Laida „Mokslo sriuba“ - tai ne pelno siekiantis jaunų žmonių sumanymas, kuriamas bendradarbiaujant su Baltijos pažangių technologijų institutu. „Mokslo sriubą“ galima žiūrėti kiekvieną sekmadienį 12.00 val. Ši iniciatyva nagrinėja platų mokslo spektrą, o ypač daug dėmesio skiria įvairiems judėjimo aspektams - nuo bičių judėjimo mieste iki tektoninių plokščių judėjimo ir net palydovų judėjimo kosmose. Taip pat paliečiama Žemės amžiaus nustatymo raida, kuri neatsiejama nuo geologijos mokslo judėjimo pirmyn.
Bitės mieste: judėjimas darnaus miesto link
Miesto bitininkystė sparčiai garsėja visame pasaulyje. Vieniems tai pomėgis ar poilsis po sunkios darbo dienos, kitiems tai ryšys su gamta ar senų papročių puoselėjimas, o dar kitiems svarbu prisidėti dėl nykstančių bičių išsaugojimo. „Mokslo sriuba“ nagrinėjo, kaip Vilniaus mieste ant stogų auginamos bitės. Šis judėjimas leidžia ne tik gauti natūralaus medaus, bet ir didinti biologinę įvairovę miesto aplinkoje.
Palydovų judėjimas kosmose: pažinimo siekis
Šiuo metu orbitoje skrieja trečiasis Lietuvos kosminis palydovas - Lituanica SAT-2. Šį palydovą su raketiniu varikliu sukūrė „Nanoavionikos“ komanda bei Vilniaus universitetas. Mokslininkai nori pažinti mūsų planetos atmosferą ir suprasti joje vykstančius reiškinius. Ištirti žemutinius sluoksnius nėra sudėtinga - galime naudoti lėktuvus ar helio pripildytus meteorologinius balionus. Tačiau paprasti būdai pasibaigia sulig 40 kilometrų aukščiu. Norint pakilti aukščiau, užduotis tampa galvosūkiu. Vienas iš mažiausiai ištirtų sluoksnių yra žemutinė termosfera, esanti 200-300 km. aukštyje.
Iš vienos pusės tai jau beorė erdvė, kosmosas, iš kitos - oro molekulių dar yra ir jos stabdo palydovus, kurie galiausiai sudega dėl trinties. Išeitis atsirado prasidėjus mažųjų palydovų misijoms. Juk galima sukonstruoti mažus jutiklius. „Kai yra daug palydovų, kurie pasklidę aplink visą Žemę, galima vienu metu matuoti įvairių charakteristikų pasiskirstymą tiek erdvėj, tiek laike.“
Palydovo kūrėjai papasakojo, kad palydovą galima perprogramuoti, nusiųsti naujus algoritmus ir atlikti bandymus. Lituanica SAT-2 yra skrendanti bandymų laboratorija kosmose. Palydovo jutikliai fiksuoja, kur yra Saulė, matuoja magnetinį Žemės lauką, o giroskopas matuoja palydovo sukimosi greitį. Šių jutiklių duomenys leidžia apskaičiuoti, kaip palydovas pasviręs, kaip jis sukasi.
Mokslas skubantiems. Ką kosmose veikia lietuviški palydovai?
Inžinerijos judėjimas link saugumo: Dangoraižių atsparumo iššūkiai
Dangoraižių konstrukcijos turi atlaikyti milžinišką svorį ir įvairius smūgius, todėl privalu jas išbandyti. Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VGTU) Konstrukcijų tyrimų laboratorijoje esanti įranga yra labai reta ir ją turi vos 2-3 Europos šalys. Šis presas gali spausti 2000 tonų jėga tokiu būdu patikrindamas gelžbetonio tvirtumą. Reikalavimas projektuoti dangoraižius taip, jog šie atlaikytų keturias lėktuvų atakas, galioja visame pasaulyje ir yra griežtai prižiūrimas. 2001 rugsėjo 11-osios įvykiai parodė, kokia svarbi yra ši taisyklė ir kas nutinka, kai į ją žiūrima pro pirštus.
Tačiau projektuotojai turi atsižvelgti ir į kitus galimus grėsmingus scenarijus, pavyzdžiui, uraganus ar žemės drebėjimus. Inžinieriai kaskart susiduria su iššūkiu sukurti pastatą taip, jog gamtos stichijos padarytų kuo mažiau žalos pastatui ir jame esantiems žmonėms. Seismiškai aktyviose vietose įrengiami aktyvūs vibracijų slopintuvai, kurie pradeda veikti vos užfiksavę kokį nors žemės judėjimą. Sukurti tvirtą karkasą, atlaikysiantį įvairius žemės virpesius, yra labai sudėtinga, o ir užtrunka tai labai ilgai. Kuo pastatas aukštesnis, tuo iššūkis didesnis.
„Yra paskaičiuota, jog galbūt įmanoma pastatyti dviejų kilometrų aukščio pastatus, bet niekas nenori atverti piniginės ir niekas neįsivaizduoja, kiek iš tikrųjų laiko tektų praleisti tokio pastato projektavimui“, - teigia VGTU tyrėjas dr. Šarūnas Skuodis.
Geologijos judėjimas: Žemės amžiaus nustatymo evoliucija
Žemės susiformavo prieš keturis su puse milijardo metų. Šis amžius sudaro apie trečdalį visatos amžiaus. „Mokslo sriuba“ nagrinėja, kaip kito Žemė ir jos amžius, bei vystėsi geologija kaip mokslas.
Ankstyvieji bandymai ir biblinės teorijos
Turbūt būtų naivu manyti, jog iki izotopų atradimo žmonės nesvarstė apie Žemės amžių ar jos kilmę. Dar viduramžiais Biblijos tyrinėtojai bandė surasti mažas užuominas Šventajame Rašte, prieš kiek metų buvo ta ketvirta diena, kai Dievas baigė kurti Žemę. Senajame testamente teigiama, kad Adomas buvo sukurtas penktą dieną, po 2000 metų gimė Abraomas, kuris nugyveno dar apie 2000 metų, o tada gimė Kristus, tad pagal Bibliją, Žemė buvo sukurta 4004 metais prieš Kristų. Šie skaičiavimai geriausiai žinomi iš Džeimso Ussher (1581-1656) ir Džono Lightfoot (1602-1627) knygų. Biblijinės Žemės, arba dažnai dar vadinamos „jaunos Žemės“ teorija moksle buvo gaji iki pat XX amžiaus.
Vienas pirmųjų mokslininkų kvestionavęs biblinį Žemės amžių buvo Robertas Hukas (1635-1703). Robertas Hukas kaip daugelis to meto mokslininkų domėjosi ir geologija. Jis buvo pirmasis supratęs, jog pietų ir šiaurės polių padėtis kinta, nors vienareikšmiškų įrodymų surinkti jam ir nepavyko. Garsiausiojoje knygoje „Micrographia“ Hukas pateikė fosilijų piešinius. Jo nuomone, fosilijos buvo vienareikšmis įrodymas, kad Žemėje vyko masiniai gyvybės išmirimai. Žemės plutą anot jo veikė vertikalūs judesiai, dėl kurių susidarė kalnai ir įdubos, o išmirimai vyko dėl ugnikalnių išsiveržimų bei žemės drebėjimų. Nors Hukas manė, jog Žemė yra senesnė nei teigiama biblijoje, jis norėjo susieti randamų fosilijų liekanas su įvairiomis katastrofomis, pagonybę menančiomis istorijomis bei mitais iš antikos. Tad Žemės amžius liko kelių tūkstančių metų ribose.
Huko amžininkas, bei aršiausias priešas, Izaokas Niutonas, tuo tarpu, aprašinėdamas įkaitusių kūnų vėsimą, pridėjo pora sakinių apie galimybę apskaičiuoti Žemės amžių.
Panašiu metu, Danijoje, anatomas ir geologas Nikolas Steno (1638-1686), suformulavęs pagrindinius stratigrafijos principus, priėjo prie panašių išvadų kaip Hukas. Anot jo, uolienų sluoksniai, kuriuose randamos fosilijos, turėjo susidaryti po vandeniu biblinių potvynių metu, o fosilijos - tuometinės gyvūnijos liekanos. Steno idėjas toliau vystė šiuolaikinės taksonomijos pradininkas Karlas Linėjus (1707-1778). Anot jo, biblijoje aprašomas potvynis negalėjo trukti pakankamai ilgai, kad galėtų paaiškinti visą fosilijų įvairovę. Linėjaus nuomone, pradžioje visa Žemė buvo padengta vandeniu, kuris po truputį atsitraukinėjo ir suformavo sausumas su sluoksniais kuriuose randamos jūros gyvūnų fosilijos. Linėjus buvo įsitikinęs, kad 6000 metų biblinės Žemės teorija yra klaidinga, bet nenorėjo užsitraukti bažnyčios rūstybės ir viešai šių idėjų neskelbė. Ankščiau minėti, bei daugybės kitų tyrėjų, pastebėjimai, nors iš dalies ir skyrėsi, visgi priėjo prie panašių išvadų: Žemė, ar atskiros jos dalys, kažkuriuo laikotarpiu buvo užlietos jūrų.
Neptūnistai ir Abraomas Verneris
Šias idėjas XVIII-XIX amžių sandūroje, tuometines geologijos žinias, bei savo įžvalgas, apibendrino vokietis Abraomas Verneris (1749-1817). Vernerio požiūris į uolienas, ne vien kaip į iš tam tikrų mineralų sudarytą kūną, o tam tikru metu susidariusį objektą, pakeitė požiūrį į geologiją. Pagrindinė jo skelbta idėja buvo, jog visa pluta susidarė pamažu, mineralams susiformuojant iš vandens. Jis suskirstė uolienas į penkias grupes pagal amžių, pirmajai iš jų priskyręs granitą. Taip jau nutiko, kad apylinkėse, kur gyveno Verneris, granitai dažniausiai aptinkami žemiau kitų uolienų. Pagal Vernerį Žemė pradžioje buvo apsemta biblinio tvano, tad ši geologijos mokykla tapo plačiai žinoma kaip neptūnistų. Tam tikru laikotarpiu susidariusios uolienos atspindėjo pasaulinio vandenyno gylį, cheminę sudėtį, bei kitas sąlygas toje vietoje. Ja remiantis buvo galima paaiškinti, kodėl skirtingos fosilijos randamos skirtinguose gyliuose, bet tos pačios fosilijos randamos skirtingose pasaulio vietose.
Vernerio pastebėjimuose buvo dalis tiesos: karbonatinės uolienos, pavyzdžiui, iš tikrųjų gali, o valgomosios druskos klodai susidaro išimtinai nusodinimo iš vandens metu. Tačiau Vernerio idėjos dažnai prieštaravo viena kitai. Pavyzdžiui, vulkaninės uolienos jo nuomone yra jauniausios, susidariusios dėl po žeme degančių anglies klodų. Tačiau, tokios pat vulkaninės uolienos randamos kalnų viršūnėse buvo priskiriamos pirmosioms uolienoms, susidariusiomis kartu su granitais. Verneris kone visą gyvenimą praleido vienoje Vokietijos provincijoje, tad didžiąją dalį jo mokymų sudarė spėjimai, interpretacijos be stebėjimų, prieštaravimai sau pačiam, bei aklas tikėjimas savo tiesa.
Matematiniai ir fizikiniai modeliai
Pirmieji bandymai matematiniais ir fizikiniais modeliais apskaičiuoti Žemės amžių buvo atlikti XVIII amžiuje. Juos atliko Prancūzų mokslininkai, kurie tikėtina, jog skaitė Niutono užrašus, bei atrado jau minėtus kelis sakinius apie galimybę apskaičiuoti Žemės amžių. Nors gauti rezultatai buvo ganėtinai toli nuo dabartinių verčių, bei nebuvo plačiai žinomi, jie parodo, jog geologinis pasaulio supratimas kito, ir suvokta, kad Žemė yra daug kartų senesnė nei rašoma Senajame Testamente.
Prancūzijoje, Žoržas de Biufonas (1707-1788) visą savo laiką paskyrė mokslui. Tokio režimo vaisius - 36 tomų leidinys „Histoire naturelle, générale et particuliére“, kuriame Biufonas pristato ir savo geologines įžvalgas. Čia jis pateikė įvairias idėjas, kurios pradėjo, vadinamųjų, „katastrofistų“ mokyklą. Jos apėmė nuo Žemės atsiradimo dėl kometos susidūrimo su Saule, Žemės evoliuciją suskirstytą į septynias epochas, Antropogeno, kaip žmogaus atsiradimo laikotarpio, pasiūlymą, iki apskaičiuoto Žemės amžiaus. Biufonas manė, jog pirmykštė Žemė buvo išsilydžiusios medžiagos, atplėštos nuo Saulės gabalas. Tad, galima apskaičiuoti, kiek laiko užtruktų Žemės masės objektui atvėsti iki šiuo metu esančios temperatūros. Tikėtina, jog šią idėją jis pasiskolino iš Izaoko Niutono. Savo laboratorijoje Biufonas atlikinėjo eilę eksperimentų, kurių metu jis kaitino įvairaus dydžio geležinius rutulius iki lydymosi ribos ir stebėjo, kiek laiko trunka jų atvėsimas, kol galima juos paliesti.
