Lisa Randall "Ciemna materia i dinozaury" - recenzja

Pierwsza książka przeczytana w 2017 roku. W jaki sposób połączyć oddziałującą jedynie grawitacyjnie ze zwykłą materią ciemną materię z zagładą dinozaurów 66 milionów lat temu? Na to pytanie stara się odpowiedzieć w swojej najnowszej książce "Ciemna materia i dinozaury" fizyk teoretyk Lisa Randall z Uniwersytetu Harvard, autorka trzech książek o fizyce cząstek (mikroskala) i kosmologii (makroskala). To moja pierwsza przeczytana książka Lisy Randall, niestety nie miałem jeszcze okazji przeczytać jej poprzednich dzieł popularyzatorskich: "Ukryte wymiary Wszechświata" i "Pukając do nieba bram". Postaram się jednak nadrobić te braki w przyszłości, choć tak naprawdę książek, które chciałbym przeczytać jest mnóstwo.

W "Ciemnej materii i dinozaurach" bardzo przypadła mi do gustu interdyscyplinarność tej akurat pozycji - oprócz rzetelnie przedstawionej wiedzy z zakresu kosmologii, astrofizyki i fizyki cząstek Lisa Randall sięga także po informacje z zakresu geologii czy biologii. Omówione zostają w fascynujący sposób najsłynniejsze upadki meteoroidów np. Tunguska z 30 czerwca 1908 roku czy Czelabińsk (26 luty 2013 roku), a także zagłada dinozaurów spowodowana impaktem na granicy kredy i paleogenu 66 milionów lat temu spowodowana najprawdopodobniej upadkiem komety bądź planetoidy (pozostałością tego straszliwego w skutkach impaktu pozostaje krater uderzeniowy Chicxulub o szerokości 180 kilometrów znajdujący się w Zatoce Meksykańskiej). Oczywiście główne założenie książki, czyli to że ciemna materia w pośredni sposób przyczyniła się 66 milionów lat temu do wyginięcia dinozaurów jest dość spekulatywne. Według Randall wewnątrz dysku zwykłej materii, która formuje Galaktykę Drogi Mlecznej znajduje się cieńszy dysk ciemnej materii. Słońce krążąc po swojej orbicie wokół centrum Galaktyki przechodzi przez ów dysk ciemnej materii czego rezultatem są perturbacje grawitacyjne, które destabilizują ciała niebieskie (komety długookresowe) w Obłoku Oorta, co z kolei prowadzi do zagrożenia Ziemi uderzeniami impaktów. Na pewno rodzi się pytanie czy za ekstynkcją dinozaurów i uzyskaniem przewagi przez ssaki rzeczywiście stała kometa z Obłoku Oorta czy może asteroida? Koncepcja Lisy Randall wydaje się być fascynująca, choć niewątpliwie mamy tutaj do czynienia z doskonałym eksperymentem myślowym, który wymaga jeszcze bardziej pogłębionych badań i silniejszych dowodów.

Książka jest napisana w sposób przystępny i okraszona wyrazistymi zdjęciami i ilustracjami. Autorka podzieliła ją na trzy części: I - Ewolucja Wszechświata, II - Aktywny Wszechświat i III - Tożsamość ciemnej materii. W I i III części Czytelnik odnajdzie najwięcej informacji z zakresu kosmologii i astrofizyki (ciemna materia i kulisy jej odkrycia, ciemna energia, kosmiczne promieniowanie tła, Wielki Wybuch, ekspandujący Wszechświat, itd.) Osobiście najbardziej zafrapowała mnie część druga, w której Lisa Randall skupia się na kometach i planetoidach, efektach i cykliczności ich upadków, badaniach kraterów impaktowych, pięciu wymieraniach z naciskiem na kredowo-paleogenowe czy przyszłych zagrożeniach ze strony meteoroidów.

