מדוע כדור הארץ עלול יום אחד להיראות כמו מאדים | אנג'אלי טריפאטי | TEDxרח'-ביקון

בכל דקה ודקה, 180 ק"ג של מימן וכ-3 ק"ג של הליום מתנדפים מהאטמוספירה של כדור הארץ לחלל החיצון. האסטרופיזיקאית אנג'אלי טריפאטי חוקרת את תופעת הנידוף האטמוספרי, ובהרצאה מרתקת ובהירה זאת היא בוחנת כיצד יום אחד (בעוד כמה מיליארדי שנים) יהפוך התהליך הזה את כוכב הלכת הכחול שלנו לאדום

הרצאה זו ניתנה באירוע TEDx מקומי שהופק בפורמט TED באופן עצמאי ע"י קהילה מקומית. למידע נוסף: http://ted.com/tedx

כשאתם מתבוננים בכוכבים, בלילה,

מדהים מה אפשר לראות.

זה נהדר.

אבל מה שיותר מדהים
הוא מה שאינכם יכולים לראות,

כי היום ידוע לנו

שסביב כל כוכב, או שמש,
או כמעט סביב כולם,

יש כוכב-לכת,

או כמה כאלה.

אז מה שלא רואים בתמונה הזאת

הוא את כל כוכבי הלכת
המוכרים לנו

שיש בחלל.

אבל כשאנו חושבים על כוכבי-לכת
אנו נוטים לחשוב על עצמים רחוקים

ושונים מאד מכוכב הלכת שלנו.

אבל אנו הרי חיים
על כוכב-לכת,

ויש בכדור הארץ דברים נפלאים
כה רבים,

עד כי אנו מרחיקים לחפש
אחר דברים דומים.

ובחיפושינו,
אנו מוצאים דברים מופלאים.

אך ברצוני לספר לכם על משהו מופלא,
כאן, בכדור הארץ:

בכל דקה ודקה

180 קילוגרמים של מימן

וכ-3 קילוגרמים של הליום

דולפים מכדור הארץ לחלל.

ומדובר בגזים שנפלטים
ולעולם לא ישובו.

המימן, ההליום ורבים נוספים

מהווים את מה שמוכר
כאטמוספירה של כדור הארץ.

האטמוספירה היא פשוט הגזים הללו
שיוצרים שכבה כחולה ודקה

שרואים כאן,
בצילום מתחנת החלל הבינלאומית,

תמונה שצילמו אסטרונאוטים.

והרובד הדק הזה שמקיף
את כוכב הלכת שלנו

הוא שמאפשר לחיים לשגשג.

הוא מגונן על עולמנו
מפני פגיעות רבות מדי,

של מטאורים וכדומה.

וזאת תופעה כה מדהימה

שהעובדה שהיא הולכת ונעלמת

צריכה להפחיד אותנו,
לפחות קצת.

אני חוקרת את התהליך הזה

שקרוי "נידוף אטמוספרי".

הנידוף האטמוספרי איננו ייחודי
לכוכב הלכת ארץ.

זהו חלק ממהותו של כל כוכב-לכת,
אם תשאלו אותי,

כי כוכבי-לכת, לא רק כדור הארץ
אלא בכל היקום,

עלולים לעבור נידוף אטמוספרי.

והדרך בה זה קורה יכולה
ללמד אותנו על כוכבי הלכת עצמם.

כי כשאתם חושבים על מערכת השמש,

אתם אולי חושבים
על התמונה הזאת,

ואומרים,
יש שמונה או תשעה כוכבי-לכת.

ומי שנכנס ללחץ בגלל התמונה הזאת,

אתן לו סיבה נוספת לכך.

(צחוק)

החללית "אופקים חדשים"
מאפשרת לנו להוסיף את פלוטו.

והעניין הוא,

למטרות ההרצאה הזאת
והנידוף האטמוספרי,

פלוטו, מבחינתי, הוא כוכב-לכת,

ממש כפי שכוכבי הלכת שמקיפים
שמשות אחרות ואיננו יכולים לראותם

גם הם כוכבי-לכת.

מאפיין יסודי של כוכבי-לכת

כולל את העובדה שמדובר בגופים

שמוחזקים יחד בכוח הכבידה.

