Razgovori petkom

Nauka na dnu okeana

Razgovor sa dr Milenom Marjanović o procesima koji se odvijaju na dnu okeana, kako nam njihovo proučavanje omogućava da bolje razumemo ostale svetove, i o mogućnosti života na Enceladu 

Tekst: Darko Donevski 

Nije poznato da li legendarni pesnik i novotalasni kompozitor Slobodan Tišma aktivno prati geofizička istraživanja. Ono što je sasvim sigurno jeste da u njegovoj književnosti okean zauzima centralno mesto. On je i beskonačan i konačan, često tužan i tih, uvek izvor života, prostranstvo nepreglednih mogućnosti. Okean je, piše Tišma, “otvorenost sveta prema Univerzumu”.

Da bismo ispitali koliko je dalekosežna i tačna ova Tišmina tvrdnja, obratili smo se jednoj svetski uspešnoj naučnici poreklom iz Srbije. To je dr Milena Marjanović, geofizičarka specijalizovana za marinsku seizmologiju. Dr Marjanović je mlad ali iskusan istraživač. Ona je i dobitnik prestižne evropske stipendije iz fonda Marija Sklodovska Kiri za izuzetan samostalni istraživački projekat. Prvi dodir sa naukom ostvarila je u Petnici, a osnovne studije završila je u Beogradu, na katedri za geofiziku. Nakon osnovnih studija odlučila je da ode put Sjedinjenih Američkih Država. Upisuje postdiplomske studije na Kolumbiji, gde i doktorira 2013. godine. Kaže da joj je taj period doneo bogatstvo novih naučnih ideja kojima se i dalje aktivno bavi.

Dr Marjanović sa svojim timom učestvuje u razvoju i testiranju nekih od najsavremenijih tehnika koje se koriste u savremenoj geofizici. Zajedno sa svojim timom otkrivam koji procesi su doveli do stvaranja unutrašnje strukture planete Zemlje. “Najveću pažnju pridajem onome što se dešava u dubinama okeana. To su pre svega okeanski grebeni, tj. na koji način je lava raspoređena duž okeanskih grebena”, odgovara dr Marjanović.

Okeanski grebeni protežu se u dubinama Atlantskog ili Tihog okeana. Oni odvajaju tektonske ploče i često su prepuni vulkana. Baš kao što je Tišma u svojim pesmama i pričama opisao, najvatrenije stvari na svetu “nastaju u tišini”. Tako i okeanski vulkani, u tišini neprekidno izbacuju lavu. Lava se zatim hladi stvarajući bazaltne stene koje postaju jedan od ključnih sastojaka okeanske kore i glavna meta istraživanja dr Marjanović.

Na konstataciju da nam razumevanje naše planete omogućava da bolje razumemo i ostale svetove, dr Marjanović nastavlja: “Upravo tako! Mi moramo da znamo što preciznije kakav je sastav naše planete, da bi isto tako precizno mogli da tvrdimo da li je neka druga planeta slična Zemlji. Na primer, istraživanjima okeanskog dna pokazali smo da jedinstvenost Zemlje nije samo iskazana kroz postojanje atmosfere i hidrosfere, već i kroz različitost njenih kora. Zemljina kora u okeanima je potpuno različita u odnosu na kontinentalnu koru. Drugačije su gustine, drugačijeg hemijskog sastava… To je zaista veliko saznanje.”

Prema njenim rečima, veoma je važno istraživati srednjookeanske grebene: “To su najduži lanci podvodnih vulkana koje imamo na planeti. Formirani su tokom izuzetno dinamičnih magmatskih procesa, i oni su jedinstvena prirodna laboratorija koja nam služi da otkrijemo razne skrivene veze u prirodi. Jedna od tih veza je ona između magmatskih aktivnosti i živog sveta koje smo detektovali na morskom dnu, blizu hidrotermalnih izvora.

Hidrotermalni izvori su ništa drugo nego ispuštanje unutrašnje toplote naše planete Zemlje kroz procepe na dnu okeana. ”Jedinstvenost bioloških i (geo)hemijskih procesa oko takvih izvora impresivna je i iznenađujuća u isto vreme. Danas imamo razloga da verujemo da slične stvari možda mogu da se dogode i na drugim nebeskim telima”, ističe ova geofizičarka.

 Učestvujući u projektu Trans-Atlantic ona je napravila mape celokupne geološke istorije Atlanstkog okeana. Milenino istraživanje na Univerzitetu Kolumbija bilo je vezano za jedan drugi okean – Tihi okean. U nameri da detaljno ispita fenomene koji pokazuju kako zemlja “diše” pod okeanom, ona je morala da postane – mornar. Otišla je na brod Marcus G. Lengseth da prikupi podatke za svoje radove. 

“Brod je vlasništvo univerziteta Kolumbija, i koristi se isključivo u naučne svrhe. To je aktivni, hrabri naučni brod koji ima neka svojstva koje drugi brodovi nemaju. Na primer, on može da snima dvodimenzionalne i trodimenzionalne mape okeanske kore na nestvarno velikim dubinama. U tom smislu on je kao plutajući seizmograf. Brod je zbog toga upotrebljiv za širok spektar različitih naučnih tema, počevši od hemijskog sastava okeana, preko klimatskih promena koje su se odvijale tokom planetarne istorije, pa eto sve do mojih okeanskih grebena”, objašnjava naša naučnica.

Na ovom brodu više je posade nego naučnika, ali vremenom svi postaju deo jedne zajednice. ”Naučila sam mnogo o moreplovstvu. Na brodu je bio još jedan naš naučnik i moj saradnik, profesor Mladen Nedimović, koji već nekoliko decenija ima veoma zapaženu naučnu karijeru u Kanadi. Neke od teritorija koje sam oplovila tokom svojih istaživanja bile su i obale ostrva Fidži i Tonga, takođe smo došli do obale Gabona u Africi. Danas se uveliko razvijaju nove generacije istraživačkih brodova koji su mnogo veći i moćniji nego Marcus G. Lengseth. Sećam se reakcije posade sa nekih od velikih brodova koji pripadaju naftnim kompanijama – bili su prilično skeptični oko toga šta mi zapravo tražimo sa našim nejakim “brodićem“ tako duboko u okeanu”, sa osmehom se priseća dr Marjanović.

Uspešnanaučnica je veoma zainteresovana za pravljenje mapa okeanskog dna, jer je poznato da se na Zemlji odija jedan neobičan proces. ”Dno okeana se proširuje zbog nekih tektonskih aktivnosti. Taj fenomen mogao bi da dovede do promena u prečniku Zemlje. Međutim, mi danas znamo da je prečnik Zemlje konstantan, tako da je onda logično da postoji i neki mehanizam koji tu novonastalu koru uništava”, nastavila je dr Marjanović.

“Da bismo detaljnije istražili koji fizički procesi se događaju na dnu okeana, krucijalna stvar je da posmatramo morsko dno između pukotina. Mi smo “zaronili” uređaje u velike dubine da vidimo kakav je uticaj tektonskih podrhtavanja. Upoređivali smo izmerene brzine odbijenih seizmičkih talasa i nakon višemesečnih analiza, 2014. godine, došli smo do otkrića koje je izazvalo veliki publicitet  – pokazali smo kako se formiraju novi slojevi kore duž okeanskih grebena. Rad nam je godine objavljen u časopisu Nature. Otkrili smo da je formiranje okeanske kore kompleksno, i da nastaje u mnogo većim dubinama nego što se smatralo”, objašnjava dr Marjanović, napominjući da se takav scenario predviđao još krajem 90-ih godina prošlog veka, ali da se na njegovu potvrdu čekalo skoro 20 godina. 

“Ono čime se najviše bavim, marinska geofizika, jako je skupa disciplina, i malo je zemalja koje mogu da priušte istražavanja na nivou koji je prisutan u najrazvijenijim državama sveta. Generalno, mislim da je za geofiziku važno, možda i neophodno, da mnogo više i tesnije počnemo da sarađujemo sa industrijom, pogotovo sa kompanijama iz oblasti naftne industrije. Ovo je važno ne samo sa stanovišta novca, već mnogo više tehnike koja je napredna i podjednako dostupna kako za komercijalna, tako i za bazična, naučna istraživanja. Na primer, velike svetske naftne kompanije kao što je Shell sa kojim tesno sarađujem, imaju sve tehničke uslove koji su dovoljni za ispitivanje procesa na dnu okeana.”

Mogućnosti života na Enceladu

Postojanje eruptivnih hidrotermalnih izvora u dubinama okeana svakako nije nova stvar. Još 1977. godine grupa marinskih geofizičara otkrila je ono o čemu se svojevremno samo spekulisalo – pukotine u okeanskom sloju oslobađale su toplotu, zagrevajući okolnu okeansku vodu. Oni su u blizini takvih “čvorova” našli mnoge nove organizme, a dalja posmatranja otkrila su da hidrotermalni izvori pružaju uslove za razvoj obilja mikroba otpornih na toplotu, džinovskih valjkastih crva i svakojakih fascinantnih stvorenja nastanjenih oko tih malih, podvodnih vulkana.

Na Enceladu, Saturnovom satelitu, pre dve godine pronađeni su prvi indirektni slučajevi zagrevanja ispod površine leda. Snimljeno je nešto što je protumačeno kao gajzir vode koji izvire ispod ledene površine. Naravno, odmah je nastala i prva asocijacija o mogućnosti postojanja okeana. Međutim, mehanizam zagrevanja nije lako odgonetnuti s obzirom na uslove koji vladaju na tom dalekom satelitu. Pre nekoliko nedelja NASA je objavila mnogo direktnije dokaze koji podržavaju tu teoriju.