Mam jednak trzy zastrzeżenia do tłumaczenia: na stronie 268 pojawia się "odkrycie kwasu szokowego", raczej chodzi o tzw. kwarc szokowy pochodzący z impaktu. Str. 72 - mikrofalowe (reliktowe) promieniowanie tła odkryte zostało przez Penziasa i Wilsona w 1965 roku, a nie w 1963 roku. Str. 143 - "Na początku 2014 roku sonda Stardust zebrała i przeanalizowała cząstki pyłu kometarnego z komy komety Wild 2, a następnie w 2006 roku wróciła z próbkami na Ziemię." - To zdanie czasowo nie trzyma się kupy. Poprawnie - "Na początku 2004 roku..."

Recenzja niniejsza ukazała się także na portalu naTemat.pl

Marcin Ryszkiewicz "Okruchy ewolucji" - recenzja

Nie będę ukrywał, że wprost pochłaniam książki popularnonaukowe. Książka "Okruchy ewolucji: Tajemnice historii naturalnej" autorstwa geologa i niestrudzonego popularyzatora nauki, wieloletniego współpracownika "Wiedzy i życie" Marcina Ryszkiewicza rzuciła mi się w oczy niemal od razu po przybyciu do mojej ulubionej księgarni. Nadto niejednokrotnie miałem okazję czytać wciągające artykuły tego naukowca we wspomnianej "WiŻ". Zanim dokonałem zakupu książki zacząłem ją kartkować przeglądając jej zawartość i rzuciły mi się w oczy szczególnie dwa rozdziały zatytułowane "Czy na naszą planetę nie spadały duże meteoryty?" oraz "Jak to możliwe, że najwyższa góra Marsa jest trzy razy wyższa niż Mount Everest?" Interesuję się geologią, a już szczególnie wulkanologią, a także impaktami meteorytów i astroblemami, zatem wiedziałem, że "Okruchy ewolucji" kupię bez wahania. Z dobrą książką mam tak samo jak z dobrą płytą kapeli metalowej. Muszę ją mieć i to jak najszybciej.

Ale "Okruchy ewolucji" to nie tylko te dwa rozdziały, jest jeszcze dwanaście innych zebranych w trzech aktach: "Ewolucji Człowieka", "Ewolucji Życia" i "Ewolucji Planetarnej". Wszystkie rozdziały m.in. "Dlaczego się starzejemy? I dlaczego umieramy?", "Do czego służą nam linie papilarne?" czy "Dlaczego ludzie są praworęczni?" napisane zostały w formie łatwo przyswajalnych esejów sięgających w głąb biologii ewolucyjnej, paleoantropologii, paleontologii, socjologii i geologii. Oczywiście większość wiedzy zawartej w "Okruchach ewolucji" dla specjalistów nie będzie niczym nowym, ale laicy na pewno dowiedzą się z książki Ryszkiewicza wielu ciekawych faktów i teorii. Dziwnym krokiem ze strony wydawnictwa DEMART było umieszczenie w książce zarówno czarnobiałych, jak i kolorowych zdjęć tej samej treści (te ostatnie znajdują się na końcu książki w ośmiostronicowej wklejce). Nie można było od razu zilustrować książki kolorowymi zdjęciami? Brak wyjustowania tekstu w poszczególnych rozdziałach książki też jest niecodziennym zabiegiem. Mnie akurat nie razi zbytnio, ale przydałaby się większa staranność w zakresie edytorskim i foto-edytorskim.

Wracając do kraterów impaktowych Ryszkiewicz w interesujący sposób opisuje wszystkie najważniejsze ziemskie astroblemy m.in. Sudbury w Kanadzie, poznański impakt w Morasku (ukłon w stronę rodzimych wielbicieli meteorytów), jukatański Chixculub czy amerykański słynny krater uderzeniowy Barringera. Zabrakło mi mimo wszystko choćby wzmianki o rosyjskich impaktach tunguskim i czelabińskim. Chcecie wiedzieć dlaczego marsjańskie wulkany tarczowe np. Olympus Mons są ponad trzykrotnie wyższe i znacznie rozleglejsze od najwyższych szczytów Himalajów czy Karakorum? Rozwiązanie tkwi w astenosferze, tektonice płyt, a także w tzw. punktach gorąca znajdujących się chociażby pod wulkanami hawajskimi. Zachęcam do czytania. A ja zabieram się powoli za "Homo sapiens. Meandry ewolucji" tego samego autora. Na zdjęciach krater impaktowy Pingualuit w kanadyjskim Quebecu (moim zdaniem jedno z najpiękniejszych miejsc na Ziemi) oraz przykład adermoglyfii (ADG, adermatoglifia, Choroba Utrudnień Imigracyjnych) - rzadkiej i słabo zbadanej choroby genetycznej skutkującej brakiem linii papilarnych i związanej z mutacją genu SMARCAD1.

