10 Σεπ 2008

Στέλιος Μενεξής ΠΕ 03


ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ

Γνωρίζω το άμεσο διαστημικό μας περιβάλλον.
Η Γη μέσα στο πλανητικό σύστημα.
Η εξελισσόμενη καταστροφή του περιβάλλοντος

Εισαγωγή

Οι μαθητές της Β΄ Λυκείου στα πλαίσια του μαθήματος της Αστρονομίας, επισκέφθηκαν το Εθνικό Αστεροσκοπείο της Αθήνας.
Εκεί, από τον υπεύθυνο, πληροφορήθηκαν εκτός των άλλων για τις διάφορες Υπηρεσίες του, για το site του, για κάποια ενδιαφέροντα ιστορικά στοιχεία, για το φαινόμενο του θερμοκηπίου τη μόλυνση του περιβάλλοντος αλλά και τον αγώνα δρόμου για την «κατάκτηση του διαστήματος"
Οι πληροφορίες ήταν εξαιρετικά ενδιαφέρουσες, εντυπωσίασαν τους μαθητές, και μετά από συζήτηση μεταξύ τους και φυσικά με τη συμμετοχή του καθηγητή τους, αποφάσισαν, να διερευνήσουν το θέμα μέσα από διάφορες ιστοσελίδες που θα εξερευνούσαν, καθώς και με διεύρυνση των επισκέψεών τους σε τόπους όπου είναι τοποθετημένα τηλεσκόπια.
Στόχος να γνωρίσουν το ηλιακό σύστημα, ιδιαίτερα τη Γη στην οποία και ζούμε. Να αγαπήσουν το περιβάλλον και να αναγνωρίσουν την αξία του στη ζωή μας.
Να γνωρίσουν τα προβλήματα που αντιμετωπίζει το περιβάλλον και η ζωή μας από την καταστροφή του όπως αυτή μπορεί να φανεί από το διάστημα.

Αποστολή

Μέσα από τη μηχανή αναζήτησης google, βρήκαν διάφορους ιστότοπους, όπως:

http://www.astro.noa.gr/
www.nineplanets.org/luna.html.
http://www.nasa.gov/
/multimedia/imagegallery/

Διαδικασία

ΕΠΙΣΚΕΨΗ ΣΤΟΥΣ ΙΣΤΟΤΟΠΟΥΣ
Αφού επισκεφθούν όλους αυτούς του ιστότοπους θα διαπιστώσουν ότι μπορούν να βρουν πληθώρα πληροφοριών, μετά από συζήτηση θα χωρισθούν σε ομάδες ως εξής:
1η ομάδα: Μελέτη της Γης
(Κλίμα, Μόλυνση περιβάλλοντος και επιπτώσεις στις κλιματικές αλλαγές, μέλλον)
2η ομάδα: Ηλιακό σύστημα: Μέλη , Δομή, Προέλευση, μέλλον)
3η ομάδα: Υπηρεσίες εξερεύνησης του διαστήματος (ξένες και ελληνικές), μεγάλα τηλεσκόπια και ιδιαίτερα στην Ελλάδα.
4η Εξερεύνηση του διαστήματος.

Σημείωση
Ο αριθμός των ομάδων και το αντικείμενο καθεμιάς μπορεί να μεταβληθεί ανάλογα με τα ενδιαφέροντα, τις δυνατότητες και τις προτάσεις των μαθητών.

Αφού καταγράψουν και συλλέξουν το υλικό, θα ακολουθήσει συνεδρίαση σε ολομέλεια για την ανακοίνωση των ευρημάτων τους. Επόμενο βήμα θα είναι η μελέτη των ευρημάτων σε βάθος. Γι αυτό θα χρησιμοποιηθούν έντυπες ή ηλεκτρονικές Εγκυκλοπαίδειες, Εφημερίδες, videos, συνεντεύξεις.
Μπορεί να οργανωθούν επισκέψεις-εκδρομές :
Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών
Αστεροσκοπείο Κρυονερίου (Κορινθίας)
Αστεροσκοπείο Πεντέλης
Αστεροσκοπείο Αρίσταρχος (Κορυφή Χελμού Αχαΐα)

