בחלל הבין-כוכבי והבין-כוכבי ישנם חלקיקים קטנים של גופים מוצקים - מה שאנו מכנים אבק בחיי היומיום. אנו קוראים להצטברות של חלקיקים אלו אבק קוסמי כדי להבדיל בינו לבין אבק במובן הארצי, למרות שהמבנה הפיזי שלהם דומה. מדובר בחלקיקים בגודל של 0.000001 סנטימטר עד 0.001 סנטימטר, שהרכבם הכימי בדרך כלל עדיין לא ידוע.

חלקיקים אלה יוצרים לעתים קרובות עננים, המתגלים בדרכים שונות. לדוגמה, במערכת הפלנטרית שלנו, התגלתה נוכחות של אבק קוסמי בשל העובדה שאור השמש, המתפזר עליו, גורם לתופעה שמכונה זה מכבר "אור גלגל המזלות". אנו מתבוננים באור גלגל המזלות בלילות צלולים בצורה יוצאת דופן בצורת רצועה קלושה הנמתחת בשמים לאורך גלגל המזלות. הוא נחלש בהדרגה ככל שאנו מתרחקים מהשמש (שנמצאת בשלב זה מתחת לאופק). מדידות של עוצמת האור של גלגל המזלות ומחקרים על הספקטרום שלו מראים שהוא מגיע מפיזור אור השמש על חלקיקים היוצרים ענן של אבק קוסמי המקיף את השמש ומגיע למסלול של מאדים (לכן כדור הארץ ממוקם בתוך ענן האבק הקוסמי ).
נוכחותם של ענני אבק קוסמי בחלל הבין-כוכבי מזוהה באותו אופן.
אם ענן אבק כלשהו ימצא את עצמו קרוב לכוכב בהיר יחסית, אז האור מכוכב זה יתפזר על הענן. לאחר מכן אנו מזהים את ענן האבק הזה בצורה של כתם בהיר הנקרא "ערפילית לא סדירה" (ערפילית מפוזרת).
לפעמים ענן של אבק קוסמי נראה לעין כי הוא מסתיר את הכוכבים מאחוריו. לאחר מכן אנו מבחינים בו כנקודה כהה יחסית על רקע חלל שמימי מנוקד בכוכבים.
הדרך השלישית לזהות אבק קוסמי היא על ידי שינוי צבע הכוכבים. כוכבים השוכנים מאחורי ענן אבק קוסמי הם בדרך כלל אדומים בעוצמה רבה יותר. אבק קוסמי, ממש כמו אבק ארצי, גורם ל"אדום" של האור שעובר דרכו. לעתים קרובות אנו יכולים לצפות בתופעה זו על פני כדור הארץ. בלילות ערפילים אנו רואים שהפנסים הממוקמים הרחק מאיתנו הם בצבע אדום יותר מהפנסים הסמוכים, שאורם נותר כמעט ללא שינוי. עם זאת, עלינו לעשות הסתייגות: רק אבק המורכב מחלקיקים קטנים גורם לשינוי צבע. ודווקא סוג זה של אבק נמצא לרוב במרחבים בין-כוכביים ובין-כוכבים. ומכך שאבק זה גורם לאורם של הכוכבים השוכבים מאחוריו "להאדים", אנו מסיקים שגודל חלקיקיו קטן, כ-0.00001 ס"מ.
אנחנו לא יודעים בדיוק מאיפה מגיע אבק קוסמי. סביר להניח שהוא נובע מאותם גזים שנפלטים כל הזמן על ידי כוכבים, במיוחד צעירים. גז קופא בטמפרטורות נמוכות והופך למוצק - לחלקיקים של אבק קוסמי. ולהפך, חלק מהאבק הזה, מוצא את עצמו בטמפרטורה גבוהה יחסית, למשל, ליד איזה כוכב חם, או במהלך התנגשות של שני ענני אבק קוסמי, שהיא, באופן כללי, תופעה שכיחה באזורנו של היקום, הופך בחזרה לגז.

אנשים רבים מתפעלים בהנאה מהמחזה היפה של השמים זרועי הכוכבים, אחת מיצירות הטבע הגדולות ביותר. בשמי סתיו בהירים, ניתן לראות בבירור כיצד רצועה זוהרת חלשה, הנקראת שביל החלב, עוברת על פני כל השמים, בעלת קווי מתאר לא סדירים עם רוחב ובהירות שונים. אם נבחן את שביל החלב, היוצר את הגלקסיה שלנו, דרך טלסקופ, יתברר שהרצועה הבהירה הזו מתפרקת להרבה כוכבים זוהרים חלשים, שלעין בלתי מזוינת מתמזגים לזוהר מתמשך. כעת נקבע כי שביל החלב מורכב לא רק מכוכבים ומצבירי כוכבים, אלא גם מענני גז ואבק.

אבק קוסמי מתרחש באובייקטים רבים בחלל, שבהם מתרחשת יציאה מהירה של חומר, המלווה בקירור. זה בא לידי ביטוי ב קרינת אינפרא אדום כוכבי וולף-רייט הלוהטיםעם רוח כוכבים חזקה מאוד, ערפיליות פלנטריות, קונכיות של סופרנובות ונובות. כמות גדולה של אבק קיימת בליבות של גלקסיות רבות (לדוגמה, M82, NGC253), שמהן יש יציאה אינטנסיבית של גז. השפעתו של אבק קוסמי בולטת ביותר במהלך פליטת כוכב חדש. מספר שבועות לאחר הבהירות המקסימלית של הנובה, מופיע בספקטרום שלו עודף קרינה חזק באינפרא אדום, הנגרם מהופעת אבק בטמפרטורה של כ-K.

