Επιστήμη

Τα αινίγματα του Ερμή

Απ΄ όλους τους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, ο Ερμής αποτελεί ένα αίνιγμα. Το πρόσωπό του μοιάζει με εκείνο της Σελήνης και η καρδιά του, ο πυρήνας του, αποτελείται από μέταλλο. Μέταλλο περισσότερο από εκείνο του Άρη. Σε αντίθεση με τους υπόλοιπους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, ο Ερμής ακολουθεί ελλειπτική τροχιά στην περιφορά του γύρω από τον Ήλιο. Επίσης έχει μαγνητικό πεδίο, ενώ κανονικά δεν θα έπρεπε. Με λίγα λόγια, ο πλανήτης αυτός που βρίσκεται πιο κοντά από οποιονδήποτε άλλο στον Ήλιο, μοιάζει σαν να θέλει κάτι να μας πει.

Στη ΝΑSΑ αναφωνούν «mea culpa»! Και εύχονταν να είχαν στείλει πολύ νωρίτερα κάποια διαστημοσυσκευή για να εξερευνήσει τον μυστηριώδη αυτό πλανήτη. Η τελευταία φορά που κάποιο διαστημόπλοιο πέρασε κοντά από τον Ερμή και τον φωτογράφισε ήταν το 1975, το Μariner 10. Τώρα στη ΝΑSΑ περιμένουν να φθάσει εκεί η διαστημοσυσκευή Μessenger, η οποία ξεκίνησε το ταξίδι της από τη Γη τον Αύγουστο του 2004 και αναμένεται να τεθεί σε τροχιά γύρω από τον Ερμή στις 18 Μαρτίου 2011.

Το ηλιακό σύστημα. Οι αστρονόμοι έχουν ήδη ετοιμάσει μία λίστα με τα… άλυτα μυστήρια που περιβάλλουν αυτόν τον αινιγματικό πλανήτη και περιμένουν την άφιξη της διαστημοσυσκευής για να χυθεί άπλετο φως. Ο Ραλφ Μακ Νατ, ο οποίος είναι πλανητικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο Τζον Χόπκινς της Βαλτιμόρης, λέει προς το περιοδικό «Νew Scientist» ότι ο Ερμής κρύβει μέσα του ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της Αστροφυσικής: το πώς δημιουργήθηκε το ηλιακό μας σύστημα.

Ο Ερμής διαθέτει μεγάλη πυκνότητα. Λέγεται μάλιστα ότι πρέπει να κρύβει μέσα του έναν πυρήνα από σίδηρο, ο οποίος καταλαμβάνει σχεδόν το 40% του όγκου του. Το ποσοστό αυτό είναι ασυνήθιστα μεγάλο, πολύ περισσότερο αν συγκριθεί με εκείνο της Γης, η οποία έχει έναν πυρήνα που καλύπτει το 17% του εσωτερικού της. Κατά συνέπεια, το πώς δημιουργήθηκε ο πλανήτης αυτός αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια που θέλουν να διαλευκάνουν οι αστρονόμοι. Απόψεις υπάρχουν διάφορες. Μία εξ αυτών λέει πως ο μεγάλος πυρήνας του πλανήτη δημιουργήθηκε από το καυτό νέφος αερίου που περιέβαλλε τον Ήλιο και το οποίο αποτελείτο από ρευστοποιημένα μέταλλα. Μία άλλη εκδοχή θέλει τον Ερμή να έχει σχηματιστεί προτού ο Ήλιος αρχίσει να εκπέμπει την τεράστια θερμότητά του και πως όταν αυτό συνέβη, τα βραχώδη πετρώματά του εξαερώθηκαν, αφήνοντας πίσω έναν εμβρυϊκό πλανήτη πλούσιο σε μέταλλα.