Θα ακολουθήσει επίσκεψη σε φορείς ανάλογα με την θεματολογία της κάθε ομάδας αφού φυσικά ζητηθεί σχετικό «κλείσιμο» συνάντησης.
Οι ερωτήσεις θα ποικίλουν ανάλογα με το θέμα κάθε ομάδας.
Μπορεί να είναι:
Ø Ενημερωτικές: (Ποιες είναι οι δυνατότητες του τηλεσκοπίου «χ»)
Ø με άποψη: (Γιατί δεν κάνετε ……. )
Ø Ιστορικές: (Πότε εγκαταστάθηκε το …..)
Ø Επιστημονικές: ( Τι λένε οι τελευταίες αποστολές στον Άρη για την ύπαρξη ζωής)
Ø Οικολογικές: (Ποιες είναι οι αιτίες δημιουργίας της τρύπας του όζοντος ή του φαινομένου του θερμοκηπίου και πώς τούτο φαίνεται από το δορυφόρο).

Εννοείται ότι ο πλούτος και η ευελιξία των ερωτήσεων αφορά κύρια στους μαθητές οι οποίοι και με μικρή βοήθεια του εκπαιδευτικού, μπορούν να διατυπώσουν περισσότερες και καλύτερες.

Οι απόψεις σκέψεις των φορέων, επιστημονικών, πολιτικών, ακτιβιστικών, κλπ, θα καταγραφούν αν είναι δυνατόν σε video.

Θα επακολουθήσει συνάντηση σε ολομέλεια με σκοπό την ανακοίνωση των αποτελεσμάτων και των συμπερασμάτων στο σχολικό περιβάλλον (μαθητικές κοινότητες, σύλλογος γονέων, κλπ). Ανάλογα με τις δυνατότητες (γνωστικές, οικονομικές και επικοινωνιακές) τα συμπεράσματα μπορούν να ανακοινωθούν είτε σε σχολική εκδήλωση, είτε στον τύπο, είτε σε εφημερίδα του σχολείου (έντυπη ή ηλεκτρονική) είτε σε όλα μαζί τα ανωτέρω.

Αξιολόγηση

Η εργασίες των μαθητών θα αξιολογηθούν σε πολλά στάδια:
1. Από τους ίδιους τους μαθητές (με συμμετοχή του εκπαιδευτικού), κατά πόσο επιτεύχθηκαν οι στόχοι.
2. Από τον εκπαιδευτικό που θα έχει καθοδηγητικό συμβουλευτικό, διευκολυντικό, εμψυχωτικό ρόλο.
3. Από το έμψυχο περιβάλλον στο οπίο θα ανακοινωθούν τα συμπεράσματα της εργασίας.

Κριτήρια

Κατά πόσο γνώρισαν το «άμεσο» διαστημικό μας περιβάλλον, τη συστημική του δομή, τη Γη με τα οικολογικά προβλήματα που αντιμετωπίζει, τις συνέπειες για τον άνθρωπο, τις βαθύτερες αιτίες της καταστροφής, και το πώς πρέπει να συμπεριφέρεται και να δρα κάθε πολίτης κάθε χώρας.
Αυτό θα γίνει με ερωτήσεις στους μαθητές με μορφή συνέντευξης, με συζήτηση μεταξύ των μαθητών για τον τρόπο που έδρασαν, για το πως θα μπορούσαν να δραστηριοποιηθούν αποτελεσματικότερα.


