Ha bolygógyárban készült volna, luxusmodellnek számítana a Föld

Ha Földünk egy "bolygógyárban" készült volna, biztosan nem fapados alaptípusnak, hanem egy extrákkal felszerelt luxusmodellnek számítana. Belső folyamatai szinte zavartalanul működnek 4,6 milliárd éve, változatos formakincsű szilárd felszínét és folyékony vízkészletét pedig globális védőburkok óvják a káros külső hatásoktól. Napjainkban a bolygótudomány legizgalmasabb kérdése éppen az, hogy mindezek közül melyek találhatók meg más égitesteken is valamilyen formában, s melyeket lehet Földünk valóban exkluzív jellemvonásainak tekinteni.

A Naprendszer égitestjeinek kutatásával foglalkozó bolygótudomány remek lehetőséget kínál annak tanulmányozására, hogy ugyanazok a törvények a különböző környezeti feltételek következtében mennyire eltérő jelenségekhez vezettek a különböző bolygótesteken. Ennek eredményeként feltárhatjuk, hogy melyik bolygó miben hasonlít Földünkre, továbbá e távoli világok vizsgálata jelentős mértékben hozzájárult saját bolygónk jobb megismeréséhez is. Dr. Illés Erzsébet (MTA Csillagászati Kutatóintézet) cikkét A Földgömb című folyóirat Naprendszer-különszámából, a lap engedélyével közöljük.

Összehasonlító bolygótudomány

Az űrkutatás által kínált vizsgálati módszerek az utóbbi 50 évben legalább annyival járultak hozzá a természet megismeréséhez, mint az elmúlt évszázadok kutatásai együttvéve. Ugyanis ha egy jelenség-típusból kizárólag a földi példát ismerjük, akkor nem tudhatjuk, hogy mi véletlen és mi a törvényszerű. A kisebb eltéréseket létrehozó okokat pedig nem is vesszük észre a Földön, mert elvesznek a "zajban". Ha azonban más égitesten ez az uralkodó ok domináns, akkor ott könnyebb felfedezni, mint a Földön; felismerése után pedig beépíthetjük elméleteinkbe, s így a modellezések reálisabban mutathatják meg a többi tényező hatását a Földön.

Az ember alkotta űrszondák tehát különösebbnél különösebb világokat tárnak fel, s eleinte nagyon furcsa volt, hogy a bolygókutatók minden újabb bolygótestnél valami egyedi, látszólag hajánál fogva előrángatott magyarázattal álltak elő. Például a Vénusznál kénsavesőt, a Merkúrnál nátrium- és kálium-légkört, a Marsnál széndioxid-havat, a Jupiter Galilei-holdjai közül az Io esetében kén-vulkanizmust, az Europa fagyott jégkérge alatt globális vízóceánt, a Szaturnusz Titán nevű holdjánál rózsaszín szénhidrogén-havat, az Uránusz-holdaknál lávaként viselkedő, ammóniával kevert vízjeget, a Neptunusz Triton holdjánál pedig nitrogén-gejzíreket emlegettek... Csak lassan állt össze a kép, hogy miért érthető és szükségszerű magyarázat az, ami korábban légből kapott hipotézisnek tűnt, illetve hogy miért ennyire eltérők a természeti viszonyok a Naprendszer különböző égitestjein.

Eltérő anyagi összetétel

5 milliárd éve, a Naprendszer keletkezése során a bolygók egy poros gázfelhőből álltak össze, a csillaggá alakuló Naptól különböző távolságban. Minél közelebb keringett a bolygó, annál melegebb helyen gyűjtögette össze anyagát, s a porszemcsékből annál több illóanyag gőzölgött el, minél melegebb volt a hely. Ezért építettek magukba a Naphoz közelebb keletkezett bolygók főként fémeket és szilikátokat, a távolabb keletkezettek pedig már egyre több jeget is.

A Naprendszer születésének elképzelt látványa

Sőt, minél távolabb keletkeztek, annál alacsonyabb olvadáspontú jegeket. Így a Jupiter holdjain még leginkább vízjég található, a Szaturnusznál inkább ammóniajég, az Uránusznál metánjég, a Neptunusznál pedig már a nitrogénjég is kimutatható. Így érthető, hogy az űrszondák megfigyeléseinek magyarázatára mindig más anyag tulajdonságait kellett figyelembe venniük a szakembereknek.

Légkör, mágneses tér és folyadék kölcsönhatása

A Naprendszerben a Föld mellett 26 másik, 400 kilométernél nagyobb méretű, kérges bolygótest és négy óriásbolygó található, amelyeken tanulmányozhatjuk a természeti viszonyokat.