Nameće se pitanje da li su hidrotermalni izvori koji se stvaraju u dubinama Tihog okeana nešto što bi na sličan način moglo da nagoveseti život van Zemlje? “Postoji mnogo faktora koji su slični, ali mislim, iako nisam ekspert za planetarna istraživanja, da smo još daleko do takvog zaključka. Postojanje molekularnog vodonika u tim uzorcima sa Encelada je fantastično otkriće, ali potrebno je da se ispita još mnogo stvari”, navodi dr Marjanović.

Prema njenim rečima, jedna od stavri koje je neophodno ispitati je da li su hidrotermalni izvori na Zemlji i na Saturnovom dalekom mesecu zaista istog porekla. ”Na primer, na Zemlji znamo da se voda zagreva u blizini prisustva magme. Na Enceladu mi takve vulkanske aktivnosti nemamo, jer se radi o kristalima leda koji izbijaju ispod površine. Mi za sad samo pretpostavljamo da je vodonik detektovan na način koji ga dovodi u vezu sa određenim mineralima”, oprezna je dr Marjanović.

“Drugi razlog zašto je ovo sve jako zanimljivo jeste da bismo videli da li se zagrevanje plimskim talasima (kada dva tela zbog gravitacione sile zagrevaju jedno drugo) vrši na isti način kao i na Zemlji. Kojim delom planete ili satelita će se to zagrevanje prenositi zavisi od unutrašnjeg sastava tog nebeskog tela. Dakle, treba nam još dosta posmatračkih dokaza da bismo mogli da napravimo detaljnije objašnjenje onoga što smo delimično uočili na Enceladu”.

Da treba biti oprezan sa tvrdnjama smatraju i pojedini teoretičari koji se bave evolucijom hemijskih elemenata. Kažu da je objava Nase samo indikacija da imamo skoro sve sastojke koji bi mogli da omoguće prisustvo života (na pr. mikroba), ali da bismo direktno to pokazali, neophodno je da se uzmu uzorci sa samog terena, dakle da se analiziraju njegovi kompleksni molekuli. Takođe, postojanje sofisticiranih kompjuterskih simulacija je izuzetno važno, da bismo napravili konkrentna predviđanja za buduće misije.

Svoje mišljenje prethodne nedelje su izneli i brojni eksperti za astrobiološka istraživanja. Profesor planetarnih geonauka na Open Univerzitetu, Dejvid Roteri, rekao nam je da je postojanje mikrometarskih silikatnih čestica jasan dokaz da je došlo do hemijske reakcije između tih čestica povećane temperature i okeana pod površinom Enceladovog leda. On je ujedno i jedan od najvećih evropskih optimista da će Encelad kad-tad i direktno ukazati na tragove života koji je nastao nezavisno od života na Zemlji. Međutim, slanje nove misije koja bi zamenila Kazini (koji je pre nekoliko dana krenuo na svoj poslednji put u nepovratno, ka dubinama Saturnovih prstenova), neophodno je u što skorijem vremenskom roku.

Jedan od razloga zašto je Kazini letelica morala da bude uništena nakon što je istrošila gorivo je upravo Encelad. Nasa nije želela da povećava šanse da se njegova površina kontaminira spoljašnjim elementima, jer bi to direktno ugrozilo traganje za životom na tom Saturnovom satelitu. Enceladus Life Finder (ELF) mogao bi, u tom smislu, da pruži mnogo dugo iščekivanih odgovora. On ipak mora tek da se izbori za ujedinjeno evropsko finansiranje koje bi značilo i realizaciju te ambiciozne misije. Ono što nije napomenuto u radovima i pres konferenciji koju je organizovala Nasa, jeste da su hidrotermalini izvori strukture koje evoluiraju, ali i kratkog vremenskog trajanja.

Za postojanje života na nekim drugim svetovima, neophodno je i utvrđivanje učestanosti takvih događaja, jer istražujući okeane na Zemlji, danas znamo da takvi procesi nisu retki. Ukoliko to nije slučaj na Enceladu, i ukoliko postoji pojedinačni (izolovani) izvor, on ne bi trebalo da bude dugovečniji od nekoliko desetina godina. Zbog toga, geolozi poput Gabriela Toboa sa univerziteta u Nantu (Francuska), smatraju da i dalje treba biti oprezan, jer nije sigurno da li je Encelad dugoročno geološki stabilan (kao na pr. Zemlja), da bi omogućio povoljne uslove za nastanak života. 

RAZGOVORI PETKOM

Serija intervjua rezervisana za pionire moderne nauke, njene promotere i pokretače. U opuštenom razgovoru, sagovonrici koji otkrivaju detalje, motive, izazove i strasti koje pokreću njihove poduhvate.

Istražite tekstove iz rubrike RAZGOVORI PETKOM.

Istražite druge tekstove:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

CPN
Ulica kralja Petra 46
11000 Beograd
Republika Srbija
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs