A legnagyobb tudományos kísérletek a Földön
A tudományos kísérletek a mikroszkóp alatti Petri-csészékben végzett kísérletektől a bolygószerte végzett kísérletekig terjednek. A livescience.com portál a Föld legnagyobb kísérleteiről beszél.
Vadászat a gravitációs hullámokra
A gravitációs hullámok olyan hatalmas galaktikus jelenségek visszhangjai, mint a fekete lyukak ütközései és a neutroncsillagok egyesülése. Néhány ilyen hullám akár az Ősrobbanás távoli visszhangja is lehet. És ezek észleléséhez a tudósoknak egy megfelelően nagy műszerre van szükségük: LIGO-ra, vagy lézerinterferométeres gravitációs hullámokra.
A LIGO két nagy komplexumból áll, mindegyik 4 km hosszú „karral”. Ezek L-alakú lézeres interferométerek: a lézersugarat kettéosztják, és mindkét felét különböző ágakra irányítják. És mindegyik kar végén van egy tükörrendszer, amely visszaveri a lézersugarakat. Az interferenciagörbe tanulmányozásával a tudósok meg tudják állapítani, hogy a kísérlet okozott-e gravitációs hullámokat.
A LIGO egy neutroncsillag és egy (feltehetően) szupermasszív fekete lyuk egyesülésétől a több neutroncsillag ütközéséig terjedő jelenségeket rögzített.
Atom gép
Néha a tudósoknak nagyon nagy eszközökre van szükségük nagyon kicsi dolgok tanulmányozásához. Egyikük sem múlta felül még a Nagy Hadronütköztetőt, a világ legnagyobb részecskegyorsítóját. Ez egy 27 km átmérőjű kör, amely négy detektorral van felszerelve: az egyik, az ATLAS tömege 7000 tonna. Ez az eszköz különféle szubatomi részecskéket mér, amelyek akkor keletkeznek, amikor a különböző sugarak nagy sebességgel ütköznek egymással.
Emellett az LHC a Föld legnagyobb és leghidegebb „hűtőjének” címét is birtokolja. A készülék működtetéséhez szükséges mágneseket -271,25 Celsius fokon kell tárolni – a világűrnél valamivel hidegebb helyen.
Miniatűr Amazon erdő
Míg maga a globális felmelegedés egy nagy (és ellenőrizetlen) „kísérlet” lehet, a tudósok saját kísérleteiket végzik az üvegházhatásról az Amazonas esőerdőjében. Az AmazonFACE projekt célja, hogy növelje a szén-dioxid-koncentrációt a bolygó legnagyobb trópusi erdejének bizonyos területein, hogy megértse, hogyan hat ez a „bolygó tüdejére”.
Valójában a kísérlet 12 megfigyelési komplexumból állt, amelyek hat területen helyezkedtek el, 30 méter átmérőjű: ezek közül háromban a szén-dioxid koncentrációja normál szinten volt, a maradék három területen pedig nőtt a koncentráció. Mindegyik helyen körülbelül 400 növényfaj, valamint számos gomba- és talajbaktérium található. Más szóval, minden ember egy kis ökoszisztéma. A szén-dioxid szint növekedésével a növények gyorsabban fotoszintetizálnak, és kevesebb vizet bocsátanak ki leveleikből. Elméletileg ez segíthet megvédeni az erdőket a globális felmelegedés negatív hatásaitól, amelyek a szakértők szerint szárazságot okoznak az Amazonasban.
A probléma az, hogy a két folyamat közötti egyensúly és az egészséges erdőt a pusztuló ökoszisztémától elválasztó vonal továbbra is tisztázatlan. A tudósoknak egyszerűen meg kell mérniük a felesleges szén-dioxid hatását a növények élettanára, és ki kell találniuk, milyen struktúrákat hoznak létre válaszul – ideiglenes struktúrákat, például leveleket, vagy inkább állandó struktúrákat, mint például a fa.
Szénszűrő üzem
Az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület szerint az emberiségnek többet kell tennie annál, mint hogy leállítsa a szén-dioxid légkörbe való kibocsátását. Ki kell húzni a levegőből. Pontosabban, 2050-re 6-10 milliárd tonna szénnek megfelelő mennyiséget kell újrahasznosítanunk, hogy elkerüljük a globális felmelegedés fordulópontját. Ennek az eredménynek az eléréséhez az ipari hulladékszűréstől a biomassza feldolgozásig sokféle módszer alkalmazható. A világ első teljes körű szénszűrő létesítménye azonban közvetlenül az óceánból kívánja megszerezni.
A tengervíz természetesen elnyeli a szén-dioxidot a légkörből, de nem tudja elég gyorsan elnyelni ahhoz, hogy az emberiség egész életében észrevegye a hatásokat. Az Equatic ezt szeretné felgyorsítani: azt tervezi, hogy ötpercenként egy tonna szenet szivattyúz ki azáltal, hogy a tengervizet elektromos szűrőkön engedi át.
A kémiai folyamat, amely eltávolítja a szenet a vízből, oxigént is termel, amely potenciális üzemanyagforrás, amely segít ellensúlyozni a szűrési folyamat energiaköltségének 40%-át. A kiszűrt gáz pedig bikarbonáttá alakul: a tengeri kagylókban található anyaggá, amely a következő 10 000 évben távol tartja a szén-dioxidot a légkörtől. Akár vissza is vihető az óceánba, vagy műtrágyaként használható.
Évszázados növénykísérletek
A Michigani Állami Egyetem botanikusa, William James Beale kidolgozta a magtúlélési kísérletet, amely 1879-ben kezdődött. Azt akarta kideríteni, hogy a különböző növények magjai mennyi ideig maradhatnak alvó állapotban, mielőtt virágoznának. Ennek érdekében Beal 23 növény magüvegét temette el 0,9 m mélységben egy csendes, titkos helyen. Aztán a botanikus elkezdett 5 (10) évente kiásni egy palackot.
Meglepő módon az élmény folytatódott. Ez így van, a szakértők ma már 20 évente kinyitnak egy üveget, mert a magok tovább virágoznak. Az utolsó palackot 2021-ben nyitották ki, a következő pedig 2040-ben jelenik meg. A kísérlet során nyert információk fontosak a növényevolúció és a magfejlődés megértéséhez: hasznosak lehetnek a természet helyreállítása és a magtárolás során.