Разговори петком

Наука на дну океана

Разговор са др Миленом Марјановић о процесима који се одвијају на дну океана, како нам њихово проучавање омогућава да боље разумемо остале светове, и о могућности живота на Енцеладу 

Текст: Дарко Доневски 

Није познато да ли легендарни песник и новоталасни композитор Слободан Тишма активно прати геофизичка истраживања. Оно што је сасвим сигурно јесте да у његовој књижевности океан заузима централно место. Он је и бесконачан и коначан, често тужан и тих, увек извор живота, пространство непрегледних могућности. Океан је, пише Тишма, “отвореност света према Универзуму”.

Да бисмо испитали колико је далекосежна и тачна ова Тишмина тврдња, обратили смо се једној светски успешној научници пореклом из Србије. То је др Милена Марјановић, геофизичарка специјализована за маринску сеизмологију. Др Марјановић је млад али искусан истраживач. Она је и добитник престижне европске стипендије из фонда Марија Склодовска Кири за изузетан самостални истраживачки пројекат. Први додир са науком остварила је у Петници, а основне студије завршила је у Београду, на катедри за геофизику. Након основних студија одлучила је да оде пут Сједињених Америчких Држава. Уписује постдипломске студије на Колумбији, где и докторира 2013. године. Каже да јој је тај период донео богатство нових научних идеја којима се и даље активно бави.

Др Марјановић са својим тимом учествује у развоју и тестирању неких од најсавременијих техника које се користе у савременој геофизици. Заједно са својим тимом откривам који процеси су довели до стварања унутрашње структуре планете Земље. “Највећу пажњу придајем ономе што се дешава у дубинама океана. То су пре свега океански гребени, тј. на који начин је лава распоређена дуж океанских гребена”, одговара др Марјановић.

Океански гребени протежу се у дубинама Атлантског или Тихог океана. Они одвајају тектонске плоче и често су препуни вулкана. Баш као што је Тишма у својим песмама и причама описао, најватреније ствари на свету “настају у тишини”. Тако и океански вулкани, у тишини непрекидно избацују лаву. Лава се затим хлади стварајући базалтне стене које постају један од кључних састојака океанске коре и главна мета истраживања др Марјановић.

На констатацију да нам разумевање наше планете омогућава да боље разумемо и остале светове, др Марјановић наставља: “Управо тако! Ми морамо да знамо што прецизније какав је састав наше планете, да би исто тако прецизно могли да тврдимо да ли је нека друга планета слична Земљи. На пример, истраживањима океанског дна показали смо да јединственост Земље није само исказана кроз постојање атмосфере и хидросфере, већ и кроз различитост њених кора. Земљина кора у океанима је потпуно различита у односу на континенталну кору. Другачије су густине, другачијег хемијског састава… То је заиста велико сазнање.”

Према њеним речима, веома је важно истраживати средњоокеанске гребене: “То су најдужи ланци подводних вулкана које имамо на планети. Формирани су током изузетно динамичних магматских процеса, и они су јединствена природна лабораторија која нам служи да откријемо разне скривене везе у природи. Једна од тих веза је она између магматских активности и живог света које смо детектовали на морском дну, близу хидротермалних извора.

Хидротермални извори су ништа друго него испуштање унутрашње топлоте наше планете Земље кроз процепе на дну океана. ”Јединственост биолошких и (гео)хемијских процеса око таквих извора импресивна је и изненађујућа у исто време. Данас имамо разлога да верујемо да сличне ствари можда могу да се догоде и на другим небеским телима”, истиче ова геофизичарка.

 Учествујући у пројекту Trans-Atlantic она је направила мапе целокупне геолошке историје Атланстког океана. Миленино истраживање на Универзитету Колумбија било је везано за један други океан – Тихи oкеан. У намери да детаљно испита феномене који показују како земља “дише” под океаном, она је морала да постане – морнар. Отишла је на брод Marcus G. Lengseth да прикупи податке за своје радове. 