Συµ πέρασ µ α :

Το αναμενόμενο μαθησιακό αποτέλεσμα:
Η συζήτηση αναμένεται να λειτουργήσει ανατροφοδοτικά, να δημιουργήσει νέες συζητήσεις και τελικά να αφήσει στο μαθητή την αίσθηση του δια βίου αγώνα για την προστασία του περιβάλλοντος

Σελίδα του Καθηγητή :

Οι προαναφερθείσες ιστοσελίδες είναι καθαρά ενδεικτικές, ο εκπαιδευτικός αλλά και ο μαθητής μπορούν να βρούν πληθώρα άλλων ιστοσελίδων.
Μπορούν να πραγματοποιηθούν επισκέψεις και εκδρομές:
Ευγενίδειο ίδρυμα: (Παρακολούθηση προβολής)
Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών
Αστεροσκοπείο Κρυονερίου (Κορινθίας)
Αστεροσκοπείο Πεντέλης
Αστεροσκοπείο Αρίσταρχος (Κορυφή Χελμού Αχαΐα)
Ενοείται ότι για όλες τις επισκέψεις θα πρέπει να προηγηθεί συνεννόηση με κάποιο υπεύθυνο για κλείσιμο ραντεβού.

Σεπτέμβριος 2008
Στέλιος Μενεξής

29 Αυγ 2008

Γιατί η Φύση αγαπάει τόσο πολύ τη συμμετρία;

Από τις πυραμίδες και τον Παρθενώνα μέχρι τους καθεδρικούς ναούς και τον πύργο του Αϊφελ, τα διασημότερα αρχιτεκτονικά μνημεία της ανθρωπότητας εμφανίζουν, κατά κανόνα, κάποιου είδους συμμετρία. Πρόσφατες επιστημονικές μελέτες υποστηρίζουν ότι οι άνθρωποι με πιο συμμετρικά χαρακτηριστικά ευνοούνται στον σεξουαλικό τομέα και ότι οι περισσότεροι έχουν την τάση να συνδέουν ασυναίσθητα τη συμμετρία όχι μόνο με την ομορφιά, αλλά και με την υγεία.

Πολλές φορές, η ροπή των ανθρώπων προς τη συμμετρία εξηγείται από στενά λειτουργικούς παράγοντες: είναι πιο εύκολο για έναν αγγειοπλάστη να φτιάξει ένα εκ περιστροφής συμμετρικό δοχείο, παρά ένα ασύμμετρο. Ωστόσο, φαίνεται να υπάρχει κάτι πιο βαθύ, που ωθεί διαχρονικά τους ανθρώπους να θεωρούν τη συμμετρία ως αναπόσπαστο συστατικό της φυσικής τάξης. Oπως αναφέρει πρόσφατη εργασία των Α. Πελεγκρίνι, Α. Θεοφίλου και Μ. Μπαρόν, ο Πλάτων, στον «Τίμαιο», αναπτύσσει τη θεωρία ότι οι δομικές μονάδες του σύμπαντος είναι συμμετρικά πολύεδρα, που αντιστοιχούν στα στοιχεία του Εμπεδοκλή: Τετράεδρο για το πυρ, κύβος για τη γη, οκτάεδρο για τον αέρα, δωδεκάεδρο για τον αιθέρα και εικοσάεδρο για το ύδωρ.

Η συμμετρία έπαιζε καθοριστικό ρόλο στην πυθαγόρεια θεωρία των αριθμών και στις μουσικές τους κλίμακες. Για τους Πυθαγόρειους, όλοι οι αριθμοί έπρεπε να είναι ρητοί, δηλαδή, είτε ακέραιοι είτε κλάσματα, μια και τα τελευταία μπορούν να γραφτούν στη «συμμετρική» μορφή των περιοδικών, δεκαδικών αριθμών (π.χ. το 2/3 γράφεται 0,6666…). Η ειρωνεία της τύχης ήταν ότι έλαχε στους ίδιους τους Πυθαγόρειους να ανακαλύψουν τους άρρητους αριθμούς (δηλαδή, εκείνους που δεν μπορούν να εκφραστούν ως περιοδικοί αριθμοί, π.χ. η τετραγωνική ρίζα του δύο), κάτι που κατέστρεψε τη συμμετρία στο αριθμητικό τους Σύμπαν.

Αυτή η εμμονή με τη συμμετρία εξηγείται εύκολα ως απλή αντανάκλαση, στη φαντασία των ανθρώπων, συμμετριών που προϋπάρχουν στη Φύση - από τα φύλλα των φυτών και τα κουκουνάρια των δέντρων, μέχρι τις πεταλούδες και τους αστερίες. Σχεδόν όλοι οι πολυκύτταροι οργανισμοί, με αξιοσημείωτη εξαίρεση τους σπόγγους, εμφανίζουν τη μια ή την άλλη συμμετρία. Αλλά γιατί αγαπάει τόσο τη συμμετρία η Φύση; Η απάντηση δεν είναι αυτονόητη.

Το βέβαιο είναι ότι κάθε συμμετρία σχετίζεται με το αναλλοίωτο κάποιας φυσικής ιδιότητας. Η μεταφορική συμμετρία σχετίζεται με τη διατήρηση της ορμής (γινόμενο μάζας επί ταχύτητα), η περιστροφική με τη διατήρηση ενός άλλου φυσικού μεγέθους, της στροφορμής και η συμμετρία ανάμεσα στο παρελθόν και το μέλλον με τη διατήρηση της ενέργειας. Με άλλα λόγια, οι βασικές συμμετρίες σχετίζονται άμεσα με τους πιο θεμελιώδεις «υπερνόμους» της Φύσης.

Eπειτα, είναι γνωστό ότι η Φύση προτιμά τις καταστάσεις της ελάχιστης δυνατής ενέργειας και αυτές συνδέονται άμεσα με τη συμμετρία κάθε φυσικού συστήματος. Στη Βιολογία, τα συμμετρικά σχήματα μπορεί να είναι αποτέλεσμα φυσικής επιλογής, αφού απαιτούν λιγότερη πληροφορία, επομένως λιγότερο γονιδιακό υλικό, από τα ασύμμετρα για την αναπαραγωγή τους. Αυτό μπορεί να εξηγεί εν μέρει και την ενστικτώδη προτίμησή μας για συμμετρικά πρόσωπα - απλούστατα, ο εγκέφαλός μας διευκολύνεται στην καταγραφή τους.

:Η αισθητική και η συμμετρία της γραφικής παράστασης της ακολουθίας Fibonacci, η οποία δίνει σπείρες, έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον αρκετών επιστημόνων εδώ και αρκετό καιρό. Ωστόσο αναζητείται ακόμα μια μαθηματική ή φυσική εξήγηση για την τόσο συχνή παρουσία αυτής της δομής γύρω μας."

Η αισθητική και η συμμετρία της γραφικής παράστασης της ακολουθίας Fibonacci, η οποία δίνει σπείρες, έχει προκαλέσει το ενδιαφέρον αρκετών επιστημόνων εδώ και αρκετό καιρό. Ωστόσο αναζητείται ακόμα μια μαθηματική ή φυσική εξήγηση για την τόσο συχνή παρουσία αυτής της δομής γύρω μας.

Προσφάτως, οι επιστήμονες αναπαρήγαγαν επιτυχώς την δομή αυτών των σπειρών στο εργαστήριο και ανακάλυψαν ότι υπεύθυνο για αυτή τη δομή είναι ένα ελαστικό στρώμα το οποίο προκαλεί το σχηματισμό των σπειρών.

Η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να δικαιολογήσει την διαδεδομένη εξάπλωση αυτών των σπειροειδών δομών στα φυτά.

Ο Chaorong Li, από το πανεπιστήμιο Zhejiang Sci-Tech και το ινστιτούτο Φυσικής στο Beijing, μαζί με τους Ailing Ji και Zexian Cao δημιούργησαν τη δομή των σπειρών Fibonacci με τη βοήθεια ανόργανων μικροδομών.

Η αυθόρμητη ανάπτυξη μιας δομής, όπως αυτή των σπειρών Fibonacci, έχει γίνει ελάχιστα κατανοητή από τους επιστήμονες έως σήμερα ενώ τα αποτελέσματα των επιστημονικών ερευνών προτείνουν ότι οι δομές των φυτών είναι επακόλουθο της πρόσμιξης τόσο σφαιρικών αλλά και κωνικών δομών.

«Οι δομές οι οποίες αναπτύσσονται αυθόρμητα στη φύση είναι γενικώς μια βελτιστοποιημένη διάταξη δομικών στοιχείων τα οποία βρίσκονται σε αλληλεπίδραση», σχολιάζει ο Cao.

