Spoljni kosmički uticaj. Zašto ga se ne otkriva?

Svakih 12.000 i 24.000 godina, naša planeta dolazi pod vanjski kosmički utjecaj, koji direktno utječe na Zemljino jezgro. Kao rezultat, dolazi do prekomjernog zagrijavanja jezgra i magme, što uzrokuje globalne katastrofe na Zemlji. Šta je poznato o uticaju kosmičkog uticaja na Sunčev sistem?

Činjenica prva. Ovaj uticaj dolazi u Sunčev sistem ciklično svakih 12.000 godina, a svakih 24.000 godina je jači. O tome svjedoče geohronološka istraživanja kvartarnih naslaga i analiza slojeva pepela vulkanskih erupcija u ledenim jezgrama^{1, 2, 3} (sl. 1, 2).

Slika 1. Globalne erupcije od 2013. n.e. do 100.000 cal. god. BP između 70˚sjeverne i 70˚južne širine. Pruge označavaju intervale od otprilike svakih 12.000 godina. Veličina krugova na slici odgovara skali erupcije. Zanimljivo je napomenuti da veliki crveni krugovi ukazuju na više katastrofalnih erupcija, koje su se dešavale otprilike svakih 24.000 godina

Izvor: Brown, S. K. et al. Characterisation of the Quaternary eruption record: analysis of the Large Magnitude Explosive Volcanic Eruptions (LaMEVE) database. J Appl. Volcanol. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

Slika 2. Razmjer vulkanske aktivnosti za posljednjih 40.000 godina po podacima ledenih jezgri

Hronologija broja vulkanskih erupcija zasnovana na radiokarbonskom datiranju događaja i izražena kao relativna varijansa.

Izvor: Bryson, R. A. Late quaternary volcanic modulation of Milankovitch climate forcing. Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307

Činjenica druga. Uticaj utiče na sve planete Sunčevog sistema (za više detalja pogledajte poglavlje „Promjene na drugim planetama Sunčevog sistema“).

Činjenica treća. Spoljni kosmički uticaj utiče samo na jezgra planeta, što utiče i na njihova magnetna svojstva (pogledajte poglavlje „Promjene u magnetnom polju Zemlje“), tako i na položaj jezgara unutar planeta (pogledajte poglavlje „Skok jezgra“). To daje razlog da se kaže da takav uticaj ima ogromnu energiju.

Posmatrajući sve gore navedene činjenice, postavlja se pitanje zašto ovaj uticaj još nije direktno otkriven?

Razmotrimo sekvencijalno sve trenutno poznate fizičke uticaje na planetu Zemlju iz svemira (gravitacioni, elektromagnetni, akustični, efekti kosmičkih zraka i tamne materije) i da li oni mogu izazvati promjene u jezgru Zemlje i drugih planeta sa cikličnošću od 12.000 godina.

Scenarij 1. Gravitaciona interakcija

Pretpostavimo da je Sunčev sistem, leteći u kosmičkom prostranstvu, upao u gravitacionu anomaliju uzrokovanu drugim objektima. Tada bi se promijenile putanje samog Sunca, svih planeta i njihovih satelita, jer gravitaciona interakcija utiče na planete u cjelini. To jest, pomjerilo bi cijelu planetu, a ne samo jezgro. Međutim, to se ne dešava.

Neki naučnici nagađaju da susjedne planete ili plinoviti divovi, poput Jupitera, koji se približavaju Zemlji, svojim gravitacijskim poljem mogu utjecati na jezgro Zemlje, pomjerajući ga. No, važno je napomenuti da zabilježene promjene u našem jezgru nisu počele njegovim pomakom, već promjenom njegovih magnetskih svojstava 1995. godine⁴ (sl. 3). I tek poslije toga, 1998. godine, desio se skok jezgra⁵.

Slika 3. Brzina kretanja sjevernog magnetnog pola (km/god). Godine 1995. zabilježeno je naglo ubrzanje brzine drifta sjevernog magnetnog pola za 3,5 puta, sa 15 km godišnje na 55 km godišnje. Elektromagnetno polje se generiše na račun dinamo mehanizma u Zemljinom jezgru, pa je stoga očigledno da promene u magnetnom polju ukazuju na promene u jezgru

Podaci položaja sjevernog magnatnog pola po NOAA: https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/data/poles/NP.xy

Pomjeranje centra mase bilo je već posljedica procesa koji se dešavaju u jezgru od 1995. godine. To znači da razlog tome ne može biti gravitacijski uticaj velikih svemirskih objekata. Osim toga, zbližavanje planeta u Sunčevom sistemu se dešavaju sa periodičnošću od svega nekoliko decenija. I stoga ne mogu biti uzrokom katastrofalnih promjena u jezgri jednom u 12.000 godina.