“Брод је власништво универзитета Колумбија, и користи се искључиво у научне сврхе. То је активни, храбри научни брод који има нека својства које други бродови немају. На пример, он може да снима дводимензионалне и тродимензионалне мапе океанске коре на нестварно великим дубинама. У том смислу он је као плутајући сеизмограф. Брод је због тога употребљив за широк спектар различитих научних тема, почевши од хемијског састава океана, преко климатских промена које су се одвијале током планетарне историје, па ето све до мојих океанских гребена”, објашњава наша научница.

На овом броду више је посаде него научника, али временом сви постају део једне заједнице. ”Научила сам много о морепловству. На броду је био још један наш научник и мој сарадник, професор Младен Недимовић, који већ неколико деценија има веома запажену научну каријеру у Канади. Неке од територија које сам опловила током својих истаживања биле су и обале острва Фиџи и Тонга, такође смо дошли до обале Габона у Африци. Данас се увелико развијају нове генерације истраживачких бродова који су много већи и моћнији него Marcus G. Lengseth. Сећам се реакције посаде са неких од великих бродова који припадају нафтним компанијама – били су прилично скептични око тога шта ми заправо тражимо са нашим нејаким “бродићем“ тако дубоко у океану”, са осмехом се присећа др Марјановић.

Успешнанаучница је веома заинтересована за прављење мапа океанског дна, јер је познато да се на Земљи одија један необичан процес. ”Дно океана се проширује због неких тектонских активности. Тај феномен могао би да доведе до промена у пречнику Земље. Међутим, ми данас знамо да је пречник Земље константан, тако да је онда логично да постоји и неки механизам који ту новонасталу кору уништава”, наставила је др Марјановић.

“Да бисмо детаљније истражили који физички процеси се догађају на дну океана, круцијална ствар је да посматрамо морско дно између пукотина. Ми смо “заронили” уређаје у велике дубине да видимо какав је утицај тектонских подрхтавања. Упоређивали смо измерене брзине одбијених сеизмичких таласа и након вишемесечних анализа, 2014. године, дошли смо до открића које је изазвало велики публицитет  – показали смо како се формирају нови слојеви коре дуж океанских гребена. Рад нам је године објављен у часопису Nature. Открили смо да је формирање океанске коре комплексно, и да настаје у много већим дубинама него што се сматрало”, објашњава др Марјановић, напомињући да се такав сценарио предвиђао још крајем 90-их година прошлог века, али да се на његову потврду чекало скоро 20 година. 

“Оно чиме се највише бавим, маринска геофизика, јако је скупа дисциплина, и мало је земаља које могу да приуште истражавања на нивоу који је присутан у најразвијенијим државама света. Генерално, мислим да је за геофизику важно, можда и неопходно, да много више и тесније почнемо да сарађујемо са индустријом, поготово са компанијама из области нафтне индустрије. Ово је важно не само са становишта новца, већ много више технике која је напредна и подједнако доступна како за комерцијална, тако и за базична, научна истраживања. На пример, велике светске нафтне компаније као што је Схелл са којим тесно сарађујем, имају све техничке услове који су довољни за испитивање процеса на дну океана.”

Могућности живота на Енцеладу

Постојање еруптивних хидротермалних извора у дубинама океана свакако није нова ствар. Још 1977. године група маринских геофизичара открила је оно о чему се својевремно само спекулисало – пукотине у океанском слоју ослобађале су топлоту, загревајући околну океанску воду. Они су у близини таквих “чворова” нашли многе нове организме, а даља посматрања открила су да хидротермални извори пружају услове за развој обиља микроба отпорних на топлоту, џиновских ваљкастих црва и свакојаких фасцинантних створења настањених око тих малих, подводних вулкана.

На Енцеладу, Сатурновом сателиту, пре две године пронађени су први индиректни случајеви загревања испод површине леда. Снимљено је нешто што је протумачено као гајзир воде који извире испод ледене површине. Наравно, одмах је настала и прва асоцијација о могућности постојања океана. Међутим, механизам загревања није лако одгонетнути с обзиром на услове који владају на том далеком сателиту. Пре неколико недеља НАСА је објавила много директније доказе који подржавају ту теорију.