Tajemniczy krater na Syberii

Co było przyczyną powstania tajemniczego krateru o szerokości 80-100 metrów w północnej Syberii na półwyspie Yamal (Jamał), czyli na 'Końcu świata'? Lądowanie UFO? Upadek meteorytu? Australijski naukowiec Christoper Fogwill ma swoje wytłumaczenie: geologiczny fenomen zwany pingo. Pingo to blok lodu który wyrósł w formie wzgórza na syberyjskiej zmarzlinie. Lód ma zdolność przepychania się przez warstwy ziemi. A kiedy już się stopi pozostawi krater. Syberyjska zmarzlina może mieć grubość setek metrów. Z racji tego, że krater pojawił się 30 km od pola gazonośnego Bowanienkowo pojawiły się spekulacje, iż krater mógł powstać wskutek podziemnej eksplozji metanu. Warstwa ziemi wokół krateru wydaje się być wypchnięta z wewnątrz. Teoria pingo jest mimo wszystko też całkiem prawdopodobna. Wraz ze wzrostem globalnego ocieplenia może pojawiać się coraz więcej pingos. Szacuje się, iż krater mógł powstać dwa lata temu. Z całą pewnością nie jest to struktura wulkaniczna.

Definicja pingo - "Pingo to pa­gó­re­k, który we­wnątrz posiada so­czew­kę lodu. Tworzy ją za­ma­rza­ją­ca woda. Te formy terenu po­wsta­ją na ob­sza­rach wy­stę­po­wa­nia wie­lo­let­niej zmar­z­li­ny. Naj­wię­cej z nich leży w delcie Mac­ken­zie."

Krater impaktowy Haughton na wyspie Devon

Kanadyjska wyspa Devon o powierzchni 55 247 km kwadratowych (czyli mniej więcej rozmiary Chorwacji) uchodzi za największą niezamieszkałą wyspę na Ziemi. Składa się w dużej mierze z płaskowyżu sięgającego wysokości 300-500 metrów otoczonego stromymi klifami, wschodnia część wyspy znajduje się pod lodowcem o powierzchni 14 010 km kwadratowych. Lato na Devon trwa 40-55 dni. Wówczas gleba staje się wolna od śniegu, a temperatura sięga 10 stopni Celsjusza. Obszar nizinny Truelove Lowland na północnym wybrzeżu Devon zamieszkują nieliczne piżmowoły oraz niedźwiedzie polarne i to chyba tyle jeśli chodzi o większe zwierzęta na wyspie. Przez kilkanaście lat w Dundas Harbour na wyspie Devon żyli Inuici w liczbie 52, ale osada została trwale opuszczona w 1951 roku. Inuici do tej pory przypływają na wyspę by zapolować.

Interesującą strukturą na wyspie Devon jest krater impaktowy Haughton o szerokości 23 km znajdujący się na zachodniej połowie Devon. To zimy i surowy teren na którym temperatura praktycznie w ciągu całego roku spada poniżej zera. Wegetacja jest niezmiernie rzadka, erozja postępuje umiarkowanie. Brekcje impaktowe w kraterze inkrustowane wieczną zmarzliną i wielobocznymi formacjami przypominają rzeźbę terenu Marsa. Od dekady krater Haughton na Devon był używany przez Mars Society jako obiekt badawczy do określenia czy ludzie będą mogli w przyszłości żyć i pracować na Czerwonej Planecie. Badania odbywały się jednak wyłącznie w ciągu bardzo krótkich na Devon pór letnich. Na grzbiecie ponad kraterem posadowiono Flashline Mars Arctic Research Station z czasowym personelem badawczym. Kanadyjski rząd obecnie używa wyspy Devon do ćwiczeń militarnych.

