© Physics World – Oblaci i Sunce iznad Indijskog oceana.

Prevela i uredila: Ljubica Šaran
Matrix World

Edwin Cartlidge Physics World

Nakon što su fizičari iz Danske i Velike Britanije ispalili zraku čestica u komoru s oblacima, pokazalo se da kozmičke zrake mogu stimulirati formaciju vodenih kapljica u Zemljinoj atmosferi. Istraživači su izjavili da je ovo najbolji laboratorijski dokaz do sada o Sunčevom utjecaju na promjene klime tako što mijenja intenzitet toka kozmičkih zraka koji dosežu Zemljinu površinu.

Sadašnji konvencionalni pogled na globalno zatopljenje, kao što je navedeno od strane Međuvladinog odbora o klimatskim promjenama, da je većina zagrijavanja u zadnjih 50 godina uzrokovana emisijama stakleničkih plinova koje su proizveli ljudi. Ali neki znanstvenici raspravljaju o tome da Sunce ima značajan utjecaj na promjene u Zemljinoj klimi, pokazujući da u proteklim stoljećima postoji bliska veza između globalnih temperatura i sunčane aktivnosti.

Pa ipak, smatra se da su promjene sunčeve jakosti promijenile temperaturu na Zemlji za ne više od nekoliko stotinki stupnja u zadnjih 150 godina. Znanstvenici su zbog toga istraživali način na koji Sunce može indirektno modificirati zemaljsku klimu, jednu od hipoteza je iznio Henrik Svensmark sa Nacionalnog Instituta za Svemir u Copenhagenu, koji povezuje solarnu aktivnost sa tokom kozmičkih zraka.

Prema Svensmarku, kozmičke zrake zasijavaju oblake u niskoj atmosferi koji reflektiraju nešto od solarne radijacije nazad u svemir, ali određen broj kozmičkih zraka dosežu Zemlju i to zavisi od jačine solarnog magnetskog polja. Kada je ovo magnetsko polje jače (što je dokazano većim brojem sunčevih pjega), tada je više tih zraka skrenuto i manje oblaka se formira tako da se Zemlja zagrijava; nasuprot situaciji kada je polje slabije, Zemlja se hladi.

Stvaranje oblaka

Posljednji eksperiment daje dokaze za glavnu komponentu njegove teorije – kako ionizacija povećava formiranje oblaka. Da bi se stvorile kapljice vode i da bi se formirali oblaci, vodena para u zemaljskoj atmosferi treba neku vrstu površine na koju će se kondenzirati, i to se obično događa na već postojećim malim oformljenim vodenim česticama koje su prisutne u atmosferi, uključujući i emisiju iz zrakoplova. Svensmark teorija sugerira da kozmičke zrake pojačavaju proces ionizacije molekula u atmosferi koje onda privlače molekule vodene pare sve dok one nisu dovoljno velike da postanu kondenzacijska površina.

Da bi napravio takav proces u laboratoriji, Svensmark i njegove kolege su napunile komoru od nehrđajućeg čelika zapremine 0,05 metara kubičnih sa mješavinom plinova koji predstavljaju idealiziranu atmosferu – kisik i dušik i vodenu paru u tragovima, sumporni dioksid i ozon. Tada su na tu smjesu usmjerili ultraljubičastu svjetlost da bi generirali molekule sumporne kiseline oko kojih se mogu stvoriti vodene molekule, i tada su ozračili tu smjesu s zrakom od 580 Mega elektron Volta (MeV), elektrone su dobili od Univerziteta Aarhus i njihovog ASTRID skladišnog prstena.

Nakon što su izvadili uzorke iz komore i nakon što su izmjerili tvorevine plinova koji su bili najmanje veličine od 3 nano metra, istraživači su otkrili da je zraka napravila značajno povećanje tvorevine plinova. Izjavili su da elektroni isto kao i kozmičke zrake u pravoj atmosferi, ioniziraju molekule u zraku i tako uzrokuju da se molekule vode spajaju. Nadalje, istraživači su otkrili da se ovi efekti događaju kada koriste radioaktivni natrij kao izvor koji proizvodi gama zračenje, i za te tvrdnje im neće biti potrebna mjerenja u skupom akceleratoru.

Učesnik tima Jens Olaf Pepke Pedersen sa Nacionalnog Instituta za Svemir na Danskom Tehničkom Univerzitetu, objašnjava da bi se dokazale poveznice između kozmičkih zraka i formacije oblaka da će trebati napraviti eksperiment u većem sudu i da bi eksperiment trebalo napraviti na duže vrijeme. To bi dokazalo da li skupine plinova rastu po 100 nanometara, jer u toj točci one bi bile dovoljno velike da djeluju kao jezgra kondenzacije oblaka. On je rekao da je komora koju je CERN koristio u eksperimentu CLOUD, imala zapreminu od 26 metara kubičnih, i da bi za ovaj eksperiment to bila sasvim dovoljna zapremina.

Znanost o oblacima

Prema izjavama Pedersena, može se vidjeti da skupine plinova dosežu veličinu mikormetara, Svensmarkova hipoteza je na takav način dokazana. On objašnjava da bi bilo potrebno pronaći značenje efekta iz eksperimenta. „Postoji toliko toga što još nije poznato o formaciji oblaka, tako da je moguće da bi ovo mogla biti važna komponenta globalnog zatopljenja.“ Rekao je Pedersen.

Pa ipak, postoji problemi sa hipotezom kozmičkih zraka. Jedna je ta da iako postoji jasna poveznica između globalnih temperatura i intenziteta kozmičkih zraka koje dosežu zemaljsku površinu (kako se mjeri sa neutronskim mjeračima) prije 1970., ta korelacija je oborena u zadnjih 40 godina. Postoji još jedan problem sa tvrdnjom da kozmičke zrake utječu na globalni pokrov od oblaka – što se vidi iz snimaka iz satelita – a što su iskoristili mnogi znanstvenici koji propituju Svensmarkovu teoriju, koji su u stvari otkrili da se korelacija između oblaka i kozmičkih zraka može potvrditi samo iznad određenih regija u vremenu i prostoru.

Chris Folland Klimatolog istraživač iz Meteorološkog Ureda Velike Britanije kaže da nije jasno do kolikog stupnja kozmičke zrake mogu utjecati na formaciju oblaka, naročito ako se uzmu u obzir velike količine čestica koje nastaju prirodnim putem u atmosferi kada oblaci djeluju kao jezgra za kondenzaciju oblaka. On je također rekao da ako i postoje primjetni efekti na stvaranje oblaka, da bi ti efekti bili pozitivni ili negativni, te raspravlja o tome da bi se moglo očekivati da kozmičke zrake imaju veće učinke na oblake na velikim visinama, koji griju planet tako što sprječavaju bijeg radijacije u svemir. „Niski oblaci obično hlade površinsku klimu, ali nije jasno zašto bi oni bili periferno afektirani od strane kozmičkih zraka.“ Dodao je, „uzimajući u obzir da postoje neki efekti u svim oblacima.“

Ovo istraživanje publicirano je u Geophysical Research Letters.

Pročitajte još članaka Matrix World-a o utjecaju Sunca na Zemlju i ljude.