Намеће се питање да ли су хидротермални извори који се стварају у дубинама Тихог океана нешто што би на сличан начин могло да наговесети живот ван Земље? “Постоји много фактора који су слични, али мислим, иако нисам експерт за планетарна истраживања, да смо још далеко до таквог закључка. Постојање молекуларног водоника у тим узорцима са Енцелада је фантастично откриће, али потребно је да се испита још много ствари”, наводи др Марјановић.

Према њеним речима, једна од ставри које је неопходно испитати је да ли су хидротермални извори на Земљи и на Сатурновом далеком месецу заиста истог порекла. ”На пример, на Земљи знамо да се вода загрева у близини присуства магме. На Енцеладу ми такве вулканске активности немамо, јер се ради о кристалима леда који избијају испод површине. Ми за сад само претпостављамо да је водоник детектован на начин који га доводи у везу са одређеним минералима”, опрезна је др Марјановић.

“Други разлог зашто је ово све јако занимљиво јесте да бисмо видели да ли се загревање плимским таласима (када два тела због гравитационе силе загревају једно друго) врши на исти начин као и на Земљи. Којим делом планете или сателита ће се то загревање преносити зависи од унутрашњег састава тог небеског тела. Дакле, треба нам још доста посматрачких доказа да бисмо могли да направимо детаљније објашњење онога што смо делимично уочили на Енцеладу”.

Да треба бити опрезан са тврдњама сматрају и поједини теоретичари који се баве еволуцијом хемијских елемената. Кажу да је објава Насе само индикација да имамо скоро све састојке који би могли да омогуће присуство живота (на пр. микроба), али да бисмо директно то показали, неопходно је да се узму узорци са самог терена, дакле да се анализирају његови комплексни молекули. Такође, постојање софистицираних компјутерских симулација је изузетно важно, да бисмо направили конкрентна предвиђања за будуће мисије.

Своје мишљење претходне недеље су изнели и бројни експерти за астробиолошка истраживања. Професор планетарних геонаука на Опен Универзитету, Дејвид Ротери, рекао нам је да је постојање микрометарских силикатних честица јасан доказ да је дошло до хемијске реакције између тих честица повећане температуре и океана под површином Енцеладовог леда. Он је уједно и један од највећих европских оптимиста да ће Енцелад кад-тад и директно указати на трагове живота који је настао независно од живота на Земљи. Међутим, слање нове мисије која би заменила Казини (који је пре неколико дана кренуо на свој последњи пут у неповратно, ка дубинама Сатурнових прстенова), неопходно је у што скоријем временском року.

Један од разлога зашто је Казини летелица морала да буде уништена након што је истрошила гориво је управо Енцелад. Наса није желела да повећава шансе да се његова површина контаминира спољашњим елементима, јер би то директно угрозило трагање за животом на том Сатурновом сателиту. Enceladus Life Finder (ELF) могао би, у том смислу, да пружи много дуго ишчекиваних одговора. Он ипак мора тек да се избори за уједињено европско финансирање које би значило и реализацију те амбициозне мисије. Оно што није напоменуто у радовима и прес конференцији коју је организовала Наса, јесте да су хидротермалини извори структуре које еволуирају, али и кратког временског трајања.

За постојање живота на неким другим световима, неопходно је и утврђивање учестаности таквих догађаја, јер истражујући океане на Земљи, данас знамо да такви процеси нису ретки. Уколико то није случај на Енцеладу, и уколико постоји појединачни (изоловани) извор, он не би требало да буде дуговечнији од неколико десетина година. Због тога, геолози попут Габриела Тобоа са универзитета у Нанту (Француска), сматрају да и даље треба бити опрезан, јер није сигурно да ли је Енцелад дугорочно геолошки стабилан (као на пр. Земља), да би омогућио повољне услове за настанак живота. 

РАЗГОВОРИ ПЕТКОМ

Серија интервјуа резервисана за пионире модерне науке, њене промотере и покретаче. У опуштеном разговору, саговонрици који откривају детаље, мотиве, изазове и страсти које покрећу њихове подухвате.

Истражите текстове из рубрике РАЗГОВОРИ ПЕТКОМ.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs