Γιατί η Γη μπορεί μια μέρα να μοιάζει με τον Άρη

Κάθε λεπτό, 181 κιλά υδρογόνου και σχεδόν 3,2 κιλά ηλίου δραπετεύουν από την ατμόσφαιρα της Γης στο εξώτερο Διάστημα. Η αστροφυσικός Αντζαλί Τριπάτι μελετά το φαινόμενο της ατμοσφαιρικής διαφυγής και, σε αυτή τη συναρπαστική και προσιτή ομιλία, αναλογίζεται το πώς αυτή η διαδικασία θα μπορούσε μια μέρα (μερικά δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα) να μετατρέψει τον πλανήτη μας από μπλε σε κόκκινο.

Όταν κοιτάτε τα αστέρια τη νύχτα,

είναι εκπληκτικό τι μπορείτε να δείτε.

Είναι πανέμορφο.

Αλλά είναι ακόμη πιο εκπληκτικά
αυτά που δεν μπορείτε να δείτε.

Διότι αυτό που ξέρουμε τώρα

είναι πως γύρω από κάθε αστέρι
ή σχεδόν κάθε αστέρι,

υπάρχει ένας πλανήτης

ή τουλάχιστον μερικοί.

Άρα αυτό που αυτή η εικόνα δε σας δείχνει

είναι όλοι οι πλανήτες
για τους οποίους γνωρίζουμε

εκεί έξω στο Διάστημα.

Όταν, όμως, σκεφτόμαστε τους πλανήτες
έχουμε την τάση να σκεφτόμαστε

απομακρυσμένα πράγματα,
πολύ διαφορετικά από τα δικά μας.

Εδώ όμως είμαστε σε έναν πλανήτη

και υπάρχουν τόσα πολλά πράγματα
που είναι εκπληκτικά σχετικά με τη Γη

που ψάχνουμε μακριά και ευρέως
να βρούμε πράγματα σαν κι αυτά.

Και όταν ψάχνουμε,
βρίσκουμε εκπληκτικά πράγματα.

Αλλά θέλω να σας μιλήσω
για κάτι εκπληκτικό εδώ στη Γη.

Και αυτό είναι πως κάθε λεπτό,

181 κιλά υδρογόνου

και σχεδόν 3 κιλά ηλίου

δραπετεύουν από τη Γη στο Διάστημα.

Αυτά είναι αέρια τα οποία εκλύονται
και δεν επιστρέφουν ποτέ.

Υδρογόνο, ήλιο και πολλά άλλα

συνθέτουν αυτό που είναι γνωστό
ως η ατμόσφαιρα της Γης.

Η ατμόσφαιρα είναι απλώς αυτά τα αέρια,
τα οποία σχηματίζουν μια λεπτή μπλε γραμμή

που φαίνεται εδώ από τον Διεθνή
Διαστημικό Σταθμό,

μια φωτογραφία την οποία
έβγαλαν κάποιοι αστροναύτες.

Αυτή η λεπτή επίστρωση
γύρω από τον πλανήτη μας

είναι αυτό που επιτρέπει
στη ζωή να ευδοκιμήσει.

Προστατεύει τον πλανήτη μας
από πάρα πολλές συγκρούσεις

από μετεωρίτες και τα συναφή.

Είναι ένα τόσο εκπληκτικό φαινόμενο

που το γεγονός ότι εξαφανίζεται

θα έπρεπε να σας τρομάζει,
τουλάχιστον λίγο.

Αυτή η διαδικασία είναι κάτι που μελετάω

και ονομάζεται ατμοσφαιρική διαφυγή.

Η ατμοσφαιρική διαφυγή δε συμβαίνει
αποκλειστικά στον πλανήτη Γη.

Είναι μέρος του τι σημαίνει πλανήτης,

αν με ρωτάτε,

διότι οι πλανήτες, όχι μόνο εδώ στη Γη,
αλλά παντού στο Σύμπαν,

μπορούν να υποστούν ατμοσφαιρική διαφυγή.

Και ο τρόπος με τον οποίο συμβαίνει

μας μαθαίνει για τους ίδιους
τους πλανήτες.

Διότι όταν σκέφτεστε το ηλιακό σύστημα,

μπορεί να σκεφτείτε αυτήν την εικόνα εδώ.

Και θα λέγατε, λοιπόν,
υπάρχουν οκτώ πλανήτες, ίσως εννιά.

