Voda, samá voda

rubrika: Populárně naučný koutek


Při letmém pohledu na sluneční soustavu bychom mohli dojít k závěru, že vodou oplývající Země je v Galaxii vzácností. Voda je však nejhojnější tříatomovou molekulou vůbec, vodík je ve výskytu prvků ve vesmíru na prvním místě a kyslík na třetím. Namísto otázky, proč někde voda je, bychom se spíš měli ptát, proč voda není všude.

Lucifer


jupiter_s_moon_europa_earth_200_years.jpgKupříkladu na Měsíci se za téměř nulového atmosférického tlaku voda v průběhu dvoutýdenního dne, kdy teplota dosahuje 100 °C, velmi rychle odpaří. Za stejnou dobu v noci teplota poklesne na -173 °C; při této teplotě zmrzne téměř cokoli. Sonda Clementine, která zkoumala Měsíc z oběžné dráhy, zjistila pádné důvody ve prospěch dlouhodobé existence jezer zmrzlé vody na dně hlubokých kráterů v blízkosti severního a jižního pólu. Na povrch Měsíce dopadá v průběhu celého roku velké množství různých těles, mezi nimi i rozměrná kometární jádra bohatá na vodu - ve sluneční soustavě je mnoho komet, které by po roztátí vytvořily obří kaluž o velikosti Michiganského jezera, které se nachází ve Severní Americe mezi státy Michigan, Indiana, Illinois a Wisconsin. Během několika měsíčních dnů by se jezero vypařilo, ale pokud kometa dopadne do polární oblasti, některé části se vpijí do půdy na dně hlubokého kráteru, kde voda přetrvá až na věky.

Země, stejně jako ostatní planety a Slunce, vznikla z kondenzujícího oblaku plynu a byla zásobována neustálými dopady planetek bohatých na minerály a komet bohatých na vodu. Předpokládá se, že počáteční frekvence dopadu komet musela být tak vysoká, aby naplnila všechny oceány na Zemi vodou. Má to však jeden háček:v porovnání s vodou v oceánech je dnes voda v kometách podstatně bohatší na deuterium, které má v jádře kromě protonu ještě neutron. Pokud byly oceány vytvořeny kometami, musely mít komety v první fázi vývoje sluneční soustavy poněkud jiné chemické složení než dnes.

Současné studie vody v horní vrstvě atmosféry ukazují, že se Země pravidelně setkává s kusy ledu velikými jako dům. Tyto meziplanetární ledové koule se třením o vzduch rychle odpaří, ale k vodní bilanci Země přispívají. Pokud by pozorovaná frekvence dopadu těchto těles byla stejná po celých 4.6 miliard let, byl by podstatný i jejich příspěvek k pozemským oceánům. Uvážíme-li ještě vodní páru unikající ze sopečných erupcí, máme dostatek možností, jak Země získala svůj vodní obal.

Na povrchu Venuše se nalézají jenom relativně mladé krátery. Tato nevinně vyhlížející skutečnost by mohla znamenat, že zde došlo ke katastrofě celoplanetárního rozsahu, která nastavila "kráterové hodiny" na nulu a smazala pozůstatky všech starších kráterů. Mohla to být celoplanetární povodeň, stejně tak mohlo jít o rozsáhlou geologickou ("venerologickou") aktivitu, kupříkladu v podobě lávy. Pokud tu byla celoplanetární povodeň, kam se poděla všechna ta voda? Vsákla se snad pod povrch? Vypařila se do atmosféry? Atmosféra se skládá převážně z oxidu uhličitého, kde je vodík? Nebo šlo o záplavy z jiné látky, než je voda?

A co Mars? Máme dostatečné důkazy, abychom mohli prohlásit, že pokud se nějaké místo ve sluneční soustavě (kromě Země) pyšnilo rozměrnými vodními zásobami, byl to Mars. Z neznámých důvodů je nyní povrch Marsu zcela suchý. Chybějící voda dnes může být pod povrchem planety jako součást trvale zmrzlé kůry. Podle některých odhadů by voda obsažená v trvalé zmrzlé půdě a polárních čepičkách vytvořila po roztátí na povrchu Marsu deset metrů hluboký oceán.

Existenci vody v kapalném stavu mohou kromě slunečního záření umožňovat jiné zdroje energie: skleníkový jev, zbytkové teplo z období formování planety, rozpadu těžkých nestabilních prvků nebo planetární slapové síly. V případě posledně jmenovaného zdroje zde již byl zmíněn Jupiterův měsíc Europa (Obyvatelné zóny a termofily). Podobně je na tom další Jupiterův měsíc Io, který je při oběhu kolem Jupiteru natahován a smršťován. V této vzdálenosti od Slunce bychom očekávali jednou provždy zamrzlý svět, ale ohřev slapovými silami činí z měsíce Io geologicky nejaktivnější místo v celé sluneční soustavě: najdete na něm činné sopky, povrchové praskliny i důkazy tektonických pohybů. Některým vědcům Io připomíná Zemi krátce po jejím vzniku, kdy byla ještě horká.