אבק קוסמי, חלקיקים מוצקים בגדלים אופייניים של כ-0.001 מיקרון עד כ-1 מיקרון (ואולי עד 100 מיקרון או יותר במדיום הבין-פלנטרי ובדיסקות הפרו-פלנטריות), הנמצאים כמעט בכל העצמים האסטרונומיים: ממערכת השמש ועד לגלקסיות רחוקות מאוד. קוואזרים . מאפייני האבק (ריכוז החלקיקים, הרכב הכימי, גודל החלקיקים וכו') משתנים באופן משמעותי מעצם אחד למשנהו, אפילו עבור עצמים מאותו סוג. אבק קוסמי מתפזר וסופג קרינה פוגעת. קרינה מפוזרת בעלת אורך גל זהה לקרינה הנובעת מתפשטת לכל הכיוונים. הקרינה הנספגת על ידי חלקיק האבק הופכת לאנרגיה תרמית, והחלקיק פולט בדרך כלל באזור אורך גל ארוך יותר של הספקטרום בהשוואה לקרינה הנובעת. שני התהליכים תורמים להכחדה - היחלשות קרינת גרמי השמיים על ידי אבק הנמצא בקו הראייה בין העצם למתבונן.

חפצי אבק נחקרים כמעט בכל טווח הגלים האלקטרומגנטיים - מקרני רנטגן ועד גלי מילימטר. נראה שקרינת דיפול חשמלית מחלקיקים אולטרה-דקים מסתובבים במהירות תורמת תרומה מסוימת לפליטת מיקרוגל בתדרים של 10-60 GHz. תפקיד חשוב ממלאים ניסויי מעבדה שבהם הם מודדים מדדי שבירה, כמו גם ספקטרום ספיגה ופיזור מטריצות של חלקיקים - אנלוגים של גרגרי אבק קוסמי, מדמים תהליכי היווצרות וצמיחה של גרגרי אבק עקשן באטמוספרות של כוכבים ופרוטופלנטאריים. דיסקים, לומדים את היווצרותן של מולקולות ואת התפתחותם של מרכיבי אבק נדיפים בתנאים דומים לאלה הקיימים בעננים בין-כוכביים אפלים.

אבק קוסמי, הממוקם בתנאים פיזיקליים שונים, נחקר ישירות כחלק ממטאוריטים שנפלו על פני כדור הארץ, בשכבות העליונות של האטמוספירה של כדור הארץ (אבק בין-פלנטרי ושרידי שביטים קטנים), במהלך טיסות חלליות לכוכבי לכת, אסטרואידים ו שביטים (אבק כוכבי וכוכבי) ומעבר לגבולות ההליוספירה (אבק בין כוכבי). תצפיות מרוחקות מבוססות קרקע וחלל של אבק קוסמי מכסות את מערכת השמש (אבק בין-כוכבי, סיבובי וכוכבי שביט, אבק ליד השמש), את המדיום הבין-כוכבי של הגלקסיה שלנו (אבק בין-כוכבי, מחזורי וערפילי) וגלקסיות אחרות (אבק אקסטרגלקטי ), כמו גם עצמים רחוקים מאוד (אבק קוסמולוגי).

חלקיקי אבק קוסמי מורכבים בעיקר מחומרים פחמניים (פחמן אמורפי, גרפיט) ​​ומסיליקטים מגנזיום-ברזל (אוליבינים, פירוקסנים). הם מתעבים וגדלים באטמוספרות של כוכבים מסוגים ספקטרליים מאוחרים ובערפיליות פרוטו-פלנטריות, ואז נפלטים לתוך המדיום הבין-כוכבי על ידי לחץ קרינה. בעננים בין-כוכביים, במיוחד צפופים, חלקיקים עקשנים ממשיכים לצמוח כתוצאה מהצטברות אטומי גז, וכן כאשר חלקיקים מתנגשים ונצמדים זה לזה (קרישה). זה מוביל להופעת קונכיות של חומרים נדיפים (בעיקר קרח) ולהיווצרות חלקיקי צבירה נקבוביים. הרס גרגרי האבק מתרחש כתוצאה מקרטוט בגלי הלם הנובעים לאחר פיצוצי סופרנובה, או אידוי במהלך תהליך היווצרות הכוכבים שהחל בענן. האבק שנותר ממשיך להתפתח בסמוך לכוכב שנוצר ובהמשך מתבטא בצורה של ענן אבק בין-פלנטרי או גרעיני שביט. באופן פרדוקסלי, סביב כוכבים (ישנים) שהתפתחו האבק "טרי" (נוצר לאחרונה באטמוספירה שלהם), וסביב כוכבים צעירים האבק ישן (התפתח כחלק מהמדיום הבין-כוכבי). מאמינים שאבק קוסמולוגי, שקיים אולי בגלקסיות מרוחקות, התעבה בפליטת חומר מהתפוצצויות של סופרנובות מסיביות.