Για όσους από εσάς αγχώνονται
με αυτή τη φωτογραφία,

θα προσθέσω κάποιον για εσάς.

(Γέλια)

Παραχώρηση του New Horizons,
συμπεριλαμβάνουμε τον Πλούτωνα.

Το θέμα εδώ είναι

πως για τον σκοπό αυτής της ομιλίας
και της ατμοσφαιρικής διαφυγής,

ο Πλούτωνας είναι πλανήτης στο μυαλό μου,

με τον ίδιο τρόπο που πλανήτες
γύρω από άλλα άστρα

που δεν μπορούμε να δούμε,
είναι επίσης πλανήτες.

Βασικά χαρακτηριστικά των πλανητών

συμπεριλαμβάνουν
το γεγονός ότι είναι σώματα

τα οποία συγκρατούνται μαζί
λόγω της βαρύτητας.

Είναι πολλά υλικά
απλώς κολλημένα μεταξύ τους

με αυτή την ελκτική δύναμη.

Και αυτά τα σώματα είναι τόσο μεγάλα
και έχουν τόση πολλή βαρύτητα,

γι' αυτό και είναι στρογγυλά.

Όταν, λοιπόν, κοιτάτε όλα αυτά,

συμπεριλαμβανομένου του Πλούτωνα,

είναι στρογγυλά.

Άρα μπορείτε να καταλάβετε
πως η βαρύτητα εμπλέκεται πραγματικά εδώ.

Αλλά άλλο ένα βασικό
χαρακτηριστικό των πλανητών,

είναι αυτό που δε βλέπετε εδώ.

Και αυτό είναι το άστρο, ο Ήλιος,

γύρω από τον οποίο κινούνται
όλοι οι πλανήτες στο ηλιακό σύστημα.

Και αυτό είναι βασικά που προκαλεί
την ατμοσφαιρική διαφυγή.

Ο βασικός λόγος
για τον οποίο τα άστρα

προκαλούν την ατμοσφαιρική
διαφυγή από τους πλανήτες

είναι το ότι τα άστρα
προσφέρουν στους πλανήτες

σωματίδια και φως και θερμότητα

που μπορούν να προκαλέσουν
την ατμοσφαιρική διαφυγή.

Αν σκεφτείτε ένα αερόστατο

ή εάν κοιτάξετε αυτήν την εικόνα φαναριών
στην Ταϊλάνδη σε ένα φεστιβάλ,

μπορείτε να δείτε πως ο ζεστός αέρας
μπορεί να ωθήσει αέρια προς τα πάνω.

Και εάν έχετε αρκετή ενέργεια
και θερμότητα,

τις οποίες έχει ο Ήλιος μας,

αυτό το αέριο, το οποίο είναι τόσο ελαφρύ
και συγκρατείται μόνο με τη βαρύτητα,

μπορεί να διαφύγει στο Διάστημα.

Αυτό είναι στην πραγματικότητα
που προκαλεί την ατμοσφαιρική διαφυγή

εδώ στη Γη, άλλα και σε άλλους πλανήτες -

αυτή η αλληλεπίδραση μεταξύ
θερμότητας από το άστρο

και υπέρβασης της δύναμης
της βαρύτητας στον πλανήτη.

Σας είπα, λοιπόν, πως αυτό συμβαίνει

με ρυθμό 181 κιλών το λεπτό
για το υδρογόνο

και σχεδόν 3 κιλών για το ήλιο.

Πώς, όμως, μοιάζει αυτό;

Λοιπόν, ακόμη και τη δεκαετία του '80,

βγάλαμε φωτογραφίες της Γης

με υπεριώδη ακτινοβολία

χρησιμοποιώντας το διαστημόπλοιο
Dynamic Explorer της NASA.

Αυτές, λοιπόν, οι δύο φωτογραφίες της Γης

σας δείχνουν πώς μοιάζει αυτή η λάμψη
του υδρογόνου που διαφεύγει,

σε κόκκινο.

Και μπορείτε να δείτε
κι άλλα χαρακτηριστικά,

όπως οξυγόνο και άζωτο,

σε αυτή τη λευκή λάμψη
στον κύκλο που σας δείχνει τα σέλας

καθώς και κάποιες δέσμες
γύρω από τους τροπικούς.

Αυτές, λοιπόν, είναι εικόνες
που μας δείχνουν ολοκληρωτικά

πως η ατμόσφαιρά μας
δεν είναι σφιχτά δεσμευμένη

σε μας εδώ στη Γη,

αλλά στην πραγματικότητα
εξαπλώνεται μακριά στο Διάστημα,

σε ανησυχητικό βαθμό,
θα μπορούσα να προσθέσω.