Scenarij 2. Tamna materija

Karakteristika tamne materije je da ne učestvuje u elektromagnetnoj interakciji⁶.

No ona učestvuje u gravitacionoj interakciji, o kojoj smo gore govorili. To znači da bi ona uticala na kretanje zvijezda i planeta u cjelini, a ne samo njihovih jezgara. Dakle, vanjski kosmički utjecaj ne može biti uzrokovan tamnom materijom.

Scenarij 3. Elektromagnetna interakcija. Pulsar

Pretpostavimo da je naš Sunčev sistem pogođen snažnim elektromagnetnim zračenjem, na primjer, iz pulsara (slika 4).

Slika 4. Ilustracija prikazuje vizualni prikaz pulsara. On emituje dva snopa radio talasa (prikazano ljubičastom). Dok se pulsar okreće, radio talasi prolaze kroz svemir poput svjetla svjetionika. Izvor: NASA

Pulsar  – brzo rotirajuće, visoko magnetizirane neutronske zvijezde, nastale kao rezultat eksplozija supernova, izazvanih kolapsom masivnih zvijezda. Pulsari proizvode zračenje u radio-, optičkom, rendgenskom ili gama opsegu, koje na Zemlju stižu u obliku periodičnih impulsa.

Pulsari emituju usko ciljane impulse različitih energija. Međutim, na putu Sunčevog sistema u Galaksiji nema pulsara s tako jedinstvenom periodičnošću da bi rastojanje među njima bilo ravno 12.000 godina i svaki drugi bi emitovao snažniji tok.

Scenarij 4. Elektromagnetna interakcija. Eksplozija supernova ili solarna baklja

Pretpostavimo da je na Suncu, kao rezultat baklje, došlo do snažne emisije elektromagnetnog zračenja prema Zemlji ili je elektromagnetski impuls stigao od eksplozije supernove u dubinama svemira.

Međutim, zapamtite da elektromagnetno zračenje, kao što su rendgenski i gama zraci, uglavnom apsorbuje atmosfera (slika 5).

Slika 5. Šema prolaska elektromagnetnih talasa kroz atmosferu. Autor: NASA Izvor slike: https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_astronomy#/media/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg

Do površine Zemlje mogu doprijeti samo dvije vrste elektromagnetnog zračenja: vidljivog i radio opsega, no do jezgra ono također ne dopire.

Dakle, nikakvi elektromagnetski valovi iz vanjskog izvora ne bi mogli utjecati na stanje jezgra planete, jer jednostavno ne prodiru u dubinu Zemlje.

Scenarij 5. Kosmičke zrake

Još jedan spoljni faktor koji utiče na planetu iz svemira su kosmičke zrake. To su visokoenergetske čestice: protoni, jezgra atoma, neutrino, elektroni, koji se kreću brzinom bliskoj brzini svjetlosti. One su ekstragalaktičke, galaktičke i solarne.

Mnoge od njih, pod uticajem Zemljinog magnetnog polja, skreću prema polovima, zaobilazeći Zemlju.

Preostali dio nabijenih čestica kosmičkih zraka raspršuje se u atmosferi, uzrokujući formiranje sekundarnih elementarnih čestica (sl. 6). Neke od njih mogu doći do površine Zemlje, ali ne i do jezgra.

Slika 6. Kompjuterski model pljuska sekundarnih elementarnih čestica koje nastaju od primarnog protona energije od 1 TeV, koji udara u atmosferu na visini od 20 km. Obala je prikazana ispod u mjerilu.

Pljusak sekundarnih subatomskih čestica (prvenstveno elektrona) nastaje kao rezultat višestrukih kaskadnih reakcija u Zemljinoj atmosferi. Začetnik pljuska je primarna čestica koja ulazi u atmosferu iz svemira i reaguje sa jezgrima atoma vazduha.