מוּאָר. תסתכל על אמנות. אבק בין כוכבי.

מדענים מאוניברסיטת הוואי גילו תגלית מרעישה - אבק קוסמימכיל חומר אורגני, כולל מים, המאשר את האפשרות של העברת צורות חיים שונות מגלקסיה אחת לאחרת. שביטים ואסטרואידים הנוסעים בחלל מביאים באופן קבוע מסות של אבק כוכבים לאטמוספירה של כוכבי לכת. לפיכך, אבק בין כוכבי פועל כמעין "הובלה" שיכול להעביר מים וחומר אורגני לכדור הארץ ולכוכבי לכת אחרים במערכת השמש. אולי, פעם, זרם של אבק קוסמי הוביל להופעתם של חיים על פני כדור הארץ. ייתכן שגם חיים על מאדים, שקיומם גורם למחלוקות רבות בחוגים מדעיים, יכלו להתעורר באותו אופן.

מנגנון היווצרות המים במבנה האבק הקוסמי

כשהם נעים בחלל, פני השטח של חלקיקי אבק בין-כוכביים מוקרנים, מה שמוביל להיווצרות תרכובות מים. ניתן לתאר את המנגנון הזה ביתר פירוט כדלקמן: יוני מימן הקיימים בזרימות מערבולת השמש מפציצים את קליפת גרגרי האבק הקוסמי, ומפילים אטומים בודדים מהמבנה הגבישי של מינרל סיליקט - חומר הבניין העיקרי של עצמים בין-גלקטיים. כתוצאה מתהליך זה משתחרר חמצן המגיב עם מימן. כך נוצרות מולקולות מים המכילות תכלילים של חומרים אורגניים.

בהתנגשות עם פני כוכב הלכת, אסטרואידים, מטאוריטים ושביטים מביאים תערובת של מים וחומר אורגני אל פני השטח שלו.

מַה אבק קוסמי- בן לוויה של אסטרואידים, מטאוריטים ושביטים, נושא מולקולות של תרכובות פחמן אורגניות, זה היה ידוע בעבר. אבל לא הוכח שאבק כוכבים מעביר גם מים. רק עכשיו גילו את זה לראשונה מדענים אמריקאים חומר אורגנימועבר על ידי חלקיקי אבק בין כוכביים יחד עם מולקולות מים.

איך הגיעו המים לירח?

גילוי של מדענים מארצות הברית עשוי לעזור להרים את מסך המסתורין מעל מנגנון היווצרות תצורות קרח מוזרות. למרות העובדה שפני הירח מיובשים לחלוטין, התגלתה תרכובת OH בצד הצל שלו באמצעות צלילים. ממצא זה מצביע על נוכחות אפשרית של מים במעמקי הירח.

הצד הרחוק של הירח מכוסה לחלוטין בקרח. אולי זה היה עם אבק קוסמי מולקולות המים הגיעו לפני מיליארדי שנים

מאז עידן רובי אפולו בחקר הירח, כאשר דגימות אדמת הירח הובאו לכדור הארץ, מדענים הגיעו למסקנה כי רוח סולאריתגורם לשינויים בהרכב הכימי של אבק כוכבים המכסה את פני השטח של כוכבי לכת. כבר אז היה ויכוח על האפשרות של היווצרות מולקולות מים בעובי אבק קוסמי על הירח, אך שיטות המחקר האנליטיות הזמינות באותה תקופה לא הצליחו להוכיח או להפריך השערה זו.

אבק קוסמי הוא נשא של צורות חיים

בשל העובדה שהמים נוצרים בנפח קטן מאוד וממוקמים בקליפה דקה על פני השטח אבק קוסמי, רק עכשיו אפשר היה לראות אותו באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני ברזולוציה גבוהה. מדענים מאמינים שמנגנון דומה לתנועת מים עם מולקולות של תרכובות אורגניות אפשרי בגלקסיות אחרות שבהן הוא סובב סביב כוכב "האב". במחקרים נוספים שלהם, מדענים מצפים לזהות ביתר פירוט אילו אנאורגניים ו חומר אורגנימבוססי פחמן נמצאים במבנה של אבק כוכבים.

מעניין לדעת! אקסופלנט הוא כוכב לכת שנמצא מחוץ למערכת השמש ומקיף כוכב. נכון לעכשיו, כ-1000 כוכבי לכת אקזו-כוכבים התגלו ויזואלית בגלקסיה שלנו, ויוצרים כ-800 מערכות פלנטריות. עם זאת, שיטות זיהוי עקיפות מצביעות על קיומם של 100 מיליארד כוכבי לכת חיצוניים, מתוכם 5-10 מיליארד בעלי פרמטרים דומים לכדור הארץ, כלומר, הם. תרומה משמעותית למשימת החיפוש אחר קבוצות פלנטריות הדומות למערכת השמש בוצעה על ידי לוויין הטלסקופ האסטרונומי קפלר, ששוגר לחלל ב-2009, יחד עם תוכנית ציידי הפלנטות.

כיצד יתכן שמקורם של חיים על פני כדור הארץ?