Αλλά η Γη δεν είναι η μόνη
που υφίσταται ατμοσφαιρική διαφυγή.

Ο Άρης, ο πλησιέστερός μας γείτονας,
είναι πολύ μικρότερος από τη Γη,

και άρα έχει πολύ λιγότερη βαρύτητα
με την οποία συγκρατεί την ατμόσφαιρά του.

Παρόλο που ο Άρης έχει μια ατμόσφαιρα,

μπορούμε να δούμε πως είναι
πολύ πιο λεπτή από της Γης.

Κοιτάξτε μόνο την επιφάνεια.

Βλέπετε κρατήρες που υποδεικνύουν
πως δεν είχε ατμόσφαιρα

που θα μπορούσε να σταματήσει
αυτές τις συγκρούσεις.

Επίσης, βλέπουμε
πως είναι ο «κόκκινος πλανήτης»

και η ατμοσφαιρική διαφυγή
διαδραματίζει έναν ρόλο

στο γεγονός πως ο Άρης είναι κόκκινος.

Και αυτό επειδή πιστεύουμε
ότι ο Άρης είχε ένα πιο υγρό παρελθόν,

και όταν το νερό είχε αρκετή ενέργεια,
διασπάστηκε σε υδρογόνο και οξυγόνο,

και το υδρογόνο, όντας τόσο ελαφρύ,
διέφυγε στο Διάστημα,

και το οξυγόνο που παρέμεινε

οξείδωσε ή σκούριασε το έδαφος,

προκαλώντας αυτό το γνωστό σκουριασμένο
κόκκινο χρώμα που βλέπουμε.

Άρα είναι φυσιολογικό να κοιτάμε
φωτογραφίες του Άρη

και να λέμε πως πιθανόν
να συνέβη ατμοσφαιρική διαφυγή,

αλλά η NASA έχει έναν ανιχνευτή
που βρίσκεται τώρα στον Άρη,

τον δορυφόρο MAVEN, δουλειά του οποίου
είναι η μελέτη της ατμοσφαιρικής διαφυγής.

Είναι το διαστημόπλοιο Αρειανής
Ατμόσφαιρας και Πτητικής Εξέλιξης.

Τα αποτελέσματά του έχουν ήδη δείξει
εικόνες αρκετά όμοιες

με αυτές που έχετε δει εδώ στη Γη.

Γνωρίζουμε εδώ και καιρό πως ο Άρης
έχανε την ατμόσφαιρά του,

αλλά έχουμε κάποιες εκπληκτικές εικόνες.

Εδώ, για παράδειγμα, μπορείτε
να δείτε στον κόκκινο κύκλο

το μέγεθος του Άρη,

και στο μπλε μπορείτε να δείτε το υδρογόνο
που διαφεύγει μακριά απ' τον πλανήτη.

Εκτείνεται πάνω από 10 φορές
το μέγεθος του πλανήτη,

αρκετά μακριά ώστε να μην είναι πλέον
δέσμιο σε αυτόν τον πλανήτη.

Διαφεύγει μακριά στο Διάστημα.

Αυτό μας βοηθάει
να επιβεβαιώσουμε ιδέες,

όπως το γιατί ο Άρης είναι κόκκινος,
από αυτό το χαμένο υδρογόνο.

Το υδρογόνο, όμως,

δεν είναι το μόνο αέριο που χάνεται.

Ανέφερα το ήλιο στη Γη
και κάποιο οξυγόνο και άζωτο

και από τον MAVEN μπορούμε επίσης να δούμε
το οξυγόνο που χάνεται από τον Άρη.

Μπορείτε να δείτε πώς,
επειδή το οξυγόνο είναι βαρύτερο,

δεν μπορεί να φτάσει
τόσο μακριά όσο το υδρογόνο

κι όμως διαφεύγει μακριά από τον πλανήτη.

Δεν τα βλέπετε όλα περιορισμένα
σε αυτόν τον κόκκινο κύκλο.

Άρα το γεγονός ότι δεν παρατηρούμε
την ατμοσφαιρική διαφυγή

μόνο στον δικό μας πλανήτη,

αλλά μπορούμε να τη μελετήσουμε αλλού
και να στείλουμε διαστημόπλοια,

μας επιτρέπει να μάθουμε
για το παρελθόν πλανητών,

αλλά και για τους πλανήτες γενικά

και για το μέλλον της Γης.

Ένας τρόπος, λοιπόν, με τον οποίο μπορούμε

πραγματικά να μάθουμε για το μέλλον

είναι με πλανήτες τόσο μακρινούς
που δεν μπορούμε καν να δούμε.

Θα έπρεπε ωστόσο να σημειώσω,
πριν προχωρήσω σε αυτό,

πως δεν πρόκειται να σας δείξω
φωτογραφίες σαν αυτή του Πλούτωνα,

που μπορεί να είναι απογοητευτικές,

αλλά επειδή δεν τις έχουμε ακόμα.

Η νέα αποστολή του New Horizons είναι
η μελέτη της ατμοσφαιρικής διαφυγής

που χάνεται από τον πλανήτη.

Μείνετε, λοιπόν, συντονισμένοι
και προσέξτε το.

Οι πλανήτες, όμως,
για τους οποίους ήθελα να μιλήσω

είναι γνωστοί ως διερχόμενοι εξωπλανήτες.

Κάθε πλανήτης, λοιπόν, του οποίου η τροχιά

βρίσκεται γύρω από άστρο
το οποίο δεν είναι ο Ήλιος μας,

ονομάζεται εξωπλανήτης
ή εξωηλιακός πλανήτης.

Και αυτοί οι πλανήτες
τους οποίους καλούμε διερχόμενους

έχουν το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό

πως, αν κοιτάξετε
εκείνο το άστρο στη μέση,

θα δείτε πως στην πραγματικότητα
αναβοσβήνει.

Ο λόγος που αναβοσβήνει

είναι γιατί υπάρχουν πλανήτες
που το προσπερνούν συνέχεια,

και είναι σε ιδιαίτερο προσανατολισμό

που οι πλανήτες εμποδίζουν
το φως από το άστρο

που μας επιτρέπει να δούμε
αυτό το φως να αναβοσβήνει.

Ψάχνοντας τα άστρα
στον νυχτερινό ουρανό

για αυτήν την κίνηση,

μπορούμε να βρούμε πλανήτες.

Με αυτόν τον τρόπο μπορέσαμε
να εντοπίσουμε πάνω από 5.000 πλανήτες

στον δικό μας Γαλαξία

και ξέρουμε πως υπάρχουν
πολλοί περισσότεροι εκεί έξω.

Όταν, λοιπόν, κοιτάμε
το φως από αυτά τα άστρα,

αυτό που βλέπουμε, όπως είπα,
δεν είναι ο ίδιος ο πλανήτης,

αλλά στην πραγματικότητα βλέπετε
ένα σκοτείνιασμα του φωτός

που μπορούμε να καταγράψουμε στον χρόνο.

Το φως, λοιπόν, εξασθενεί

καθώς ο πλανήτης μικραίνει
μπροστά στο άστρο,

και αυτό είναι που είδατε πριν.

Όχι μόνο εντοπίζουμε
τους πλανήτες, λοιπόν,

αλλά μπορούμε να κοιτάξουμε αυτό το φως
σε διαφορετικά μήκη κύματος.

Ανέφερα την παρατήρηση της Γης
και του Άρη με υπεριώδη ακτινοβολία.

Εάν κοιτάξουμε
τους διερχόμενους εξωπλανήτες,

με το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χαμπλ,
βρίσκουμε πως στην υπεριώδη ακτινοβολία,

βλέπουμε πιο έντονο αυτό το φαινόμενο,
πολύ λιγότερο φως από το άστρο,

όταν ο πλανήτης περνάει από μπροστά.

Πιστεύουμε πως αυτό συμβαίνει

επειδή έχουμε μια διευρυμένη ατμόσφαιρα
υδρογόνου γύρω από τον πλανήτη

που τον κάνει να μοιάζει πιο φουσκωμένος

και έτσι εμποδίζει πιο πολύ
από το φως που βλέπετε.

Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική,
μπορέσαμε να ανακαλύψουμε

μερικούς διερχόμενους εξωπλανήτες
που υφίστανται ατμοσφαιρική διαφυγή.

Αυτοί οι πλανήτες μπορούν
να αποκαλούνται καυτοί Δίες,

για μερικούς από αυτούς που έχουμε βρει.

Και αυτό επειδή είναι αέριοι
πλανήτες σαν τον Δία,

αλλά βρίσκονται τόσο κοντά στο άστρο τους,

περίπου 100 φορές
πιο κοντά απ' ό,τι ο Δίας.

Και επειδή υπάρχει όλο αυτό
το ελαφρύ αέριο έτοιμο να διαφύγει,

και όλη αυτή τη θερμότητα από το άστρο,

έχετε εντελώς καταστροφικούς ρυθμούς
ατμοσφαιρικής διαφυγής.

Αντίθετα, λοιπόν,

με τα 181 κιλά ανά λεπτό
του υδρογόνου που χάνεται από τη Γη,

για αυτούς τους πλανήτες

χάνεται μισό δισεκατομμύριο κιλά
υδρογόνου ανά λεπτό.

Μπορεί να σκεφτείτε,

κάνει αυτό τον πλανήτη
να σταματήσει να υπάρχει;

Αυτό είναι κάτι για το οποίο
οι άνθρωποι αναρωτιόντουσαν

όταν κοίταζαν το ηλιακό σύστημα,

διότι οι πιο κοντινοί στον Ήλιο
πλανήτες είναι πετρώδεις

και οι πιο μακρινοί πλανήτες είναι
πιο μεγάλοι και πιο αεριώδεις.

Θα μπορούσατε να ξεκινήσετε
με κάτι σαν τον Δία

που ήταν πιο κοντά στον Ήλιο,

και να ξεφορτωθείτε όλο το αέριο σε αυτόν;

Πιστεύουμε τώρα πως αν ξεκινήσετε
με κάτι σαν έναν καυτό Δία,

στην πραγματικότητα δεν μπορείτε
να καταλήξετε με τον Ερμή ή τη Γη.

Αλλά αν ξεκινούσατε με κάτι μικρότερο,

θα μπορούσε να διαφύγει αρκετό αέριο

που θα το είχε επηρεάσει σημαντικά

και θα σας άφηνε με κάτι πολύ διαφορετικό
από αυτό με το οποίο ξεκινήσατε.

Όλα αυτά ακούγονται κάπως γενικά,

και μπορούμε να αναλογιστούμε
σχετικά με το ηλιακό σύστημα,

αλλά τι έχει να κάνει αυτό
με εμάς εδώ στη Γη;

Λοιπόν, στο μακρινό μέλλον,

ο Ήλιος θα γίνει πιο λαμπερός.

Και καθώς συμβαίνει αυτό,

η θερμότητα που λαμβάνουμε
από τον Ήλιο θα γίνει πολύ έντονη.

Με τον ίδιο τρόπο που βλέπετε αέρια
να διαρρέουν από έναν καυτό Δία,

αέρια πρόκειται να διαρρεύσουν από τη Γη.

Άρα, αυτό που μπορούμε να περιμένουμε

ή τουλάχιστον να προετοιμαστούμε γι' αυτό,

είναι το γεγονός πως στο μακρινό μέλλον,

η Γη θα μοιάζει περισσότερο με τον Άρη.

Το υδρογόνο μας, από νερό
το οποίο που έχει διασπαστεί,

πρόκειται να διαφύγει
στο Διάστημα πολύ πιο γρήγορα

και θα ξεμείνουμε με αυτόν
τον ξηρό, κοκκινωπό πλανήτη.

Οπότε μη φοβάστε, δε θα συμβεί
για μερικά δισεκατομμύρια χρόνια,

οπότε υπάρχει χρόνος να προετοιμαστούμε.

(Γέλια)

Αλλά ήθελα να είστε ενήμεροι
του τι συμβαίνει,

όχι μόνο στο μέλλον,

καθώς η ατμοσφαιρική διαφυγή
συμβαίνει όσο μιλάμε.

Υπάρχει, λοιπόν, πολλή
εντυπωσιακή επιστήμη

για την οποία ακούτε να συμβαίνει
στο Διάστημα και σε πλανήτες

που βρίσκονται πολύ μακριά

και μελετάμε αυτούς τους πλανήτες
για να μάθουμε γι' αυτούς τους κόσμους.

Άλλα όσο μαθαίνουμε για τον Άρη
ή για εξωπλανήτες, όπως τους καυτούς Δίες,

βρίσκουμε πράγματα
όπως την ατμοσφαιρική διαφυγή

τα οποία μας λένε πιο πολλά
για τον πλανήτη μας εδώ στη Γη.

Αναλογιστείτε το αυτό
την επόμενη φορά που θα σκεφτείτε

ότι το Διάστημα βρίσκεται πολύ μακριά.

Σας ευχαριστώ.

(Χειροκρότημα)