Voda je známým univerzálním rozpouštědlem a má nezvykle široký rozsah teploty, za kterých je kapalná. Má však ještě mnohem zajímavější vlastnosti: při ochlazování pod 4 °C se narozdíl od většiny látek její objem zvětšuje a hustota snižuje. Po zmrznutí má vzniklý led dokonce nižší hustotu než voda v kapalném skupenství při jakékoli teplotě. V zimě, když teplota vzduchu klesne pod bod mrazu, klesne voda o teplotě 4 °C ke dnu a zůstane zde, zatímco se na povrchu velmi pomalu vytváří plovoucí vrstva ledu, který izoluje teplou vodu pod ní. Kdyby tomu bylo naopak, nemohli bychom v zimě rybařit, ale zase k přeplutí Antarktidy by nebylo třeba ledoborců, po ledě byste chodili beze strachu, že se propadnete, a Titanik v roce 1912 by bezpečně doplul do přístavu v New Yorku.

Výskyt vody v galaxiích není vázán jen na planety a jejich měsíce. Vodní molekuly se spolu s několika dalšími molekulami známými z domácnosti (jako je čpavek, metan, etanol) běžně nacházejí v chladných mezihvězdných mračnech. Za speciálních podmínek může soubor vodních molekul při nízké teplotě a vysoké hustotě zesilovat mikrovlny - energie blízké hvězdy může být transformována a usměrněna do paprsku mikrovln s vysokou intenzitou. Nejen že je voda prakticky všude v Galaxii, ale může na nás tu a tam dokonce namířit paprsek.

Mezi chemickými nevzdělanci je ovšem voda smrtelně nebezpečnou látkou, které je třeba se vyhnout. Známým se stal experiment čtrnáctiletého studenta Nathana Zohnera ze střední školy Eagle Rock Junior High School v Idahu, který v roce 1997 testoval neznalost terminologie a s ní spojené obavy z chemické výroby. Sestavil petici za přísnou kontrolu nebo úplný zákaz používání dihydrogen monoxidu, ve které popsal některé ze zavrženíhodných vlastností této nebezpečné látky bez barvy a zápachu:

- je základní složkou kyselých dešťů,
- rozpouští téměř vše, s čím přijde do styku,
- při náhodném vdechnutí může způsobit smrt,
- v plynném stavu může způsobit vážné popáleniny
- byla nalezena v nádorech pacientů s rakovinou v závěrečném stadiu.

Z padesáti lidí dotázaných Zohnerem petici podepsalo 43, nerozhodných bylo šest a jeden jediný odmítl podepsat, neboť byl zastáncem využívání dyhydrogen monoxidu (buď věděl, která bije, nebo byl narkoman či terorista).

Třeba se něco podobného stalo na Marsu.

Zdroj: Neil Degrasse Tyson, Smrt v podání černé díry


komentářů: 3         



Komentáře (3)


Vložení nového příspěvku
Jméno
E-mail  (není povinné)
Název  (není povinné)
Příspěvek 
PlačícíÚžasnýKřičícíMrkajícíNerozhodnýS vyplazeným jazykemPřekvapenýUsmívající seMlčícíJe na prachySmějící seLíbajícíNevinnýZamračenýŠlápnul vedleRozpačitýOspalýAhojZamilovaný
Kontrolní kód_   

« strana 1 »

Lucifer
3
Lucifer 15.05.2011, 22:48:56
[2]

Vulkanologická aktivita? Je to možné - pravidelná celoplanetární "povodeň". Pokud jde o atmosféru, není tam řečeno, že ty mladé krátery jsou zároveň i malé.

2 Na povrchu Venuše se nalézají jenom relativně mladé krátery.
V (neregistrovaný) 14.05.2011, 23:20:29
To je nejspis vulkanologickou aktivitou a taky castecne tim, ze atmosfera ma nevidanou hustotu, tlak a teplotu, takze vetsina teles dopadajicich na Venusi skonci roztavena a rozbita na kousky, nez dosahne povrchu. Je to podobne, jako kdyby mel asteroid dopadnou do pozemskeho oceanu - taky by na morskem dne moc velky krater neudelal. Ovzdusi na Venusi je z pohledu meteoru ekvivalent vodni pokryvky planety.

1 ......
isabella (neregistrovaný) 12.05.2011, 11:31:32
.......

«     1     »