Nasimulovali levitující bahno na Marsu. ‚Vakuovou komoru už po nás nikdy nevyčistí,‘ říká vulkanolog
Jako popularizátor vědy má na svědomí tisíce příspěvků na Wikipedii, je ale také spoluautorem dvou dětských knih o vesmíru. Kromě toho planetární vulkanolog Petr Brož provedl výzkum týkající se možnosti výskytu bahenních sopek na Marsu. „Každé těleso má něco svého, unikátního. A to je právě na tom oboru strašně fascinující – že vám nestačí chápat, jak fungují sopky na Zemi, ale vždycky musíte přemýšlet tzv. mimo krabici,“ říká pro Radiožurnál.
Vy říkáte, že sopky jsou důležité pro udržování života na Zemi. Sopky jsou většinou něco, co vnímáme jako ohrožení nebo fascinaci. Vysvětlete to, prosím.
Klasicky sopky považujeme za něco, co jenom něco ničí, ale sopky jsou nástrojem, jak Země dokáže produkovat velké množství skleníkových plynů.
Děti to strašně skvěle umí, že je napadají takové ty šílené otázky. Říkáte si: „Už toho nech, já už neznám odpověď.“ A přesně když si toto řeknete, tak se dostáváte na hranici lidského poznání a do světa vědy, říká Petr Brož
Protože když sopka bouchne, uvolňuje obrovské množství sopečných plynů. A sopečné plyny jsou i skleníkové plyny, protože během sopečné erupce se do atmosféry dostává velké množství vodní páry, oxidu uhličitého. Toto jsou dva nesmírně důležité skleníkové plyny. A v podstatě tak dochází k tomu, že sopečná činnost v geologickém čase pomáhá udržovat na této planetě takový rozsah teplot, který umožňuje život.
Kdyby nebylo sopečné činnosti, tak je velká šance, že nebudeme mít tak silný skleníkový efekt, a v ten moment teploty na povrchu země budou někde pod bodem mrazu. Ještě si nicméně dovolím do toho rychle vmístit jednu větu – člověk už je dávno efektivnější v produkování skleníkových plynů než všechny sopky na této planetě.
Aby si z toho někdo neodnesl tu informaci, kterou pořád vídám na sociálních sítích, že někde bouchne sopka, a stran globální změny klimatu je vyřešeno. Už to tak dávno neplatí. My jsme v tomto mnohem efektivnější.
Erupce na Islandu mají trvat několik století. Způsobilo je magma nahromaděné pod povrchem, říká studie
Číst článek
Když se teď budu chtít pohnout od pozemských sopek směrem k sopkám na Marsu, kde, přiznám se, znám jenom tu největší, která snad měří 27 km…
Uznal bych vám 26 kilometrů, 27 bohužel uznat nemůžu. On je samozřejmě problém v tom, že na Marsu nemáte hladinu moře, takže je těžké říct, odkud budeme měřit nula. Takže historicky v literatuře můžete narazit na čísla 19, 21, 23 nebo 26 kilometrů.
Když si představím horu na Zemi, která by měřila 26 kilometrů…
Jenomže kdybyste se na Olympus Mons chtěla vydat, tak zrovna vy byste byla velice zklamaná, protože je to sice nejvyšší hora ve sluneční soustavě, ale má základnu o šířce 600 kilometrů.
Není to rovina, budete mít pár stupňů, jeden dva, možná tři stupně bude ten sklon, ale bude to strašná nuda, protože vy půjdete 300 kilometrů víceméně po rovné krajině, kde neuvidíte nic fascinujícího. Pak vylezete na vrcholek, neuvidíte zase nic moc fascinujícího a půjdete dolů.
Sopečná činnost na Marsu
Když si vezmu sopečnou činnost tady, jak ji známe na Zemi – klasickou sopečnou činnost, nějaké bahenní sopky, potom podvodní sopky... Můžu ji srovnávat s tím, co je nebo bylo na Marsu?
Určitě můžeme. To, co planetologové a planetoložky ve své práci dělají, je, že se snaží pochopit to, jak sopečná činnost na jiných tělesech fungovala a co má třeba společného se sopečnou činností tady na Zemi. Kdybychom se na to podívali, tak po fyzikální stránce vám to bude fungovat stejným způsobem.
‚Poněkud nečekané.‘ Podle studie byly na Měsíci aktivní sopky ještě když na Zemi vládli dinosauři
Číst článek
Na Marsu, stejně jako na Zemi, vám musí vznikat magma. To znamená, že potřebujete zahřát horniny v hlubších partiích toho tělesa. Jak vám vznikne magma? Má menší hustotu než ty okolní horniny, ze kterých vzniklo, takže vám začne vystupovat k povrchu. Když se vám dostane k povrchu, začne vám vznikat sopečná činnost.
Ta sopečná činnost může mít dva hlavní způsoby – buď se vám ta láva bude do okolí rozlévat a bude to tzv. výlevná sopečná činnost, nebo to bude bouchat, budete tam mít exploze a budete mít explozivní sopečnou činnost. Toto je něco, co je na Zemi, Marsu, Venuši, Merkuru, Měsíci – a můžeme pokračovat po sluneční soustavě – stejné, protože to jsou ty základní věci. Ale bude se to lišit v drobných nuancích.
Když se budeme držet na Zemi u něčeho, co všichni znají, tak samozřejmě bude rozdíl, když nám bouchne na Zemi sopka na souši pod ledovcem nebo na oceánském dnu. Stejně tak samozřejmě budeme mít rozdílný projev sopečné činnosti, když k tomu dojde na Marsu, protože Mars má mnohem řidší atmosféru, než má Země.
To znamená, že vám nebude třeba fungovat takový ten klasický způsob transportu materiálu, kdy vám nad sopkou vzniká to obrovitánské mračno tvořené sopečným prachem a popelem, protože tam atmosféra neumožňuje těm částečkám se takto efektivně dostávat do toho vznosu v atmosféře.
„Každé těleso má něco svého, unikátního. A to je právě na tom oboru strašně fascinující, že vám nestačí chápat, jak fungují sopky na Zemi.“
Stejně tak na Marsu se vám bude láva chladit mnohem pomaleji. Protože v tom nemáte pořádný atmosférický tlak, tak vám okolní vzduch nemůže tu lávu tak chladit.
Takže každé těleso má něco svého, unikátního. A to je právě na tom oboru strašně fascinující – že vám nestačí chápat, jak fungují sopky na Zemi, ale vždycky musíte přemýšlet takzvaně mimo krabici a musíte přemýšlet nad tím, co se může stát i jiného, když změníte nějaké podmínky na tom tělese.
Můžou existovat bahenní sopky na Marsu? A jak to dopadlo s vaším pokusem?
Vypadá to, že bahenní sopky by na Marsu skutečně existovat mohly, pakliže by bylo splněno několik specifických podmínek, které by zabily strašně moc času si vysvětlit.
Nicméně to, co jsem se snažil dokázat, bylo úplně jednoduché – jestli by vůbec mohlo být bahno na povrchu Marsu. Kdybych dokázal experimentálně, že to nejde, tak bychom pak samozřejmě všechny články, které tvrdí, že na Marsu byly bahenní sopky, mohli vzít a takzvaně hodit do koše.
Bahno jako vznášedlo
A jak jste to provedli?
Vydal jsem se do Velké Británie na Open University, kde mají vakuovou komoru o velikosti přibližně dvou metrů. V té vakuové komoře můžete dělat různé šílené geologické experimenty.
Sopečná turistika láká tisíce lidí. Nedbalost může ale mít fatální následky
Číst článek
A to, co napadlo mě, bylo, že vezmu velikánský tác vyplněný pískem, ten písek buď podchladím na teplotu minus dvacet stupňů Celsia, nebo ho nechám naopak na teplotě plus dvacet stupňů Celsia. Přidali jsme tam speciální kyblík, který jsme vyplnili bahnem, které mělo velice nízkou viskozitu, to znamená, že strašně dobře teklo.
A k čemu došlo – my jsme ten kyblík pak speciálním zařízením vždycky převrhli, vylili jsme na ten pás a dívali jsme se, co se stane. Toto je na první pohled úplně jednoduchý experiment, ale ukázal fascinující věci, protože jakmile snížíte ten atmosférický tlak, tak začne docházet k tomu, že voda, kterou to bahno v sobě obsahuje, přestane být stabilní. Ona se začne vařit, ale současně začne mrznout, a vám se tak bijí dva procesy.
Když máte tu podložku písku, která má nízkou teplotu, tak jakmile se bahno té podložky dotkne, na povrchu začne to bahno strašně rychle zamrzat, ale nezmrzne celé těleso toho bahna, ale jenom na povrchu se dělá krustička.
To bahno teče vlastně úplně stejně, jako kdybyste byli na Havaji nebo na Islandu a dívali se na to, jak teče láva. Dělá takové laloky i pod tou krustou. Bahno se tam hromadí, až tu krustu rozlomí, vyteče lalok bahna, a zase se udělá krusta. Tento proces se opakuje.
„Levitace tady na Zemi není úplně běžný proces, ukazuje to tak, že na povrchu Marsu můžete mít mnohem složitější procesy.“
Tento experiment tak ukázal, že kdyby bahno na povrchu Marsu teklo po studeném povrchu, tak se bude chovat stejně jako láva. Což je problém, protože když se díváte na satelitní fotografie a vidíte něco, co vypadá jako láva, tak nemůžete říct, že to je láva, protože to může být i bahno, které by se chovalo stejně.
A druhá velká sranda byla v tom, že když jsme to bahno začali lít na povrch, který měl dvacet stupňů Celsia – protože na povrchu Marsu v blízkosti rovníku můžou být oblasti, kde v létě můžou vystoupat teploty až k dvaceti stupňům Celsia –, jsme pozorovali něco jiného.
Pozorovali jsme, že to bahno nestihne tak rychle mrznout, ale dochází k velice dramatickému vaření a kusy toho bahna vřou tak rychle, že fungují jako vznášedlo. Ten plyn utíká všude z toho bahna, ale utíká i zespodu, takže tím, že ho nadnáší, dochází k levitaci. Což je fascinující, protože levitace tady na Zemi není úplně běžný proces, ukazuje to tak, že na povrchu Marsu můžete mít mnohem složitější procesy.
Jak dlouho po vás potom čistili tu vakuovou komoru?
Na tom je nejhorší, že oni ji nečistili po nás, my si ji musíme uklidit sami. To vždycky patří k tomu, že když si tu komoru pronajmete nebo když vám ji půjčí, musíte se pokusit ji uvést do původního stavu.
Ale nám se samozřejmě nepovedlo to úplně dobře vyčistit, protože během těch experimentů bahno lítalo úplně všude, do každé malinkaté štěrbinky, která tam je, se prostě dostal kousek bahna. A když jsme tam přijeli dva roky poté dělat další experimenty zase s bahnem, tak jsme tam naše bahno ještě stále nacházeli a bohužel jsme přidali další, takže si myslím, že už to nikdy nevyčistí.
Jak velký měl experiment s bahnem ohlas ve vědecké komunitě? Budou mít lidé základny v lávových tunelech na Marsu? A jak si doma vyrobit magma z želatiny a čokolády? Poslechněte si celý rozhovor, audio je v úvodu článku.