http://arctic.marssociety.org/

Kratery impaktowe estońskiej Saaremy

Ultima Thule. Najdalszy region północy. Miejsc jego lokalizacji są dziesiątki: Norwegia, Islandia, Grenlandia, Szetlandy, Wyspy Orkney, estońska Saarema, archipelag Faroe, Ziemia Baffina, Svalbard, Jan Mayen, norweska Smøla, Sandwich Południowy, itd. Podróż poza granice znanego świata, którą odbywali i o której pisali antyczni i średniowieczni podróżnicy/kronikarze. Jedną z sugerowanych lokalizacji Thule jest estońska wyspa Saaremaa, słynąca z dziewięciu meteorytowych kraterów zwanych Kaali znajdujących się na obszarze 1 km kwadratowego.

Do impaktu doszło między IV a VIII wiekiem przed naszą erą. Na wiek 2400-2800 lat wskazuje zawartość irydu w torfie, co sugeruje iż impakt miał miejsce w czasach epoki brązu, gdy Saaremaa była zamieszkiwana. Był on potężny, o sile ładunku nuklearnego zrzuconego na Nagasaki, sosnowe lasy na wyspie zapłonęły, mogły zginąć setki ludzi. Największy krater impaktowy ma szerokość 105-110 metrów i głębokość 22 metrów. Jego krawędzie obrastają drzewa i wegetacja. Średnica jeziora kraterowego zależy od poziomu wody i wynosi 30-60 metrów, głębokość jeziora sięga 1-6 metrów. Masa meteoroidu przypuszczalnie wynosiła 1000 ton, kiedy uderzył w ziemię zmalała już do 20-80 ton. Pierwotna prędkość, gdy meteoryt wchodził w atmosferę sięgała 15-45 km/na sekundę, w momencie uderzenia 10-20 km/na sekundę. Meteoryt żelazny, oktaedryt z zawartością 91.5% żelaza i 8.3% niklu. W pobliżu głównego krateru znajduje się 8 mniejszych. Archeolodzy odnaleźli w obrębie kamiennej ściany otaczającej ów krater liczne zwierzęce kości, co sugeruje że mogło tam dochodzić do składania rytualnych ofiar. Czyli ceremonialna rzeź datująca się od czasów prehistorycznych do XVII wieku naszej ery. 

Saaremaa to „grób, w który upadło martwe Słońce”. - Pyteasz z Massalii.

Historia krateru impaktowego Kamil

Zauważył go w 2008 roku przy pomocy aplikacji Google Earth włoski mineralog Vincenzo De Michele szukając struktur geologicznych w przygranicznym regionie Egiptu, Libii i Sudanu. Skontaktował się z astrofizykiem Mario DiMartino, który w lutym 2010 roku zorganizował pierwszą 40-osobową ekspedycję na miejsce impaktu. Pewnego dnia w ciągu minionych 5000 lat rzadki meteoryt żelazny poruszający się z prędkością 12 tysięcy km na godzinę uderzył w Ziemię. Miał długość 1.3 metra i ważył 10 ton. Ognista kula oraz obłok wygenerowane przez impakt widoczne były z odległości 1000 km. Powstał krater o szerokości 45 metrów i głębokości 10 metrów. Przez tysiące lat prawdopodobnie nikt na niego nie natrafił. Po trwającej trzy dni podróży w pustynnym żarze 40 stopni Celsjusza ekspedycja dotarła na miejsce krateru znając jego koordynaty GPS. Krater Kamil był doskonale zachowany, co świadczy o tym, iż ważące plus minus 10 ton meteoryty żelazne wchodząc do ziemskiej atmosfery nie rozpadają się na kawałki. Ekspedycja znalazła 1000 kg fragmentu meteorytu, w tym jeden kawałek ważący 83 kg. Przeprowadzono badania geologiczne, topograficzne, geomagnetyczne i sejsmiczne. Krater nazwano od góry Gebel Kamil znajdującej się w odległości około 65 km od niego. Wokół krateru można zauważyć tzw. ejecta rays (promienie odłamkowe), częste wokół kraterów meteorytowych na Księżycu, bardzo rzadkie na Ziemi, gdyż szybko niszczone przez erozję. Czytając o historii krateru Kamil zacząłem zastanawiać się ile takich pozostałości po meteorytowych impaktach kryją niedostępne dla ludzi głębiny oceanów, a także miejsca na Ziemi, gdzie dotąd nie stanęła stopa ludzka (wierzę, że takie jeszcze są).

Jezioro kraterowe Pingualuit...

...powstało po uderzeniu meteorytu, które miało miejsce 1.3 miliona lat temu. Siła impaktu była równa eksplozji 8500 bomb atomowych. Inuici nazywają jezioro Pingualuit Krystalicznym Okiem Nunavik ze względu na czystą toń. Krater impaktowy Pingualuit jest jednym z najgłębszych jezior w Ameryce Północnej (daleka północ kanadyjskiej prowincji Quebec) i zarazem naturalnym zbieraczem deszczówki i śniegu już od dziesiątków tysięcy lat. Średnica jeziora 3.44 km, całkowita głębokość krateru 400 metrów, głębokość jeziora 267 metrów.

Jezioro Cheko kraterem impaktowym?

30 czerwca 1908 roku obiekt astronomiczny eksplodował nad syberyjską rzeką Tunguska. 2150 km kwadratowych tajgi zostało zniszczonych, 80 milionów drzew zostało wywróconych niczym zapałki. Eksplozja była 1000 razy silniejsza od bomby atomowej zrzuconej przez Amerykanów na Hiroszimę i dwie trzecie razy silniejsza od Bomby Cara, najpotężniejszego ładunku nuklearnego kiedykolwiek zdetonowanego. Około 7.17 lokalnego czasu osadnicy na wzgórzach na południowy zachód od jeziora Bajkał zaobserwowali kolumnę niebieskawego światła, rozległ się błysk i odgłos przypominający kanonadę artylerii. Fala uderzeniowa wywracała ludzi i wybijała szyby w domach oddalonych setki kilometrów od miejsca zdarzenia. Większość świadków odczuwała dźwięki i drgania; nie widziała momentu eksplozji. Przez lata naukowcy spierali się czy przyczyną eksplozji był meteoryt czy kometa. W 2013 roku amerykańscy, niemieccy i ukraińscy naukowcy odnaleźli mikroskopijne odłamki meteorytu  w warstwie częściowo zgniłej wegetacji (torfie). Za pomocą spektroskopii zidentyfikowali skupienia węglowców - diamentu, grafitu i lonsdaleitu. Ten ostatni w szczególności formuje się, gdy bogaty w węgiel materiał zostaje nagle wystawiony na działanie fali uderzeniowej wykreowanej przez eksplozję. Lonsdaleity zawierają mniejsze inkluzje siarczków żelaza i stopów żelaza i niklu takich jak taenit czy troilit, charakterystycznych minerałów znajdowanych w meteorytach. Meteoryt tunguski był największym meteorytowym impaktem odnotowanym w czasach historycznych. Rozerwał się, gdy wszedł do atmosfery pod kątem; jedynie niewielkie odłamki dotarły do ziemskiej powierzchni. Analogia z impaktem czelabińskim nasuwa się sama.

Mnie interesuję jezioro Cheko, okrągłe o długości 700 metrów, z dnem w kształcie leja, o głębokości max 50 metrów i o bogatych w glinę osadach dennych, które mogły się akumulować od 100 lat czyli np. od eksplozji meteorytu tunguskiego. W 2009 roku magnetometry rozmieszczone w ciasnej siatce dokonując pomiarów wykazały istnienie słabej anomalii magnetycznej w obszarze wyższej gęstości. Czy jezioro Cheko stanowi zatem krater impaktowy? Opinie wśród badaczy są podzielone. Ja natomiast chętnie bym się udał w to miejsce na wakacje, rozsiadł się nad brzegiem owego jeziorka, założył słuchawki, posłuchał dark ambientu czy black metalu i wpatrywał się w jego toń. Kto wie, może nawet bym w nim popływał. :-)