«Εικάζεται ότι οι σπείρες Fibonacci είναι αποτέλεσμα της συσσώρευσης της μικρότερης δυνατής ελαστικής ενέργειας. Τα πειράματα τα οποία διενεργούνται διασφαλίζουν μια παραστατική απόδειξη αυτής της αρχής».

Οι σπείρες Fibonacci εμφανίζονται σε πολλά φυτά. Η δομή των σπειρών αποτελείται από καμπύλες γύρω από μια επιφάνεια, που ακολουθούν τόσο αριστερόστροφη αλλά και δεξιόστροφη τροχιά.

Ο αριθμός των σπειρών πάνω σε μια επιφάνεια είναι δύο συνεχόμενοι αριθμοί της ακολουθίας Fibonacci (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, κτλ).

Οι Li, Ji, και Cao παρήγαγαν μια σειρά σπειρών 3x5, 5x8, 8x13 και 13x21. Όμως λόγω του ότι οι δομές ήταν πολύ μικρές, η επόμενη σειρά (21x34) θα περιείχε περισσότερα από 700 «σφαιρίδια», προκαλώντας τόση τάση η οποία θα μπορούσε να προκαλέσει την καταστροφή της δομής.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική η οποία εφαρμόζεται συνήθως για τη κατασκευή μαζικών μικρο και νανοδομών.

«Στα πειράματα που πραγματοποιήθηκαν εφαρμόστηκε μια μικρής κλίμακας δυναμική διαδικασία με προσαρμοζόμενες κωνικές δομές, στις οποίες ένα μόνο στοιχείο θα μπορούσε να ανατρέψει τη συμμετρία».

«Σε αυτόν τον τομέα, η επιστήμη της προσομοίωσης θα μπορούσε να δώσει ικανοποιητικές απαντήσεις», αναφέρει ο Cao.

Οι επιστήμονες πειραματίστηκαν με διάφορες δομές και ανακάλυψαν ότι μόνο οι κώνοι μπορούν να παράγουν τις σπείρες Fibonacci με υψηλή συμμετρία. Ωστόσο, οι σφαίρες παρήγαγαν τριγωνικές δομές.

Οι επιστήμονες όμως τονίζουν ότι οι κωνικές επιφάνειες δεν χρειάζεται να είναι τέλειες για να παράγουν σπείρες Fibonacci, κάτι το οποίο μπορεί να εξηγήσει την τόσο συχνή εμφάνιση τους στη φύση.

«Η διάταξη των δομικών συστατικών εξαρτάται από την γεωμετρία του περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκονται τα σωματίδια. Το μόνο που έχετε να κάνετε, για να κατανοήσετε το παραπάνω, είναι να παρατηρήσετε τη συμμετρική διάταξη των αγκαθιών ενός κάκτου», εξηγεί ο Cao.

«Το μόνο που γνωρίζω είναι ότι οι σπείρες Fibonacci δεν είναι η μικρότερη δομή μιας σφαίρας. Παρόλα αυτά οι σπείρες αυτές εμφανίζονται σε κωνικές κυτταρικές δομές στη φύση. Θεωρώ ότι οι σπείρες Fibonacci είναι η μικρότερη μορφή δομής που μπορεί να εμφανιστεί σε κωνικές επιφάνειες, όμως δεν μπορώ να το αποδείξω».

Η θεωρία του Cao για τα φυτά υποστηρίζεται από την πολύ παλιά επιστημονική βιβλιογραφία, παρόλα αυτά οι επιστήμονες θα πρέπει να ανακαλύψουν μια μαθηματική απόδειξη.

Ο Cao πρόσθεσε ότι υπάρχουν παρόμοια «προβλήματα» και στη φυσική. Συνέχισε λέγοντας ότι οι φυσικοί ξέρουν ότι η ισομετρική κεντρική κρυσταλλική δομή είναι η μικρότερη διάταξη για τα άτομα πολλών μετάλλων, κάτι το οποίο όμως δεν έχει ακόμα αποδειχτεί.

Ας ελπίσουμε λοιπόν ότι κάποια μέρα όλα τα παραπάνω θα αποδειχτούν. Ίσως η απόδειξη περιπτώσεων αυτού του είδους να απαιτεί τη χρήση νέων μαθηματικών κανόνων, όπως είχε πει κάποτε ο David Hilbert: "Η φυσική είναι πολύ δύσκολη για τους φυσικούς".

23 Ιουλ 2008

03/06/08 - Η Εξερεύνηση του Κόκκινου Πλανήτη σε Νέα Εποχή



Η Εξερεύνηση του
Κόκκινου Πλανήτη σε Νέα Εποχή

Αυτές τις ημέρες έκαναν το γύρο του κόσμου οι ειδήσεις για την προσεδάφιση του διαστημοπλοίου της NASA Φοίνιξ στη βόρεια πολική περιοχή, τον αρκτικό κύκλο, του πλανήτη Άρη. Γιατί όμως επελέγη αυτός ο προορισμός και πόσο δυσκολότερη έκανε την αποστολή; Γιατί πιστεύουμε ότι στον βόρειο πόλο του πλανήτη θα βρούμε ευκολότερα δείγματα νερού ή ζωής απ’ότι στις άλλες περιοχές, όπου προσεδαφίστηκαν και άλλες διαστημοσυσκευές αλλά δεν κατάφεραν να βρουν απτές αποδείξεις; Πόσο τελικά κόστισαν οι δεκάδες μέχρι τώρα αποστολές στον Άρη και πόσες αποτυχίες μετρήθηκαν πριν από την πρόσφατη επιτυχία;

Αν νερό υπήρξε ποτέ στην επιφάνεια του κόκκινου πλανήτη, οι επιστήμονες εικάζουν ότι εξατμίστηκε καθώς ο πλανήτης υπερθερμάνθηκε και έχασε σταδιακά την ατμόσφαιρά του. Ένα μέρος του νερού ίσως παγιδεύτηκε κάτω από την παγωμένη επιφάνειά του, όπως ακριβώς συμβαίνει και στις πολικές περιοχές της Γης για παράδειγμα στην Ανταρκτική. Αυτή την υπόγεια αρμονική συνύπαρξη υγρού νερού και πάγου θα ψάξει το Φοίνιξ στον βόρειο πόλο του Άρη!

Κατάκτηση μετ’εμποδίων

Οι προσπάθειες κατάκτησης του κόκκινου πλανήτη ξεκίνησαν το 1960 με τις αποτυχημένες αποστολές της Σοβιετικής Ένωσης. Το 1964 το Mariner (NASA) έγινε το πρώτο διαστημόπλοιο που πήρε κοντινές φωτογραφίες του κόκκινου πλανήτη. Ακολούθησαν 5 χρόνια αργότερα τα Mariner 6 και 7 που πέρασαν πάνω από τον ισημερινό και το νότιο πόλο του Άρη, περιοχές όπου μερικά χρόνια αργότερα προσεδαφίστηκαν ανθρώπινες διαστημοσυσκευές. Το 1971 η αποστολή Mariner 9, ήταν η πρώτη που τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη χαρτογραφώντας τον πλήρως, οπότε για πρώτη φορά ανακαλύφθηκαν το όρος Όλυμπος (3 φορές ψηλότερο από το Έβερεστ και σίγουρα το μεγαλύτερο ηφαίστειο σε όλο το ηλιακό σύστημα), ένα τεράστιο δίκτυο φαραγγιών που διατρέχουν τον Άρη και πολλά άλλα. Την ίδια χρονιά οι Σοβιετικοί κατάφεραν να προσεδαφίσουν το Mars 3 αλλά δυστυχώς η λειτουργία του σταμάτησε σχεδόν αμέσως. Έτσι τη σκυτάλη πήραν πάλι οι Αμερικανοί που το 1976 προσεδάφησαν τα Viking 1 και 2 σε αρειανές ηφαιστειογενείς κοιλάδες, φωτογραφίζοντας με λεπτομέρεια το έδαφος και τις ατμοσφαιρικές συνθήκες του Άρη για πρώτη φορά. 11 χρόνια αργότερα, το 1997 το Mars Pathfinder επισκέφθηκε τον κόκκινο πλανήτη και το 6τροχο ρόβερ του Sojourner φωτογράφησε και ανέλυσε τα αρειανά πετρώματα. Το φθινόπωρο της ίδιας χρονιάς τέθηκε σε τροχιά και το Mars Global Surveyor. Δυο χρόνια αργότερα η NASA προσπάθησε να προσεδαφίσει ένα ακόμη διαστημόπλοιο, το Mars Polar Lander, αυτή τη φορά στο νότιο πόλο του Άρη αλλά δεν τα κατάφερε. Το 2001 έφτασε το Mars Odyssey και επί δυο χρόνια φωτογράφιζε και ανέλυε τα πετρώματα του πλανήτη αναζητώντας μέταλλα και επομένως έμμεσα την παρουσία νερού στον πλανήτη. Πράγματι το φασματόμετρο ακτίνων γάμμα του Mars Odyssey εντόπισε μεγάλες ποσότητες υπόγειου υδάτινου πάγου στις αρκτικές περιοχές του Άρη. Κάτω το οποίο επαλήθευσε το 2004 μια αποστολή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) αυτή τη φορά, το Mars Express. Όμως η διαστημοσυσκευή Beagle 2 που προσπάθησαν να προσεδαφίσουν οι Ευρωπαίοι στον Άρη δεν τα κατάφερε ποτέ να φτάσει στο έδαφος. Η NASA είχε και πάλι καλύτερη τύχη αφού τον Ιανουάριο του 2004 κατάφερε να προσεδαφίσει στον κόκκινο πλανήτη δυο δίδυμα ρομπότ, τα Spirit και Opportunity, τα οποία συνεχίζουν να «οργώνουν» την επιφάνεια του Άρη στέλνοντας καθαρές ενδείξεις για την ύπαρξη νερού στην ιστορία του κόκκινου πλανήτη.

Υπάρχει τελικά νερό στον Άρη;

Οι δεκάδες χιλιάδες φωτογραφίες που έστειλαν στη Γη τα Spirit και Opportunity στις οποίες βλέπουμε εικόνες διάβρωσης: αρχαίες εκροές νερού, στερεμένες κοίτες ποταμών, όχθες αυτών που κάποτε πρέπει να ήταν λίμνες και ωκεανοί στην επιφάνεια του κόκκινου πλανήτη. Αυτά τα ρομπότ εξερεύνησαν την επιφάνεια του ισημερινού, αλλά οι επιστήμονες θέλουν να διαπιστώσουν την ύπαρξη υπόγειων νερών ακόμη και σήμερα στις βόρειες αρκτικές περιοχές του πλανήτη, κάτι για το οποίο έχουμε όπως είπαμε καθαρές ενδείξεις από εξερευνητικόύς δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Άρη. Το Φοίνιξ θα εξυπηρετήσει αυτόν ακριβώς τον σκοπό αφού, έχοντας προσεδαφιστεί σε μια αρκτική πεδιάδα κοντά στον βόρειο πόλο του πλανήτη, θα σκάψει με τον ειδικό βραχίονά του σε βάθος 10 εκατοστών αναζητώντας απτά δείγματα νερού, που ίσως να έρρεαν στην επιφάνειά πολύ πρόσφατα (εως και 100000 χρόνια πριν). Οι επιστημονικές μετρήσεις του Φοίνιξ θα διαρκέσουν 3 μήνες αλλά δεν αποκλείεται ο χρόνος ζωής του να ξεπεράσει τις προσδοκίες των επιστημόνων, όπως έχει συμβεί και με τόσες άλλες αποστολές στο παρελθόν.

Σ ε τι βασίζουν όμως την πίστη τους οι επιστήμονες για την ύπαρξη νερού σε έναν τόσο αφιλόξενο και τόσο διαφορετικό από τη Γη πλανήτη; Οι επιστήμονες λένε οτι οι δυο πλανήτες μπορεί τελικά να μοιάζουν πάρα πολύ μεταξύ τους! Πρώτ’απ’όλα, το ανάγλυφο του Άρη, με τα βουνά, τις πεδιάδες, τις οροσειρές, τα φαράγγια, θυμίζει πολύ εκείνο της Γης, έστω σε διαφορετική κλίμακα, κάτι που δείχνει ότι παρόμοιες γεωλογικές διεργασίες συνέβησαν στους δυο πλανήτες. Οι πολικές και αρκτικές περιοχές της Γης είναι τόσο ψυχρές και ξερές που θυμίζουν τις αντίστοιχες περιοχές στον Άρη, επομένως οι περιβαλλοντικές συνθήκες πρέπει να είναι πολύ όμοιες. Το κόκκινο χρώμα του Άρη οφείλεται στον κόκκινο αιματίτη, ένα ορυκτό που περιέχει οξείδιο του σιδήρου (κάτι παρόμοιο με την σκουριά). Ο αιματίτης συχνά συνδέεται με την ύπαρξη νερού στη Γη και, επί πλέον, στην περίπτωση του Άρη βρέθηκαν μικρά σφαιρίδια αιματίτη τα οποία θυμίζουν την διάβρωση της πέτρας από το νερό, όπως για παράδειγμα τα βότσαλα που βρίσκουμε στην κοίτη ενός ποταμού. Επίσης, ιζήματα αλάτων επίσης συνδέονται με την ύπαρξη τρεχούμενου νερού, το οποίο διαλύει άλατα και μέταλλα καθώς ρέει και όταν εξατμιστεί τα άλατα μένουν στο έδαφος ως ιζήματα που μπορούν να ανιχνευθούν. Πράγματι, ήδη από την δεκαετία του 70, τα Viking αποφάνθηκαν ότι το έδαφος του Άρη αποτελείται κατά 10-20% από άλατα. Το Φοίνιξ θα αναλύσει τέτοια ιζήματα, που ανάλογα με την υφή και τη σύστασή τους μπορούν να δείξουν αν το νερό βρισκόταν σε ωκεανό ή σε ποτάμια και λίμνες!

Καθώς ο άξονας περιστροφής του Άρη σχηματίζει γωνία 25 μοιρών με την κάθετο στον ισημερινό (το ίδιο ακριβώς συμβαίνει και με τον άξονα της Γης, υπό σχεδόν ίδια γωνία) ο ήλιος φωτίζει άνισα τις διάφορες περιοχές της επιφάνειας του πλανήτη και έτσι δημιουργούνται οι αρειανές εποχές. Την άνοιξη και το καλοκαίρι οι πάγοι (από διοξείδιο του άνθρακα και νερό) λιώνουν και αναδύεται το έδαφος (ακριβώς μια τέτοια εποχή επέλεξαν οι επιστήμονες για να προσγειώσουν το Φοίνιξ). Τον χειμώνα, σύννεφα σκεπάζουν τις πολικές περιοχές του Άρη και το έδαφος παγώνει και πάλι. Δορυφορικές φωτογραφίες μάλιστα δείχνουν εξαγωνικούς σχηματισμούς στο έδαφος των πόλων που σχετίζονται με τον διαδοχικό σχηματισμό και λιώσιμο των πάγων και, πιστεύουν οι επιστήμονες, με την ύπαρξη υπόγειου νερού. Οι πόλοι είναι εξ’ άλλου ίσως το μόνο μέρος που θα περίμενε κανείς να έχουν επιβιώσει μικροβιακοί οργανισμοί, στον Άρη, αν υπήρξαν ποτέ.

Για περισσότερες πληροφορίες και δεκάδες φωτογραφίες του Άρη από το Φοίνιξ: http://phoenix.lpl.arizona.edu/


Ελένη Χατζηχρήστου
Αστροφυσικός
http://www.astro.noa.gr/~echatz


Η λίστα ιστολογίων μου

Ελβετία 2007

Γραμμή Βίντεο

Loading...