סביר מאוד ששביטים הנוסעים בחלל במהירויות גבוהות מסוגלים ליצור מספיק אנרגיה כשהם מתנגשים בכוכב לכת כדי להתחיל בסינתזה של תרכובות אורגניות מורכבות יותר, כולל מולקולות חומצות אמינו, ממרכיבי קרח. אפקט דומה מתרחש כאשר מטאוריט מתנגש עם פני השטח הקפואים של כוכב לכת. גל ההלם יוצר חום, אשר מפעיל את היווצרות חומצות אמינו ממולקולות בודדות של אבק קוסמי המעובדות על ידי רוח השמש.

מעניין לדעת! שביטים מורכבים מגושי קרח גדולים שנוצרו על ידי עיבוי אדי מים במהלך היצירה המוקדמת של מערכת השמש, לפני כ-4.5 מיליארד שנים. במבנה שלהם, שביטים מכילים פחמן דו חמצני, מים, אמוניה ומתנול. חומרים אלו, במהלך התנגשות שביטים בכדור הארץ, בשלב מוקדם של התפתחותו, יכלו לייצר כמות מספקת של אנרגיה לייצור חומצות אמינו – בניית חלבונים הדרושים להתפתחות החיים.

מודלים ממוחשבים הוכיחו שכוכבי שביט קפואים שהתרסקו על פני כדור הארץ לפני מיליארדי שנים עשויים להכיל תערובות פרה-ביוטיות וחומצות אמינו פשוטות כמו גליצין, שמהן נוצרו חיים על פני כדור הארץ לאחר מכן.

כמות האנרגיה המשתחררת במהלך התנגשות של גוף שמימי וכוכב הלכת מספיקה כדי לעורר יצירת חומצות אמינו

מדענים גילו כי בתוך מערכת השמש ניתן למצוא גופים קפואים עם תרכובות אורגניות זהות המצויות בשביטים. לדוגמה, Enceladus, אחד מהלוויינים של שבתאי, או אירופה, לוויין של צדק, מכילים בקונכייתם חומר אורגני, מעורבב עם קרח. באופן היפותטי, כל הפצצת לוויינים על ידי מטאוריטים, אסטרואידים או שביטים עלולה להוביל להופעת חיים על כוכבי הלכת הללו.

מהספר "מכתבי המהטמות" ידוע שבסוף המאה ה-19 הבהירו המהטמות שהגורם לשינויי האקלים נעוץ בשינוי בכמות האבק הקוסמי בשכבות העליונות של האטמוספירה. אבק קוסמי קיים בכל מקום בחלל החיצון, אך ישנם אזורים עם תכולת אבק מוגברת ואחרים עם פחות. מערכת השמש מצטלבת את שתיהן בתנועתה, והדבר בא לידי ביטוי באקלים של כדור הארץ. אבל איך זה קורה, מה מנגנון ההשפעה של האבק הזה על האקלים?

המסר הזה מושך את תשומת הלב לזנב האבק, אבל התמונה גם מדגימה בבירור את הגודל האמיתי של "מעיל" האבק - הוא פשוט ענק.

בידיעה שקוטרו של כדור הארץ הוא 12 אלף ק"מ, אנו יכולים לומר שעוביו הוא בממוצע לפחות 2,000 ק"מ. "מעיל" זה נמשך על ידי כדור הארץ ומשפיע ישירות על האטמוספירה, דוחס אותה. כפי שנאמר בתשובה: "... השפעה ישירההאחרון לשינויים פתאומיים בטמפרטורה...” – ממש ישיר במובן האמיתי של המילה. אם מסת האבק הקוסמי ב"מעיל" זה פוחתת, כאשר כדור הארץ עובר בחלל החיצון עם ריכוז נמוך יותר של אבק קוסמי, כוח הדחיסה פוחת והאטמוספירה מתרחבת, מלווה בהתקררותה. זה בדיוק מה שנרמז מדברי התשובה: "... שעידני הקרח, כמו גם תקופות שבהן הטמפרטורה היא כמו "עידן הפחמימות", נובעות מהירידה והעלייה, או יותר נכון התרחבות, של שלנו. אטמוספירה, התרחבות שבעצמה נובעת מאותה נוכחות מטאורית. נובע מנוכחות קטנה יותר של אבק קוסמי ב"מעיל" הזה.

המחשה חיה נוספת לקיומו של "מעיל" הגז והאבק המחושמל הזה יכולה להיות הפרשות החשמליות המוכרות כבר באטמוספירה העליונה, המגיעות מענני רעמים לסטרטוספירה ומעלה. אזור ההפרשות הללו תופס גובה מהגבול העליון של ענני רעמים, שם מקורם של "סילונים" כחולים, ועד 100-130 ק"מ, שבהם מופיעים הבזקי ענק של "גמדונים" אדומים ו"ספרייטים". פריקות אלו מוחלפות דרך ענני רעמים על ידי שתי מסות מחושמלות גדולות - כדור הארץ ומסת האבק הקוסמי באטמוספרה העליונה. למעשה, "מעיל" זה בחלקו התחתון מתחיל מהגבול העליון של היווצרות עננים. מתחת לגבול זה מתרחש עיבוי של לחות אטמוספרית, שבו חלקיקי אבק קוסמי משתתפים ביצירת גרעיני עיבוי. אבק זה נופל על פני כדור הארץ יחד עם משקעים.