Kitas garsus prancūzų mokslininkas, Žanas Baptistas Furjė (1768-1830), 1822 metais išleido savo garsiausią knygą „Theorie analytique de la chaleur“, arba „Analitinė šilumos teorija“, kuriame aprašomas šilumos pernešimas iš karšto kūno į šaltą. Furjė panaudojo šias idėjas Žemės vėsimo laikui nuo išsilydžiusios būsenos iki dabartinės temperatūros apskaičiuoti. Jis suprato, jog susiformavusi Žemės pluta veiktų kaip šilumos izoliatoriui ir šilumos judėjimas sulėtėtų. Galutiniai skaičiavimai parodė 100 milijonų metų Žemės amžių, kuris sukrėtė Furjė, ir rezultatai viešai nebuvo paskelbti, išskyrus 1820 metų publikaciją, kurioje pateikta skaičiavimuose naudota formulė. Ši formulė patraukė brito Viljamo Tomsono dėmesį, kuris vėliau pritaikė Furjė formules dar kartą.
Uniformitarizmo pergalė: Džeimsas Hutonas
Tuo metu Didžiojoje Britanijoje, geologija sparčiai vystėsi. Džeimsas Hutonas (1726-1797) buvo kone pirmasis matęs Žemę kaip vientisą darnią sistemą, bei dažnai ją vadino „mechanizmu“ ar „mašina“. Jo garsiausia knyga, „Žemės teorija“ išleista 1795 metais. Pagrindinė Hutono idėja buvo tai, kad paaiškinti, kaip Žemė atrodo dabar, Bibliniai potvyniai, galingi žemės drebėjimai ar panašios katastrofos nėra reikalingos. Jis manė, jog ilgai trunkantys palaipsniui vykstantys procesai paaiškina geologinę įvairovę. Matydamas suraukšlėtus, iškeltus uolienų sluoksnius slūgsančius vienas ant kito, jis juos tyrinėjo šiuolaikinių, gamtoje matomų procesų prizmėje.
Hutono teorija, sakanti, kad palaipsniui vykstantys procesai, veikiantys ilgus laikotarpius gali paaiškinti kalnų kilimą iš vandenynų dugno, kurie po truputį yra ardomi erozijos ir nusodinami į vandenyno dugną, taip tapdami medžiaga iš kurių susidarys nauji kalnai, tapo žinoma kaip uniformitarizmas. Hutonas nebandė apskaičiuoti, kiek laiko šie procesai trunka - anot jo: „iš žmogaus perspektyvos, šis pasaulis neturi nei pradžios, nei pabaigos“. Uniformitarizmas taip pat paaiškino, kodėl gamtoje randamos trys pagrindinės uolienų grupės: magminės, nuosėdinės ir metamorfinės. Hutonas, ne taip kaip daugelis kitų to meto geologų, nebijojo skelbti savo idėjas viešai, pilnai suprantant, jog jos prieštarauja tiek religijai, tiek tuometinėms geologinėms žinioms.
Didelio populiarumo Hutono idėjos sulaukė jo bičiulio Džono Playfer (John Playfair) dėka, kuris 1807 metais išleido knygą „Hutono Žemės teorijos iliustracijos“. Ypatingai daug kritikos Hutono idėjoms pažėrė Verneris ir jo pasekėjai neptūnistai. Neptūnistų idėjos ilgą laiką gyvavo Edinburgo profesoriaus Roberto Džeimsono dėka. Tačiau XIX amžiuje, kai vienas jo mokinys po kito ėmė reikšti kritiką Vernerio idėjoms, jėgų pusiausvyra ėmė kisti Hutono šalininkų (uniformistų, arba dar vadinamų „hutonistų“) pusės link.