Σφοδρή σύγκρουση. Από την άλλη πλευρά, τα μοντέλα κατανόησης του σχηματισμού των πλανητών που «τρέχουν» σε μεγάλους ηλεκτρονικούς υπολογιστές έχουν αφήσει να εννοηθεί ότι όταν το ηλιακό μας σύστημα βρισκόταν σε πρώιμο στάδιο, μεγάλα αντικείμενα που έμοιαζαν με αστεροειδείς συγκρούονταν βίαια μεταξύ τους και με άλλα ουράνια σώματα. Ένα από τα σώματα αυτά ενδεχομένως να προσέκρουσε στον Ερμή με μεγάλη σφοδρότητα και έτσι τα εξώτερα στρώματά του να εκτοξεύτηκαν στο Διάστημα αφήνοντάς τον στο μισό από το αρχικό του μέγεθος.

Την περιέργεια όμως των αστρονόμων εξακολουθεί να τροφοδοτεί το γεγονός ότι ο Ερμής έχει μαγνητικό πεδίο, τη στιγμή που κανονικά η ύπαρξή του δεν… προβλέπεται. Έστω κι αν η δύναμή του είναι πολύ μικρή και ανέρχεται στο ένα χιλιοστό εκείνης του μαγνητικού πεδίου της Γης. Βλέπετε, το μαγνητικό πεδίο σε έναν πλανήτη σχηματίζεται όταν στο εσωτερικό του υπάρχει ρευστοποιημένο υλικό το οποίο είναι ηλεκτρικά αγώγιμο. Οι ενδείξεις που έχουν οι επιστήμονες μιλούν για συμπαγή πυρήνα. Επομένως αποτελεί μυστήριο το πώς δημιουργήθηκε ένα μαγνητικό πεδίο γύρω από τον Ερμή. Κάποιοι αστροφυσικοί λένε πως ο σίδηρος στον πυρήνα του είναι αναμεμειγμένο με ποσότητα θείου η οποία ελαττώνει το σημείο τήξης του σιδήρου και έτσι επιτρέπει στον πυρήνα να διατηρείται ρευστός και ηλεκτρικά αγώγιμος.


Το μυστήριο της τροχιάς

Η ΤΡΟΧΙΑ που ακολουθεί ο Ερμής κατά την περιφορά του γύρω από τον Ήλιο είναι ακόμη ένα αίνιγμα που πονοκεφαλιάζει αρκετούς αστρονόμους. Η τροχιά του δεν είναι κυκλική, όπως συμβαίνει με τους άλλους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, αλλά ελλειπτική. Ο Ερμής κινείται με ταχύτητα περίπου 48 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο και προσεγγίζει τον Ήλιο σε απόσταση 46 εκατομμυρίων χιλιομέτρων. Στη συνέχεια απομακρύνεται φθάνοντας σε απόσταση μέχρι και 70 εκατομμύρια χιλιόμετρα. Με μια πρώτη ματιά φαίνεται πως η ελλειπτική τροχιά του Ερμή οφείλεται στη σύγκρουσή του με κάποιο ουράνιο σώμα, πιθανόν αστεροειδή, σαν κι εκείνον που εικάζεται ότι εξοβέλισε τα εξωτερικά πετρώδη στρώματα της επιφάνειάς του. Ο Σιν Σόλομον από το Ίδρυμα Επιστημών Κάρνεγκι στην Ουάσιγκτον, ο οποίος είναι και επικεφαλής ερευνητής στη διαστημική αποστολή του Μessenger, αναφέρει στο περιοδικό «Νew Scientist» ότι δεν χρειάζεται να έχει επισυμβεί κάποια σφοδρότατη σύγκρουση για να αναγκαστεί ένας πλανήτης να ακολουθεί ελλειπτική τροχιά. Οι βαρυτικές αλληλεπιδράσεις των πλανητικών σωμάτων, που ασκούνται όταν αυτά περνούν κοντά το ένα από το άλλο, μπορεί να προσδώσουν στην τροχιά αλλόκοτη πορεία.


Στους πόλους κρύβονται οι πάγοι

ΕΝΑ ΑΛΛΟ μυστήριο που μένει να λυθεί είναι η ύπαρξη ποσοτήτων πάγου που φαίνεται να βρίσκεται στους πόλους του. Η πλευρά του Ερμή που αντικρύζει τον Ήλιο είναι τόσο ζεστή ώστε αν άφηνε κανείς μια ποσότητα μολύβδου πάνω της θα έλειωνε αμέσως. Ωστόσο όμως, όπως λέει στο περιοδικό «Νew Scientist» o Τζον Χάρμον από το Αστεροσκοπείο Αρεσίμπο του Πουέρτο Ρίκο, «τα ραντάρ μας λαμβάνουν σήματα από τις πολικές περιοχές του Ερμή τα οποία είναι αντίστοιχα με εκείνα που λαμβάνουμε από τους πόλους του Άρη και από τους παγωμένους δορυφόρους του Δία». Η διαστημοσυσκευή Μessenger θα είναι σε θέση να στρέψει τη διεισδυτική της ματιά στους πολικούς κρατήρες του Ερμή κατά τη διάρκεια της περιφοράς της γύρω από αυτόν και θα προσπαθήσει να καταλάβει τι είδους πάγος κρύβεται εκεί. Σύμφωνα με εκτιμήσεις επιστημόνων, αν οι κρατήρες στους πόλους του πλανήτη έχουν πάγο από νερό, τότε αυτό θα έχει προέλθει απο συγκρούσεις με κομήτες. Αν από την άλλη πλευρά ο πάγος είναι από θείο- ώστε να αντανακλά τα σήματα των ραντάρ αντί να τα απορροφά- τότε θα πρέπει να έχει δημιουργηθεί στο εσωτερικό του και να διοχετεύθηκε στην επιφάνεια μέσω της ηφαιστειακής δραστηριότητας.


Τα λιπάσματα δηλητηριάζουν την ατμόσφαιρα

Οι αγροτικές καλλιέργειες συμβάλλουν περισσότερο στο φαινόμενο του θερμοκηπίου από ό,τι όλα τα αεροπλάνα, τα αυτοκίνητα, τα τρένα και τα πλοία του πλανήτη μαζί. Το μεγαλύτερο πρόβλημα στη γεωργία δεν είναι το διοξείδιο του άνθρακα αλλά το άζωτο. Οι καλλιέργειες σε όλο τον κόσμο βασίζονται σε λίπασμα πλούσιο σε άζωτο. Παρ΄ όλο που μόνο ένα μικρό μέρος του διαφεύγει στην ατμόσφαιρα ως νιτρώδες οξείδιο, αποτελεί το πιο ισχυρό και επικίνδυνο θερμοκηπιακό αέριο.

Oι επιστήμονες ελπίζουν να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα δημιουργώντας γενετικά μεταλλαγμένα φυτά που χρειάζονται πολύ λιγότερο λίπασμα για να επιβιώσουν. Πρωτοστάτης στην προσπάθεια είναι ο Έρικ Ρέι, μέλος της παλαιότερης περιβαλλοντικής οργάνωσης της Αμερικής και ιδρυτής της εταιρείας Βιοεπιστήμες Αρκαδία.

Φυτά ανθεκτικά. Οι ειδικοί πιστεύουν πως η ισχυρή αντίσταση των αγροτών αλλά και των πολιτών σε πολλές περιοχές του κόσμου ενάντια στα γενετικά μεταλλαγμένα φυτά θα καμφθεί αναγκαστικά λόγω των εξελίξεων στο παγκόσμιο κλίμα. Στα επιστημονικά εργαστήρια, στόχος είναι η δημιουργία φυτών που προσαρμόζονται σε βασικά χαρακτηριστικά των κλιματικών αλλαγών, όπως η έντονη ξηρασία και η αλμυρότητα του εδάφους. Φυτά ανθεκτικά στην ξηρασία και το αλάτι μπορούν να μειώσουν το κόστος για τους αγρότες και τις εκπομπές θερμοκηπιακών αερίων αλλά και να περιορίσουν τη μόλυνση του υδροφόρου ορίζοντα, των ποταμών και των θαλάσσιων ακτών από το νιτρικό λίπασμα.

Νέα ζιζάνια. Βέβαια, τα γενετικά μεταλλαγμένα φυτά εγκυμονούν πολλούς κινδύνους για το περιβάλλον. Κατ΄ αρχήν, οι αντίπαλοί τους φοβούνται ότι η ευκολότερη καλλιέργειά τους θα ανοίξει στους αγρότες περιοχές άγονες και άνυδρες με ιδιαίτερα εύθραυστα οικοσυστήματα. Έπειτα, το ρύζι που είναι ανθεκτικό στο αλάτι θα μπορούσε να μεταφέρει γονίδιά του σε κάποιον άγριο συγγενή του δημιουργώντας ένα ζιζάνιο που καταστρέφει το οικοσύστημα στις εκβολές των ποταμών. Απαντήσεις κατοχυρωμένες επιστημονικά δεν υπάρχουν για καμία πλευρά ακόμα και οι κόντρες συνεχίζονται. Η πρώτη γενιά των γενετικά μεταλλαγμένων φυτών έχει χαρακτηριστικά όπως η αντοχή στα ζιζάνια και τα έντομα, που ωφελεί τους παραγωγούς. Όμως, οι καταναλωτές δεν έχουν δει ακόμα τα οφέλη και οι οικολόγοι υποστηρίζουν πως αυτές οι αγροτικές μέθοδοι απειλούν τη βιοποικιλότητα.

Ετοιμάζονται… Στην Ευρώπη, η αντίσταση της κοινής γνώμης έχει υποχρεώσει τους πολιτικούς να καθυστερήσουν τη χρήση των γενετικά μεταλλαγμένων καλλιεργειών στα χωράφια και των τροφών στην αγορά. Αλλά, οι αλλαγές στο κλίμα και η ανάπτυξη καλλιεργειών που βοηθούν στην αναχαίτισή τους, αναμένεται να μειώσουν τις αντιστάσεις. Αυτού του είδους τα γενετικά μεταλλαγμένα φυτά είναι καθ΄ οδόν.

… από τη Μονσάντο. Πέρυσι, η Μονσάντο, πρωτοπόρος εταιρεία στα γενετικά μεταλλαγμένα ζήτησε από επιστήμονες και ακαδημαϊκούς να σκεφτούν πώς πρέπει να προσαρμοστεί η γεωργία στην παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας. Το συμπέρασμά τους ήταν ότι σε μία γη με ασταθές κλίμα, η ξηρασία και άλλα κλιματικά φαινόμενα θα επηρεάσουν σημαντικά την απόδοση των καλλιεργειών. «Βασικό μας μέλημα είναι να βοηθήσουμε τα φυτά να προσαρμοστούν στην περιβαλλοντική πίεση», εξηγεί στο περιοδικό «Νew Scientist» ο Ντέιβιντ Φίσλοφ, αντιπρόεδρος της Μονσάντο.

Ζήτηση για μεταλλαγμένα. Οι πρώτοι εκπρόσωποι της νέας γενιάς γενετικά μεταλλαγμένων φυτών θα είναι ποικιλίες αραβοσίτου που μπορούν να επιβιώσουν σε μεγάλες περιόδους ξηρασίας ή που χρειάζονται λιγότερο νερό την εποχή της ανάπτυξης. Η ζήτηση είναι μεγάλη, καθώς η ξηρασία επιβαρύνει τους παραγωγούς καλαμποκιού σε όλο τον κόσμο με 5,5 δισεκατομμύρια ευρώ τον χρόνο.

Η δημιουργία φυτών που αντέχουν στην έλλειψη νερού είναι πιο πολύπλοκη και δύσκολη από τη δημιουργία φυτών που αντέχουν στα ζιζάνια και τα έντομα. Ό,τι είναι αποτελεσματικό σε ένα είδος και σε ένα περιβάλλον μπορεί να μην έχει αποτέλεσμα αλλού. Η Μονσάντο ισχυρίζεται πως οι πρώτες εμπορικές ποικιλίες αραβοσίτου θα βγουν στην αγορά το 2010 και θα ακολουθήσουν άλλα φυτά.


Φυτά ανθεκτικά στο αλάτι

Η ΑΝΤΟΧΗ στο αλάτι είναι ακόμα ένα χαρακτηριστικό που θεωρείται πολύτιμο για τις καλλιέργειες. Το αλάτι που μεταφέρει το νερό που ποτίζει ξηρές περιοχές συσσωρεύεται στο έδαφος. Η αλμυρότητα των υδάτων είναι πρόβλημα που αντιμετωπίζουν όλες οι περιοχές του πλανήτη και καθώς ανεβαίνει η στάθμη της θάλασσας παγκοσμίως, οι παράκτιες καλλιέργειες κινδυνεύουν ολοένα και περισσότερο.

Η εταιρεία Αρκαδία έχει δημιουργήσει φυτά ανθεκτικά στο αλάτι προσθέτοντας ένα γονίδιο από το ζιζάνιο αραβιδόψις και δοκιμάζοντας τη μέθοδο στο τριφύλλι, το ρύζι, τις ντομάτες, το βαμβάκι και την ελαιοκράμβη.

Εκτεταμένα πειράματα γίνονται και στην Κίνα στις καλλιέργειες ρυζιού για αντοχή στην ξηρασία και το αλάτι. Προς το παρόν, η κυβέρνηση απαγορεύει την εμπορική τους χρήση, όμως η εξάπλωση του πληθυσμού, η επιβάρυνση του περιβάλλοντος και οι ανάγκες σε τροφή ίσως την υποχρεώσουν να αναθεωρήσει την απόφασή της.


Ένα γονίδιο θα «κρατάει» στο έδαφος περισσότερο άζωτο

Η ΑΠΑΝΤΗΣΗ του Έρικ Ρέι στις κλιματικές αλλαγές είναι φυτά που χρειάζονται λιγότερο άζωτο για να μεγαλώσουν. Σε όλο τον κόσμο, οι καλλιεργητές χρησιμοποιούν τεράστιες ποσότητες αζωτούχων λιπασμάτων, που ευθύνονται για το 1% των συνολικών εκπομπών θερμοκηπιακών αερίων στην ατμόσφαιρα.

Από το λίπασμα που χρησιμοποιούν οι αγρότες, μόλις η μισή ποσότητα του αζώτου καταλήγει στα φυτά. Το υπόλοιπο μολύνει το χώμα και τον υδροφόρο ορίζοντα. Ακόμα χειρότερα, όταν το νιτρικό άλας στο έδαφος μετατρέπεται σε νιτρώδες οξείδιο, δημιουργείται ένα θερμοκηπιακό αέριο 300 φορές πιο ισχυρό από το διοξείδιο του άνθρακα. Τα επίπεδα του νιτρώδους οξειδίου στην ατμόσφαιρα έχουν αυξηθεί κατά 18% από την αρχή της σύγχρονης γεωργίας και το αζωτούχο λίπασμα είναι ο κύριος υπεύθυνος.

Η πρόταση των επιστημόνων είναι ένα γονίδιο που προέρχεται από το κριθάρι. Ένα πιλοτικό πρόγραμμα έχει ήδη αρχίσει σε καλλιέργειες ρυζιού στην Κίνα. Η πειραματική προσθήκη του γονιδίου τα τελευταία πέντε χρόνια σε φυτά όπως η ελαιοκράμβη αυξάνει τη δυνατότητα απορρόφησης αζώτου από το έδαφος. Σύμφωνα με την εταιρεία Αρκαδία, με σημερινές ποσότητες λιπασμάτων η σοδειά αυξάνεται κατά το ένα τρίτο. Αν μειωθεί το λίπασμα κατά τα δύο τρίτα, η σοδειά παραμένει ίδια με τα σημερινά δεδομένα.

Τι σημαίνει αυτό πρακτικά για την ατμόσφαιρα; Η μείωση της χρήσης λιπασμάτων κατά το ένα τρίτο θα μειώσει τις εκπομπές των θερμοκηπιακών αερίων περισσότερο από ό,τι αν απαγορεύονταν οι πτήσεις όλων των αεροσκαφών στον κόσμο.