 AA29, [7] Enegrija potrebna da jedan njutn (0,101971 kg) pomeri na udaljenost od jednog metra; 1 cal = 4,2 J. |
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