Slika 7. Šematski prikaz procesa raspada protona na različite čestice i formiranja pljuska sekundarnih čestica. Na dijagramu, strelicama su pokazane kćerke čestica na koje se protoni mogu raspasti. Te čestice mogu se kretati od leptona (naprimjer, elektrona) do mezona i bariona

Poznate su samo dvije vrste čestica koje prodiru ispod površine Zemlje: mioni i neutrina. Mioni prodiru stotine metara duboko prije nego što se odbiju, uspore i raspadnu na elektron i neutrino. Pri tom mioni ne dostižu do jezgra Zemlje.

Neutrino – jedine poznate čestice iz svemira koje mogu dostići do jezgra Zemlje. Neutrina visoke energije imaju veliku vjerovatnoću da utiču na unutrašnji dio Zemlje. Međutim, njihov protok nije toliko velik da prenese dovoljnu količinu energije u Zemljino jezgro, da bi se u njemu dogodile uočene promjene.

A niskoenergetska neutrina obično prolaze kroz Zemlju bez interakcije sa materijom (slika 8).

Slika 8. Neutrina – idealni prenosnici informacija u Univerzumu. (с) Irene Tamborra

Sumirajmo rezultat. Provedene analiza scenarija različitih poznatih fizičkih utjecaja ukazuje da nijedan od njih – gravitacioni, elektromagnetni, akustični, kosmički zraci ili tamna materija – ne može direktno djelovati na jezgro planete i uzrokovati ciklične promjene koje opažamo u cijelom Sunčevom sistemu.

Trenutno imamo indirektne indikacije kosmičkih uticaja, međutim nužni su instrumenti za njihovo mjerenje. Kao analogiju možemo navesti situaciju sa traženjem uzroka bolesti na mikro nivou: ne možemo ga uvijek pronaći, jer ne znamo za sve postojeće viruse i gljivice. To implicira potrebu da se nastavi traganje na mikro nivou za pronalaženje uzroka oboljenja.

Trenutna situacija se može opisati kao globalna pandemija u našem Sunčevom sistemu, gdje su sve planete podvrgnute vanjskom kosmičkom utjecaju. Promjene se primjećuju čak i na plinskim divovima, gdje se stalno dešavaju nuklearne reakcije. To značajno sužava područje traženja za razumijevanje izvora vanjskog kosmičkog utjecaja, što ukazuje na potrebu istraživanja na nivou mikrosvijeta.

Ovdje se suočavamo s drugom vrstom fizike, čija se hipoteza može naći u poglavlju „Šta je kosmički utjecaj“. Ako bi naučnici mogli da izvrše direktna merenja u jezgri, koristili bi metodu isključivanja sličnu praćenju doza u nuklearnom reaktoru. Međutim, direktan pristup jezgru mi nemamo. Stoga, u ovom trenutku, tok neutrina iz neutronskog jezgra može pružiti dodatne informacije o procesima koji se odvijaju u jezgru.

Da bi se spriječili katastrofalni događaji na Zemlji, potrebno je da se udruže najbolji umovi čovječanstva i da se stvore potrebni uslovi za rješavanje ovog složenog zadatka – proučavanja i zaštite naše planete od vanjskih kosmičkih utjecaja.

Spisak literature:

1. Arushanov M. L. Klimatska dinamika. Faktori prostora. Hamburg: LAMBERT Academic Publishing, 2023. stranica 33.

2. Brown, S. K. et al. Characterisation of the Quaternary eruption record: analysis of the Large Magnitude Explosive Volcanic Eruptions (LaMEVE) database. J Appl. Volcanol. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

3. Bryson, R. A. Late quaternary volcanic modulation of Milankovitch climate forcing. Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307

4. Viterito, A. 1995: An Important Inflection Point in Recent Geophysical History. Int J Environ Sci Nat Res 29, 556271 (2022). https://doi.org/10.19080/ijesnr.2022.29.556271

5. Nagle promjene trendova geodinamičkih i geofizičkih pojava u periodu 1997-1998. god Autori: Barkin Yu. V., Smolkov G. Ya. Sveruska konferencija o solarno-terestričkoj fizici, posvećena 100. godišnjici rođenja dopisnog člana RAN V. E. Stepanova (16. – 21. septembar 2013., Irkutsk), Irkutsk, 2013.

6. Bertone, G. & Hooper, D. History of dark matter. Rev. Mod. Phys. 90, 045002 (2018). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.045002