בתחילת 2012 הופיעו הודעות באינטרנט בנושא מעניין. הנה אחד מהם: (קומסומולסקאיה פרבדה, 28 בפברואר 2012)

"לווייני נאס"א הראו: השמיים התקרבו מאוד לכדור הארץ. במהלך העשור האחרון - ממרץ 2000 עד פברואר 2010 - ירד גובה שכבת העננים באחוז אחד או במילים אחרות ב-30-40 מטר. והירידה הזו נובעת בעיקר מהעובדה שפחות ופחות עננים החלו להיווצר בגבהים גבוהים, מדווח infoniac.ru. פחות ופחות מהם נוצרים שם מדי שנה. מדענים מאוניברסיטת אוקלנד (ניו זילנד) הגיעו למסקנה מדאיגה זו לאחר שניתחו נתונים מ-10 השנים הראשונות של מדידות גובה הענן שהתקבלו על ידי דיומטר רב-זווית (MISR) מחללית NASA Terra.

"אנחנו עדיין לא יודעים בדיוק מה גרם לירידה בגבהי העננים", הודה החוקר פרופסור רוג'ר דייויס. "אבל ייתכן שזה קרה בגלל שינויים במחזור, מה שמוביל להיווצרות עננים בגובה רב".

אקלימטולוגים מזהירים שאם העננים ימשיכו לרדת, עשויה להיות לכך השפעה חשובה על שינויי האקלים העולמיים. שכבת ענן נמוכה יותר יכולה לעזור לכדור הארץ להתקרר ולהאט את ההתחממות הגלובלית על ידי פיזור חום לחלל. אבל זה עשוי לייצג גם אפקט משוב שלילי, כלומר, שינוי שנגרם מההתחממות הגלובלית. עם זאת, עד כה מדענים לא יכולים לענות אם אפשר לומר משהו על עתיד האקלים שלנו בהתבסס על העננים הללו. למרות שאופטימיסטים מאמינים שתקופת התצפית של 10 שנים קצרה מכדי להסיק מסקנות גלובליות כאלה. מאמר על כך פורסם בכתב העת Geophysical Research Letters".

אפשר בהחלט להניח שמיקום הגבול העליון של היווצרות עננים תלוי ישירות במידת הדחיסה של האטמוספירה. מה שגילו מדענים מניו זילנד עשוי להיות תוצאה של דחיסה מוגברת, ועשוי לשמש עוד כאינדיקטור לשינויי אקלים. לדוגמה, כאשר הגבול העליון של היווצרות עננים עולה, ניתן להסיק מסקנות לגבי תחילת ההתקררות העולמית. נכון לעכשיו, המחקר שלהם עשוי להצביע על כך שההתחממות הגלובלית נמשכת.

ההתחממות עצמה מתרחשת באופן לא אחיד באזורים בודדים של כדור הארץ. ישנם אזורים שבהם עליית הטמפרטורה השנתית הממוצעת עולה משמעותית על הממוצע של כדור הארץ כולו, ומגיעה ל-1.5 - 2.0 מעלות צלזיוס. ישנם גם אזורים שבהם מזג האוויר משתנה גם לקראת מזג אוויר קר יותר. עם זאת, התוצאות הממוצעות מראות שבסך הכל, במשך תקופה של מאה שנים, הטמפרטורה השנתית הממוצעת על פני כדור הארץ עלתה בכ-0.5 מעלות צלזיוס.

האטמוספירה של כדור הארץ היא מערכת פתוחה, מפזרת אנרגיה, כלומר. הוא סופג חום מהשמש ומשטח כדור הארץ, והוא גם מקרין חום בחזרה אל פני כדור הארץ ואל החלל החיצון. תהליכים תרמיים אלו מתוארים על ידי מאזן החום של כדור הארץ. כאשר נוצר שיווי משקל תרמי, כדור הארץ פולט לחלל בדיוק כמו חום שהוא מקבל מהשמש. מאזן חום זה יכול להיקרא אפס. אבל מאזן החום יכול להיות חיובי כאשר האקלים מתחמם ויכול להיות שלילי כאשר הוא מתקרר. כלומר, עם איזון חיובי, כדור הארץ סופג וצובר יותר חום ממה שהוא פולט לחלל. עם מאזן שלילי, ההיפך הוא הנכון. נכון לעכשיו, לכדור הארץ יש מאזן חום חיובי בבירור. בפברואר 2012 הופיעה הודעה באינטרנט על עבודתם של מדענים מארה"ב וצרפת בנושא זה. הנה קטע מההודעה:

"מדענים הגדירו מחדש את מאזן החום של כדור הארץ

כוכב הלכת שלנו ממשיך לספוג יותר אנרגיה ממה שהוא חוזר לחלל, מצאו חוקרים מארה"ב וצרפת. זאת למרות המינימום הסולארי האחרון הארוך והעמוק במיוחד, שפירושו הפחתה בזרימת הקרניים שהגיעו מהכוכב שלנו. צוות של מדענים בראשות ג'יימס הנסן, מנהל מכון גודארד לחקר החלל (GISS), הפיק את האומדן המדויק ביותר עד כה של מאזן האנרגיה של כדור הארץ לתקופה שבין 2005 ל-2010 כולל.