כלומר, המון חומר שמודבק יחד

בעזרת כוח המשיכה הזה.

הגופים האלה גדולים מאד
ויש להם כבידה חזקה

ולכן הם עגולים.

אז כשמביטים בכולם,

כולל פלוטו,

רואים שהם עגולים.

רואים שהכבידה אכן פעילה כאן.

אבל מאפיין יסודי נוסף
של כוכבי-לכת

הוא משהו שלא רואים כאן:

והוא הכוכב, השמש,

שכל כוכבי הלכת במערכת השמש
חגים סביבה.

וזה גורם מרכזי
ביסוד הנידוף האטמוספרי.

הסיבה ששמשות הן גורם יסוד
בנידוף אטמוספרי של כוכבי-לכת

היא משום שהשמשות מציעות
לכוכבי הלכת חלקיקים, אור וחום

שעלולים לגרום לאטמוספירות להתנדף.

למשל, אם תחשבו על בלון
מלא באוויר חם,

או תתבוננו בתמונה הזאת
של פנסים בפסטיבל בתאילנד,

תראו שהאוויר החם מסוגל
לדחוף את הגזים כלפי מעלה.

ואם יש מספיק אנרגיה וחום,

כמו לשמש שלנו,

הגז הקל,
שרק הכבידה מחזיקה בו,

עלול להימלט לחלל.

וזה בדיוק מה שגורם
לנידוף האטמוספרי,

כאן, בכדור הארץ,
ובכוכבי-לכת אחרים --

המאבק שבין החום שמגיע מהשמש

וההתגברות על כוח הכבידה
של כוכב הלכת.

כפי שאמרתי, זה קורה

בקצב של 180 ק"ג מימן
וכ-3 ק"ג הליום לדקה.

אבל איך זה נראה?

ובכן, כבר בשנות ה-80
של המאה ה-20,

צילמנו תמונות של כדור הארץ

בעל-סגול

בעזרת רכב החלל של נאס"א,
ה"דינמיק אקספלורר".

שתי התמונות האלה
של כוכב הלכת הארץ

מראות את הזוהר
של המימן המתנדף,

המוצג באדום.

ואפשר גם לראות חומרים נוספים
כמו חמצן וחנקן

בלבן הקלוש הזה

שבמעגל שמראה את ההילות

ובעוד כמה אניצים באזור הטרופי.

אלה תמונות שמראות לנו
באופן משכנע

שהאטמוספירה שלנו אינה כבולה אלינו,
כאן בכדור הארץ,

אלא היא מתפשטת הרחק לחלל,

ובקצב מדאיג, הייתי מוסיפה.

אבל לא רק כדור הארץ
עובר נידוף אטמוספרי.

מאדים, שכננו הקרוב ביותר,
קטן בהרבה מארץ,

ולכן יש לו כבידה פחותה בהרבה
כדי להיאחז באטמוספירה שלו.

אז למרות שלמאדים יש אטמוספירה,

אנו יכולים לראות שהיא דקה בהרבה
משל כדור הארץ.

ראו את פני השטח.

אנו רואים מכתשים שמצביעים על כך
שלא היתה לו אטמוספירה

שיכלה לבלום את הפגיעות האלה.

כמו כן, אנו רואים שהוא
"כוכב הלכת האדום",

והנידוף האטמוספרי יש חלק בכך

שמאדים הינו אדום.

וזה, כי לדעתנו,
למאדים היה עבר רטוב יותר,

וכשהמים הכילו די אנרגיה,
הם התפרקו למימן וחמצן,

והיות שהמימן כה קל,
הוא התנדף אל החלל,

והחמצן שנותר

חימצן או החליד את הקרקע,

ביוצרו את הגוון האדום החלוד המוכר
שאנו רואים.

אז אין בעיה לצפות בתמונות
של מאדים

ולקבוע שכנראה שאירע נידוף אטמוספרי,

אבל לנאס"א יש עכשיו במאדים
גשושית בשם "לווין מייבן",

שמשימתו לחקור את הנידוף האטמוספרי.

"מייבן" הן ר"ת של
"האטמוספירה והאבולוציה הנדיפה של מאדים".

והתוצאות שהתקבלו ממנו
כבר הראו תמונות דומות מאד

למה שראיתם כאן, בכדור הארץ.

זה מכבר ידוע לנו
שהמאדים מאבד את האטמוספירה שלו,

אבל יש לנו כמה
תמונות מזעזעות.

למשל, כאן, העיגול האדום,

מייצג את גודלו של מאדים,

ובכחול רואים את המימן
שמתנדף מכוכב הלכת.

הנידוף מתפשט לכדי פי 10
מגודל כוכב הלכת,

רחוק מספיק כדי לחמוק
מאחיזת הכבידה של כוכב הלכת.

זה מתנדף לחלל.

וזה עוזר לנו לאשש רעיונות,

למשל, בשאלה מדוע מאדים אדום
עקב אובדן המימן.

אבל המימן איננו הגז היחיד שאובד.

ציינתי שמכדור הארץ מתנדפים
הליום וקצת חמצן וחנקן,

ובעזרת "מייבן" אנו יכולים לבחון
את החמצן שמתנדף ממאדים.

אתם רואים שמשום שהחמצן כבד יותר,

הוא לא מתרחק כמו המימן,

אבל הוא בכל זאת מתנדף
מכוכב הלכת.

אתם רואים שהוא אינו מוגבל
לתחומי העיגול האדום.

אז העובדה שאיננו מוצאים
נידוף אטמוספרי רק בכוכב הלכת שלנו

אלא מסוגלים לחקור זאת במקום אחר
ולשגר לשם רכב חלל,

מאפשרת לנו ללמוד
אודות עברם של כוכבי-לכת

אבל גם באופן כללי
על כוכבי הלכת

ועל עתידו של כדור הארץ.

דרך אחת שבה ביכולתנו
ללמוד אודות העתיד

היא בעזרת כוכבי-לכת
כה רחוקים, שאיננו יכולים לראותם.

וכאן עלי לציין,
בטרם אעבור לזה,

שלא אראה לכם תמונות כאלה
מפלוטו,

וזה אולי מאכזב,

אבל הסיבה היא
שעדיין אין לנו תמונות כאלה.

אבל משימתה הנוכחית של "אופקים חדשים"
היא לחקור את הנידוף האטמוספרי

מכוכב הלכת.

אז צפו לכך בזמן הקרוב.

אבל כוכבי הלכת עליהם רציתי לדבר

ידועים כ"כוכבי-לכת חיצוניים חולפים".

כל כוכב-לכת שחג סביב שמש
שאיננה השמש שלנו

מכונה "כוכב-לכת חיצוני",
או "כוכב-לכת חוץ-סולארי".

ולכוכבי הלכת שאנו מכנים "חולפים"

יש המאפיין המיוחד

שכאשר צופים בשמש שבמרכז,

רואים שהיא מהבהבת.

והיא מהבהבת

משום שיש כוכבי-לכת
שכל הזמן חולפים על פניה,

והכיוון שלהם הוא כזה,

שהם חוסמים את אורה
של השמש שלהם,

וזה מאפשר לנו לראות
שהאור הזה מהבהב.

אראה לכם את זה שוב.

אתם רואים את האור המהבהב.

ובעזרת סקירה של השמשות
בשמי הלילה

לאיתור התנועה המהבהבת הזאת,

אנו מסוגלים למצוא כוכבי-לכת.

הצלחנו כך לאתר
מעל 5,000 כוכבי-לכת

בשביל החלב שלנו,

וידוע לנו שיש עוד הרבה יותר,
כפי שציינתי.

אז כשאנו צופים בלילה
בשמשות האלה,

מה שאנו רואים, כפי שאמרתי,
איננו כוכב הלכת עצמו,

אלא עמעום של האור

שאפשר לתעד במשך זמן.

כלומר, האור נחלש כשכוכב הלכת
עובר לפני השמש,

וזהו ההבהוב שראיתם קודם.

לא זו בלבד שאנו מסוגלים
לזהות את כוכבי הלכת,

אלא גם לבחון את האור הזה
באורכי-גל שונים.

הזכרתי את הצפייה בכדור הארץ
ובמאדים באור על-סגול.

כשאנו צופים בכוכבי הלכת החיצוניים החולפים
דרך טלסקופ החלל "האבל",

אנו מגלים שבאור על-סגול,

ההבהובים הם גדולים בהרבה
ומגיע הרבה פחות אור מן השמש,

כשכוכב הלכת חולף על פניה.

ולדעתנו זה בגלל
אטמוספירה מורחבת של מימן

שמקיפה את כוכב הלכת

וגורמת לו להיראות גדול ומעורפל יותר

ובכך חוסמת יותר מן האור הנראה.

בעזרת הטכניקה הזאת הצלחנו לגלות

כמה כוכבי-לכת חיצוניים חולפים
שעוברים נידוף אטמוספרי.

ניתן לכנות "צדק חם"
כמה מכוכבי-לכת אלה שגילינו,

וזה משום שהם ענקים גזיים
כמו צדק,

אבל הם כה קרובים
אל השמש שלהם,

בערך פי 100 יותר מאשר צדק.

ובגלל הימצאות כל הגז הקל הזה
שמוכן להתנדף,

וכל החום של אותה שמש,

מתקבל נידוף אטמוספירי
בכמויות שואתיות.

שלא כמו 180 הק"ג לדקה
של המימן שמתנדף מכדור הארץ,

בכוכבי הלכת האלה

אובדים בכל דקה
כ-590 מיליון ק"ג מימן.

אולי תשאלו אם זה גורם לכוכב הלכת
לחדול מלהתקיים.

זאת שאלה שהעסיקה אנשים

ביחס למערכת השמש שלנו,

כי כוכבי-לכת שקרובים לשמש
הם סלעיים,

ואלה שרחוקים ממנה -
גדולים וגזיים יותר.

האם בהתחלה היו כוכבי-לכת
כמו צדק,

שהיו קרובים לשמש,

ונפטרו מכל הגזים שלהם?

כיום ידוע לנו שאם מתחילים
עם משהו מסוג "צדק חם",

לא מגיעים למשהו כמו
כוכב חמה או ארץ.

אבל אם מתחילים ממשהו קטן יותר,

אפשרי שיהיה נידוף גז במידה מספקת

שתשפיע עליו באופן משמעותי

ויתקבל משהו שונה בתכלית
ממה שהיה בתחילה.

כל זה נשמע כללי מאד,

ואנו אולי חושבים על מערכת השמש,

אבל מה זה קשור אלינו,
כאן, בכדור הארץ?

ובכן, בעתיד הרחוק,

השמש תלך ותיעשה בהירה יותר ויותר.

וכשזה יקרה,

החום שמגיע מהשמש
ייעשה עז ביותר.

כמו שראיתם את הגז שזורם
ומתנדף מ"צדק חם",

כך יזרום ויתנדף גם הגז
מכדור הארץ.

אז הדבר שעלינו לצפות לו,

או לפחות להיערך לקראתו,

הוא העובדה שבעתיד הרחוק,

כדור הארץ ייראה יותר כמו מאדים.

המימן שלנו, מהמים שיתפרקו,

יתנדף מהר יותר אל החלל,

ויישאר לנו כוכב-לכת
יבש ואדמדם.

אל פחד, זה יקרה רק בעוד
כמה מיליארדי שנים,

אז יש לנו קצת זמן להתכונן.

(צחוק)

אבל רציתי שתהיו מודעים
למה שקורה,

לא רק בעתיד,

אלא לנידוף האטמוספרי
שמתרחש ממש עכשיו.

אנו שומעים על המון מדע מדהים
שמתרחש בחלל

ועל כוכבי-לכת מרוחקים,

ואנו אמנם חוקרים אותם
כדי ללמוד על העולמות ההם.

אבל כשאנו לומדים על מאדים
ועל כוכבי-לכת חיצוניים מסוג "צדק חם",

אנו מגלים דברים כמו נידוף אטמוספרי

שמלמדים אותנו הרבה יותר
על כוכב הלכת שלנו, כאן בכדור הארץ.

אז קחו זאת בחשבון בפעם הבאה
שתחשבו שהחלל נורא רחוק.

תודה לכם.

(מחיאות כפיים)