A sarki fény a Föld körül keringő Atlantis űrrepülőgépről fényképezve

A Merkúron - a Földhöz hasonlóan - van mágneses tér, de nincs légkör. Tehát ott megnézhetjük, hogy légkör nélkül hogyan játszódnak le a magnetoszféra folyamatai, például hogy a gázburokkal rendelkező bolygótesteken sarki fényt létrehozó töltött részecskék mit okoznak a Merkúron.

Sarki fény a Jupiter pólusánál

A Vénusznak sokkal sűrűbb, a Marsnak viszont jóval ritkább a légköre, mint Földünké, és egyiknek sincs mágneses tere. Ezeken a bolygókon megnézhetjük, hogy a földi légkör-magnetoszféra rendszer viselkedését leíró modellek képesek-e megmagyarázni a mágneses tér nélküli sűrű illetve ritka légkörökben mért eredményeket. A Vénusz és a Mars légköre ráadásul főleg szén-dioxidból áll, aminek üvegházhatását tehát mindkét égitesten tanulmányozhatjuk, de különböző felszíni légnyomás mellett.

A Föld mágneses tere olyan erős, hogy ebből a szempontból nem a belső bolygók közé, hanem inkább az óriásbolygók csoportjába kellene sorolni. A Vénusznak, a Marsnak, a Holdnak ugyanis nincs mágneses tere, a Merkúrnak pedig sokkal gyengébb, mint a Földé. Ezért a magnetoszféra-légkör kapcsolatot leíró modelljeinket leginkább az óriásbolygók tanulmányozása során tudjuk ellenőrizni.

Sarki fény a Szaturnuszon

A Földön van óceán is, ami kölcsönhatásban áll a légkörrel. A légköri szelek hullámokat keltenek, az óceáni áramlatok pedig hőt továbbítanak olyan területekre is, ahol egyébként hidegebb lenne. A Vénuszon és a Marson megnézhetjük, hogy óceán nélkül mennyire eltérők a légköri áramlások.

A Vénusz sűrű szén-dioxid légkörében a földitől eltérő, egycellás áramlási rendszer figyelhető meg, ami elsősorban a lassú forgási sebességgel magyarázható

Az óriásbolygóknak viszont sűrű légkörük és erős mágneses terük van, a légkör alatti rétegek pedig úgy viselkednek, mint egy nagy, az egész égitestet beborító óceán. A hasonlóság azonban itt sem tökéletes, mert a Földön az óceán nem globális, hanem kontinensek szabdalják részekre, s ezzel kényszerpályára terelik az óceáni áramlásokat.

Sajnos olyan példa nincs a bolygók között, ahol a légkör mellett lenne mágneses tér is, viszont hiányoznának az óceánok, és olyan sincs, ahol légkör mellett lenne óceán, de hiányozna a mágneses tér. Bár ez utóbbi variáció majdnem megvalósult a Szaturnusz Titán nevű holdján. Ott ugyanis a földinél nagyobb sűrűségű légkör van (ráadásul a fő összetevő ott is a nitrogén), nem találtak mágneses teret, metán-anyagú folyadékot viszont igen - ám nem óceán, hanem csak tavak formájában. Így ha nagyobb tengerek is lennének a Titánon, akkor ellenőrizni lehetne rajta a földi óceánok és a légkör kölcsönhatását leíró általános modelleket.

A Titánon a metán ugyanúgy viselkedik, mint a Földön a víz: gőz, folyadék és jég formájában egyaránt előfordul. Elpárolog, felhőket alkot, lecsapódik és folyóvölgyeket mélyít, majd tavakban gyűlik össze. Ilyen jelenséget a Földön és a Titánon kívül más bolygótesten nem vizsgálhatunk a Naprendszerben, mert máshol nem fordul elő.

Szénhidrogén-folyók által létrehozott völgyhálózat a Titán felszínén

Várják az érdeklődőket a bolygótudományi napon

Az ELTE Planetológiai Műhelye és a Magyar Asztronautikai Társaság országos ismeretterjesztő rendezvényt szervez ELTE Bolygótudományi Nap címmel, amelyre a szervezők középiskolai diákokat, egyetemi hallgatókat s minden más érdeklődőt egyaránt várnak. A Naprendszer-kutatás izgalmas felfedezéseit bemutató előadások célja egyrészt a középiskolai diákok érdeklődésének felkeltése a bolygótudomány iránt, másrészt hogy az egyetemi hallgatóság és az érdeklődő nagyközönség bepillantást nyerjen a témakör legújabb eredményeibe.

A részvétel ingyenes. Időpont: 2010. március 19., péntek. Helyszín: ELTE Lágymányosi Campus, Északi Tömb alagsor, Konferencia-terem (-1.75), 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A. A program az Eötvös Loránd Tudományegyetem alapításának 375. évfordulójára emlékező jubileumi rendezvény-sorozat része, s az InfoPark Alapítvány támogatásával kerül megvalósításra. További információk és részletes program itt.