התברר שכוכב הלכת סופג כעת בממוצע 0.58 וואט של אנרגיה עודפת למ"ר של פני השטח. זהו עודף ההכנסה הנוכחי על ההוצאות. ערך זה נמוך מעט מההערכות הראשוניות שצוינו, אך הוא מצביע על עלייה ארוכת טווח בטמפרטורות הממוצעות. (...) בהתחשב במדידות קרקעיות אחרות כמו גם מדידות לווייניות, הנסן ועמיתיו קבעו שהשכבה העליונה של האוקיינוסים הראשיים סופגת 71% מהאנרגיה העודפת הזו, האוקיינוס ​​הדרומי - עוד 12%, התהום (... אזור בין 3 ל-6 קילומטרים בעומק) סופג 5%, קרח - 8% ויבשה - 4%".

«… אי אפשר להאשים את ההתחממות הגלובלית של המאה הקודמת בתנודות גדולות בפעילות השמש. אולי בעתיד השפעת השמש על היחסים הללו תשתנה אם התחזית לגבי שנתה העמוקה תתגשם. אבל לעת עתה, את הסיבות לשינויי האקלים ב-50-100 השנים האחרונות יש לחפש במקום אחר. ..."

סביר להניח שצריך לחפש שינויים בלחץ האטמוספרי הממוצע. האווירה הסטנדרטית הבינלאומית (ISA), שאומצה בשנות ה-20, קובעת לחץ של 760 מ"מ. rt. אָמָנוּת.בגובה פני הים, בקו הרוחב 45° עם טמפרטורת פני השטח השנתית הממוצעת של 288K (15°C). אבל עכשיו האווירה לא זהה לזה שהייתה לפני 90 - 100 שנה, כי... הפרמטרים שלו השתנו בבירור. לאטמוספירה המתחממת של היום צריכה להיות טמפרטורה שנתית ממוצעת של 15.5 מעלות צלזיוס בלחץ פני הים החדש באותו קו רוחב. המודל הסטנדרטי של האטמוספירה של כדור הארץ מקשר בין טמפרטורה ולחץ לגובה, כאשר על כל 1000 מטר של גובה הטרופוספירה מעל פני הים, הטמפרטורה יורדת ב-6.5 מעלות צלזיוס. קל לחשב ש-0.5 מעלות צלזיוס אחראית לגובה של 76.9 מטר. אבל אם ניקח את המודל הזה כטמפרטורת פני השטח של 15.5 מעלות צלזיוס, שיש לנו כתוצאה מההתחממות הגלובלית, הוא יראה לנו 76.9 מטר מתחת לפני הים. זה מצביע על כך שהדגם הישן אינו עונה על המציאות של היום. ספרי עיון אומרים לנו שבטמפרטורה של 15 מעלות צלזיוס בשכבות התחתונות של האטמוספירה הלחץ יורד ב-1 מ"מ. rt. אָמָנוּת.עם עלייה כל 11 מטר. מכאן נוכל לגלות את ירידת הלחץ המקבילה להפרש גובה של 76.9 מ., וזו תהיה הדרך הקלה ביותר לקבוע את העלייה בלחץ שהובילה להתחממות כדור הארץ.

עליית הלחץ תהיה שווה ל:

76,9 / 11 = 6,99 מ"מ. rt. אָמָנוּת.

עם זאת, נוכל לקבוע ביתר דיוק את הלחץ שהוביל להתחממות אם נפנה לעבודתו של האקדמיה (RAEN) מהמכון לאוקיאנולוגיה על שמו. P.P. שירשוב RAS O.G גם חושף את חוסר העקביות המוחלט של התיאוריות לגבי השפעתם של "גזי חממה" על התחממות האקלים. תיאוריה זו ישימה כדי להסביר שינויים בטמפרטורה האטמוספרית בהתאם לשינויים בלחץ האטמוספרי הממוצע. לפי תיאוריה זו, גם ה-ISA שאומץ בשנות ה-20 וגם האטמוספירה הנוכחית צריכים לציית לאותה נוסחה לקביעת טמפרטורה בכל רמה של הטרופוספירה.

אז, "אם אות הקלט הוא מה שנקרא טמפרטורה של גוף שחור לחלוטין, המאפיינת חימום של גוף שהוסר מהשמש במרחק כדור הארץ-שמש, רק בגלל בליעת קרינת השמש ( טב= 278.8 K = +5.6 מעלות צלזיוס עבור כדור הארץ), ואז טמפרטורת פני השטח הממוצעת ט סתלוי בזה באופן ליניארי":

Т s = b α ∙ Т bb ∙ р α , (1)

אֵיפֹה ב- גורם קנה מידה (אם המדידות מתבצעות באטמוספרות פיזיות, אז עבור כדור הארץ ב= 1.186 atm–1); טב= 278.8 K = +5.6 מעלות צלזיוס - חימום של פני כדור הארץ רק עקב בליעת קרינת השמש; α הוא האינדקס האדיאבטי, שהערך הממוצע שלו עבור הטרופוספירה הלחה, סופגת קרינת אינפרא אדום של כדור הארץ הוא 0.1905."

כפי שניתן לראות מהנוסחה, טמפרטורה טs תלוי גם בלחץ p.

ואם אנחנו יודעים את זהטמפרטורת פני השטח הממוצעת עקב התחממות כדור הארץ עלתה ב-0.5 מעלות צלזיוס והיא כעת 288.5 K (15.5 מעלות צלזיוס), אז נוכל לגלות מנוסחה זו איזה לחץ בגובה פני הים הוביל להתחממות זו.

