W dzisiejszym Naukowym TL;DR zajmę się pytaniem dotyczącym naszej matczynej planety. Konkretniej, spróbuję sprawdzić czy przypadkiem nam jej nie ubywa, albo wręcz przeciwnie. 

Krótko: My tu gadu gadu, a materia nam ucieka.

Ciut dłużej: Nie ulega wąt­pli­wo­ści, że wokół nas zachodzą zarówno procesy spro­wa­dza­jące na Ziemię dodat­kową materię, jak również takie, które powodują jej ucieczkę w prze­strzeń kosmiczną. A zatem, wstępne osza­co­wa­nie wiel­ko­ści z jakimi mamy do czy­nie­nia w obu przy­pad­kach, pozwoli nam na stwier­dze­nie czy osta­tecz­nie wycho­dzimy na plus, czy jednak ziemska materia gdzieś wycieka.

Co mogłoby sprawiać, że Ziemia nabierze masy? Pierw­szym i jak naj­bar­dziej popraw­nym sko­ja­rze­niem będą w tym przy­padku wpa­da­jące w atmos­ferę kosmiczne kamyki. Przy­kła­dowo, meteoryt, który wpadł z wizytą 66 milionów lat temu i praw­do­po­dob­nie wybił 3/4 ówcze­snych gatunków, posiadał masę nie mniejszą niż 34 miliardy ton. Żeby być bardziej obra­zo­wym, to kupa gruzu ważąca tyle, co 650 tysięcy trans­atlan­ty­ków typu Titanic. Oczy­wi­ście, nie jest to wielkość impo­nu­jąca w odnie­sie­niu do całej planety. Jako, że Matka Ziemia posiada masę nie­ca­łych 6 try­liar­dów ton, powin­ni­śmy myśleć o takiej kata­stro­fie, co najwyżej w kate­go­rii łyk­nię­cia tic-taca. 

Na dodatek, tego typu gości – na nasze szczę­ście – nie miewamy częściej niż raz na kilka milionów lat. Nie pomyśl jednak, że w związku z tym, kwestię kosmicz­nego gruzu powin­ni­śmy całkiem zba­ga­te­li­zo­wać. Choć dużych kamieni nie spada z nieba zbyt wiele, to licząc wszyst­kie mete­oryty, meteory, mikro­me­te­ory, perseidy i inne okruchy nie­ustan­nie (!) nas bom­bar­du­jące, otrzy­mamy od 10 do kil­ku­dzie­się­ciu tysięcy ton mate­riału skalnego, wpa­da­ją­cej każdego roku w ziemską atmos­ferę; z czego więk­szość stanowi naj­drob­niej­szy pył kosmiczny. Uczulam tu, że buszując po sieci można znaleźć bardzo roz­bieżne liczby, ale koniec końców pro­por­cje pozo­stają dość podobne.

No dobrze, a co z uby­wa­niem ziem­skiej masy? Od lat 50., kiedy roz­po­częła się era kosmiczna, wysła­li­śmy na orbitę oraz w czeluści Układu Sło­necz­nego, całkiem sporo sprzętu. Nie wydaje się jednak, aby było to szcze­gól­nie istotne w tym kon­tek­ście. Mimo wszystko, naj­ma­syw­niej­sze struk­tury – zwłasz­cza stacje orbi­talne – po czasie są spro­wa­dzone z powrotem na powierzch­nię ziemską. Same kosmiczne śmieci pozo­sta­wione przez czło­wieka na orbicie, to raptem 5–6 tys. ton. Zresztą wiele z nich i tak ma szansę w końcu wpaść w atmos­ferę, wracając do macierzy. Z kolei róż­no­ra­kie sondy stanowią w tej per­spek­ty­wie nie­zau­wa­żalną kropelkę, którą z czystym sumie­niem możemy pominąć.

Co bardziej sprytni czy­tel­nicy mogą podej­rze­wać, że ubytki są związane z wypro­mie­nio­wy­wa­niem przez naszą planetę energii. W końcu w niklowo-żelaznym jądrze Ziemi panuje nielicha tem­pe­ra­tura 6 tys. stopni. Nie jest to jednak aż tak wydajny proces – w odróż­nie­niu od tego co dzieje się we wnę­trzach gwiazd – aby warto było zaprzą­tać sobie nim głowę. Pod­trzy­my­wa­nie piekła pod naszymi stopami, kosztuje Ziemię zaledwie około 16 ton paliwa rocznie. 

Okazuje się, iż naj­bar­dziej ulotnym ele­men­tem naszej Błę­kit­nej Kropki, pozo­staje jej atmos­fera. Jeśli wierzyć wyli­cze­niom Chrisa Smitha i Dave’a Ansela z Cam­bridge, każdego roku ucieka nam około 100 tysięcy ton powie­trza! Będąc bardziej pre­cy­zyj­nym, co sekundę wycieka trzy kilo­gramy wodoru i 50 gramów helu. Dlaczego akurat tych pier­wiast­ków znika naj­wię­cej? Oczy­wi­ście dlatego, że są one naj­lżej­sze, więc naj­chęt­niej wędrują do górnych warstw atmos­fery i naj­ła­twiej mogą osiągnąć energię konieczną do urwania się z gra­wi­ta­cyj­nej smyczy. Jed­no­cze­śnie, jest to wyja­śnie­nie zagwozdki, dlaczego wodór i hel – zde­cy­do­wa­nie naj­pow­szech­niej­sze skład­niki wszech­świata – są towarem defi­cy­to­wym na Ziemi. Po prostu, gazy te z racji swoich wła­ści­wo­ści, bez przerwy nam umykają.

Biorąc w rachubę dwa powyższe procesy, w zwykły rok (tj. taki, w który nie spada nam na głowy olbrzymi meteoryt), nasza planeta niemal zawsze chudnie. Jednak mowa o liczbach tak nie­wiel­kich, że dopiero w geo­lo­gicz­nej skali miliar­dów lat zyska­łyby na zna­cze­niu. Tyle tylko, że w tak długim okresie zdarzają się inne, nagłe i nie­prze­wi­dy­walne procesy, które tego typu szacunki i tak uczy­ni­łyby bez­u­ży­tecz­nymi.

  • Adam Wojda

    A co z masą bio­lo­giczną?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Rozwiń pytanie.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Adam Wojda

        Chodzi o zwie­rzęta, rośliny i ludzi. Jestem ciekaw jak to jest z tą masą, bo w końcu powsta­jemy z jednej komórki, a umie­ra­jąc posia­damy kon­kretną masę która rozkłada się w ziemi. Czy na prze­strzeni milionów lat nie jest to znaczący przyrost? Hmmm…

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Jedna komórka

        @adam_wojda:disqus Żywe komórki tworzą materię z jakiegoś pro­mie­nio­wa­nia lub magii?

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Masa Twojego ciała pochodzi z poży­wie­nia i wody, a poży­wie­nie i woda stanowią część masy naszej planety. To jedynie trans­fe­ro­wa­nie materii między glebą, atmos­ferą, źródłami wody i żywymi orga­ni­zmami; nie­ustanny obieg. W naturze nic nie ginie i nie bierze się znikąd. Bilans powinien wynosić zero.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • mikioli

        No ok, ale związki orga­niczne powstają gene­ral­nie przy udziale energii sło­necz­nej… Pytanie czy ta energia zostaje wyko­rzy­stana wyłącz­nie na prze­kształ­ce­nie materii czy jest w jakiejś formie maga­zy­no­wana co się wiąże z przy­ro­stem masy?

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Nie sądzę aby prze­ło­że­nie tak nie­wiel­kiej ilości energii jaką wchła­niamy od Słońca, miało istotny wpływ na masę. Zwłasz­cza, że dla rów­no­wagi trzeba by wtedy odjąć energię cieplną, którą sami bez przerwy wypro­mie­nio­wu­jemy. 😉

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • arthy

    Bardzo cenię sobie te krótsze wpisy również, ponieważ dzięki nim cały czas coś się dzieje, blog żyje.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Właśnie taki był ich zamysł. 😉

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Ireneusz Wójcik

    Ilu­stra­cje inspi­ro­wane “Nie mamy pojęcia” ?
    Dodam, że świetna lektura i składam podzię­ko­wa­nia za reko­men­da­cję 😉

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

×