בואו נשנה את המשוואה ונמצא את הלחץ הזה:

р α = Т s : (ב α ∙ ט ב"ב),

р α =288.5 : (1,186 0,1905 ∙ 278,8) = 1,001705,

p = 1.008983 atm;

או 102235.25 פא;

או 766.84 מ"מ. rt. אָמָנוּת.

מהתוצאה המתקבלת ברור שההתחממות נגרמה על ידי עלייה בלחץ האטמוספרי הממוצע על ידי 6,84 מ"מ. rt. אָמָנוּת., שזה די קרוב לתוצאה שהתקבלה לעיל. זהו ערך קטן, בהתחשב בכך שהפרשי מזג האוויר בלחץ האטמוספרי נעים בין 30 ל-40 מ"מ. rt. אָמָנוּת.תופעה שכיחה לאזור מסוים. הפרש הלחץ בין ציקלון טרופי לאנטיציקלון יבשתי יכול להגיע ל-175 מ"מ. rt. אָמָנוּת. .

אז, עלייה שנתית ממוצעת קטנה יחסית בלחץ האטמוספרי הובילה להתחממות ניכרת של האקלים. דחיסה נוספת זו על ידי כוחות חיצוניים מעידה על כך שנעשתה עבודה מסוימת. וזה לא משנה כמה זמן הושקע בתהליך הזה - שעה, שנה או מאה אחת. התוצאה של עבודה זו חשובה - עלייה בטמפרטורת האטמוספירה, המעידה על עלייה באנרגיה הפנימית שלה. ומכיוון שהאטמוספירה של כדור הארץ היא מערכת פתוחה, היא חייבת לשחרר את האנרגיה העודפת שנוצרת לסביבה עד שתיווצר רמה חדשה של איזון חום עם טמפרטורה חדשה. הסביבה לאטמוספירה היא פני כדור הארץ עם האוקיינוס ​​והמרחב הפתוח. קרום כדור הארץ עם האוקיינוס, כפי שצוין לעיל, כרגע "...ממשיך לספוג יותר אנרגיה ממה שהוא חוזר לחלל." אבל עם קרינה לחלל המצב שונה. פליטת קרינה של חום לחלל מאופיינת בטמפרטורה קרינה (יעיל). ה, שמתחתיו נראה כוכב לכת זה מהחלל, ואשר מוגדר כדלקמן:

כאשר σ = 5.67. 10 –5 ארג/(ס"מ 2 . ש. ק 4) – קבוע סטפן-בולצמן, ס- קבוע שמש במרחק של כוכב הלכת מהשמש, א– האלבדו, או ההשתקפות, של כוכב לכת, נשלט בעיקר על ידי כיסוי העננים שלו. בשביל כדור הארץ ס= 1.367. 10 6 ארג/(ס"מ 2. s), א≈ 0.3, לפיכך ה= 255 K (-18 מעלות צלזיוס);

טמפרטורה של 255 K (-18 מעלות צלזיוס) תואמת לגובה של 5000 מטר, כלומר. גובה היווצרות עננים אינטנסיבית, שגובהו, על פי מדענים מניו זילנד, ירד ב-30-40 מטרים במהלך 10 השנים האחרונות. כתוצאה מכך, שטח הכדור המקרין חום לחלל פוחת כאשר האטמוספרה נדחסת מבחוץ, ולכן גם קרינת החום לחלל פוחתת. גורם זה משפיע בבירור על ההתחממות. יתרה מכך, מנוסחה (2) ברור שטמפרטורת הקרינה של קרינת כדור הארץ תלויה כמעט רק ב א– האלבדו של כדור הארץ. אבל כל עלייה בטמפרטורת פני השטח מגבירה את אידוי הלחות ומגבירה את העננים של כדור הארץ, וזה, בתורו, מגביר את השתקפות האטמוספירה של כדור הארץ, ולכן את האלבדו של כדור הארץ. עלייה באלבדו מובילה לירידה בטמפרטורת הקרינה של קרינת כדור הארץ, לכן, לירידה בשטף החום הבורח לחלל. כאן יש לציין כי כתוצאה מעלייה באלבדו, החזרת חום השמש מעננים לחלל גוברת וזרימתו אל פני כדור הארץ פוחתת. אבל גם אם השפעתו של גורם זה, הפועל בכיוון ההפוך, מפצה לחלוטין על השפעת הגורם המגביר את האלבדו, הרי שגם אז יש את העובדה ש כל החום העודף נשאר על הפלנטה. זו הסיבה שאפילו שינוי קל בלחץ האטמוספרי הממוצע מוביל לשינויי אקלים ניכרים. עלייה בלחץ האטמוספרי מקלה גם על ידי צמיחת האטמוספירה עצמה עקב עלייה בכמות הגזים המוכנסים לחומר מטאורי. זוהי, באופן כללי, תכנית ההתחממות הגלובלית מלחץ אטמוספרי מוגבר, שהסיבה הראשונית לה נעוצה בהשפעת האבק הקוסמי על האטמוספרה העליונה.

כפי שכבר צוין, ההתחממות מתרחשת בצורה לא אחידה באזורים בודדים של כדור הארץ. כתוצאה מכך, במקום כלשהו אין עלייה בלחץ, במקום כלשהו יש אפילו ירידה, ובמקום שיש עלייה, ניתן להסביר זאת על ידי השפעת ההתחממות הגלובלית, כי הטמפרטורה והלחץ תלויים זה בזה במודל הסטנדרטי של האטמוספירה של כדור הארץ. ההתחממות הגלובלית עצמה מוסברת על ידי עלייה בתכולת "גזי החממה" מעשה ידי אדם באטמוספירה. אבל במציאות זה לא המצב.

כדי לאמת זאת, הבה נפנה שוב אל "התיאוריה האדיאבטית של אפקט החממה" מאת האקדמיה O.G. Sorokhtin, שם הוכח מדעית שלמה שנקרא "גזי החממה" אין שום קשר להתחממות כדור הארץ. וגם אם נחליף את אטמוספירת האוויר של כדור הארץ באטמוספירה המורכבת מפחמן דו חמצני, זה לא יוביל להתחממות, אלא להיפך, להתקררות מסוימת. התרומה היחידה להתחממות ש"גזי החממה" יכולים לתרום היא עלייה במסה לכל האטמוספרה ובהתאם, עלייה בלחץ. אבל, כפי שכתוב בעבודה זו:

"על פי הערכות שונות, כיום, עקב שריפה של דלקים טבעיים, נכנסים לאטמוספירה כ-5-7 מיליארד טון של פחמן דו-חמצני, או 1.4-1.9 מיליארד טון פחמן טהור, מה שלא רק מפחית את יכולת החום של האטמוספרה. , אבל גם מגביר מעט את הלחץ הכללי. גורמים אלה פועלים בכיוונים מנוגדים, וכתוצאה מכך שינוי קטן מאוד בטמפרטורה הממוצעת של פני כדור הארץ. כך, למשל, עם הכפלה של ריכוז ה-CO 2 באטמוספירה של כדור הארץ מ-0.035 ל-0.07% (בנפח), שצפויה עד 2100, הלחץ אמור לעלות ב-15 Pa, מה שיגרום לעלייה בטמפרטורה ב-2100 בערך 7.8 . 10 -3 K."

0.0078 מעלות צלזיוס זה באמת מעט מאוד. לפיכך, המדע מתחיל להכיר בכך שהתחממות כדור הארץ המודרנית אינה מושפעת מתנודות בפעילות השמש או מעלייה בריכוז גזי "חממה" מעשה ידי אדם באטמוספרה. ועיני המדענים פונות לאבק קוסמי. מעידה על כך ההודעה הבאה מהאינטרנט:

"האם האבק הקוסמי אשם בשינויי האקלים? (05 באפריל 2012,) (...) תוכנית מחקר חדשה הושקה כדי לגלות כמה מהאבק הזה חודר לאטמוספירה של כדור הארץ, וכיצד הוא עשוי להשפיע על האקלים שלנו. מאמינים שהערכה מדויקת של אבק תסייע גם בהבנת האופן שבו חלקיקים מועברים דרך שכבות שונות של האטמוספירה של כדור הארץ. מדענים מאוניברסיטת לידס כבר הציגו פרויקט לחקר השפעת האבק הקוסמי על האטמוספירה של כדור הארץ לאחר שקיבלו מענק של 2.5 מיליון אירו ממועצת המחקר האירופית. הפרויקט מיועד ל-5 שנות מחקר. הצוות הבינלאומי מורכב מ-11 מדענים בלידס ועוד 10 קבוצות מחקר בארה"ב ובגרמניה (...)".

מסר מעודד. נראה שהמדע מתקרב לגילוי הגורם האמיתי לשינויי האקלים.

בהקשר לכל האמור לעיל, ניתן להוסיף כי בעתיד צפויה עדכון של מושגי היסוד והפרמטרים הפיזיקליים הנוגעים לאטמוספירה של כדור הארץ. ההגדרה הקלאסית לפיה לחץ אטמוספרי נוצר על ידי משיכה כבידה של עמוד אוויר לכדור הארץ כבר לא לגמרי נכונה. מכאן שגם הערך של מסת האטמוספירה, המחושב מהלחץ האטמוספרי הפועל על כל שטח הפנים של כדור הארץ, הופך לא נכון. הכל הופך להיות הרבה יותר מסובך כי... מרכיב חיוני בלחץ האטמוספרי הוא דחיסת האטמוספירה על ידי כוחות חיצוניים של משיכה מגנטית ומשיכה של מסת האבק הקוסמי הרוויה את השכבות העליונות של האטמוספירה.

הדחיסה הנוספת הזו של האטמוספירה של כדור הארץ תמיד הייתה שם, בכל עת, כי... אין אזורים בחלל החיצון נקיים מאבק קוסמי. ודווקא בגלל הנסיבות האלה יש לכדור הארץ מספיק חום להתפתחות חיים ביולוגיים. כפי שנאמר בתשובת המהטמה:

"...שהחום שכדור הארץ מקבל מקרני השמש הוא, במידה הרבה ביותר, רק שליש, אם לא פחות, מהכמות שהוא מקבל ישירות ממטאורים", כלומר. מחשיפה לאבק מטאורים.

אוסט-קמנוגורסק, קזחסטן, 2013