Csillagászat és űrkutatás
No, most volt egy kis idõm
Alapvetõen minimum kétféle gammakitörés ( továbbiakban GRB - Gamma-Ray Burst) létezik. A rövid illetve a hosszú periódusú. Valójában nem lehet ilyen élesen kettéválasztani, de a gyakoriságukban két csúcs mutatkozik az ~1mp ill. a ~10-100mp idõtartam körül. Legvalószínûbb az, hogy a rövid GRB-k kettõs (vagy többes) rendszerekben található kompakt objektumok (neutroncsillag, fekete lyuk) ütközésekor keletkeznek, míg a hosszú idõtartamúak Ib/Ic típusú szupernóva robbanáskor. Ezeket általában megerõsítik az idõskálából számolt sûrûségek is: rövidnél 10E7 g/cm3, hosszúnál a 10E3 g/cm3. Ez utóbbi pl. a gravitációs összeomlás elõtt álló csillagmag He-héjának tipikus sûrûsége. A lényeg, hogy mindkét estben gravitációs energia alakul át elektromágneses sugárzássá (is). Legyen most elég ennyi a felszínes elméleti háttérbõl, hisz gondolom, hogy téged a földi bioszférára gyakorolt hatása érdekel. Nos, nem te vagy az egyetlen, hiszen számos kísérlet (természetesen elméleti) történt már arra vonatkozóan, hogy miként érintené egy GRB sugárzása a Földet. A rövid elméleti háttérbõl látható, hogy a hosszú GRB-khez „semmi különös” nem kell, „csak” egy megfelelõ típusú SN. (persze ez sem így van, hiszen a robbanásnak aszimmetrikusnak kell lennie és a kibocsátott gammasugázásnak egy keskeny, kollimált nyalábban kell elhagynia az összeomló mag környezetét) Mindenesetre, statisztikai módszerekkel kiszámolható, hogy az elmúlt 1 milliárd évben történt a Föld környezetben olyan robbanás 1 -2 kpc-en belül, melynek a kollimált nyalábja épp bolygónk felé nézett. Az egyik ilyen kísérletben (B.C Thomas et al) a következõ kiindulófeltételeket használták: 5x10E44 W luminozitás, 10 mp idõtartam, 2kpc távolság, 100KJ/m2 fluxus és olyan spektrumot választottak, melynél az intenzitás maximuma 187,5 keV-nál van. A GRB idõskálája miatt, természetesen csak a légkör felét érinti közvetlenül a gamma ill a röntgen sugárzás. Ez a sugárzás nagymértékben gyengül a légkörben, így csak fõleg indirekt módon éri el a felszínt. Ezért valószínûtlen, hogy a sugárzás direkt módon jelentõs hatást gyakoroljon a bioszférára (jelentõs alatt értsd, kihalások stb.), mindamellett mutagén hatása lehet. Az igazi veszélyt a légkörben létrejövõ kölcsönhatások rejtik. Az ilyen sugárzásnak rendkívül erõs disszociációs hatása van a molekulákra nézve. Tehát a N2 és az O2 molekulák atomokra, ionokra hullása következik be az érintett hemiszférában. Az ózonréteg másodpercek alatt lebomlik, így a késõbbiekben az élõvilágot ostorozó rövidhullámú - fõleg szoláris UV-sugárzás - már szabadon érheti el a felszínt. Ez a sugárzás a DNS és egyéb nagy atomszámú biomolekula bontásában fejtené ki hatását. Számítások szerint a DNS-sérülések gyakorisága majd' 20-szor annyi lenne, mint a kitörés elõtt. Ez éves átlagra értendõ. Nyílván a kitörést követõ napokban ez nagyságrendekkel nagyobb érték. A GRB sugárzásának lecsengése után megindul az ionok, majd atomok rekombinációja. A számítások alapján fõleg NO és NO2 keletkezik, mely egy barna „ernyõt” von a felszín felé, így gátolva meg a hosszabb hullámhosszú sugárzás (látható, infravörös) felszínre jutását. Természetesen így egy globális átlaghõmérséklet-csökkenés is kezdetét veszi. A fotoszintézis is kisebb hatékonyságú lenne. Tehát egy hûvös, sejtromboló sugárzással teli környezetben igencsak fel lenne adva a lecke a mai biodiverzitásnak. Ezt tetézi még az is, hogy a nitrogén-oxidok kiürülésekor salétromsavas csapadék áztatná a bolygó felszínét. Bár ez némi pozitív visszacsatolással is bír a talaj nitrogénben való feldúsulása miatt. Attól függõen, hogy milyen leépülést szenvedett el, az ózonréteg néhány év alatt – 75%-os veszteségnél ~15 év alatt – már majdnem a kitörés elõtti állapotba tornássza vissza magát. Természetesen komplexitása miatt a biológiai hatások ennél sokkal kevésbé megfoghatóak, de annyi mindenképpen elmondható, hogy az élõvilág hosszabb idõ múlva billenne vissza a „normális” kerékvágásba. Ha egyáltalán visszabillenne és nem egy másik egyensúlyi állapotot venne fel....
Alapvetõen minimum kétféle gammakitörés ( továbbiakban GRB - Gamma-Ray Burst) létezik. A rövid illetve a hosszú periódusú. Valójában nem lehet ilyen élesen kettéválasztani, de a gyakoriságukban két csúcs mutatkozik az ~1mp ill. a ~10-100mp idõtartam körül. Legvalószínûbb az, hogy a rövid GRB-k kettõs (vagy többes) rendszerekben található kompakt objektumok (neutroncsillag, fekete lyuk) ütközésekor keletkeznek, míg a hosszú idõtartamúak Ib/Ic típusú szupernóva robbanáskor. Ezeket általában megerõsítik az idõskálából számolt sûrûségek is: rövidnél 10E7 g/cm3, hosszúnál a 10E3 g/cm3. Ez utóbbi pl. a gravitációs összeomlás elõtt álló csillagmag He-héjának tipikus sûrûsége. A lényeg, hogy mindkét estben gravitációs energia alakul át elektromágneses sugárzássá (is). Legyen most elég ennyi a felszínes elméleti háttérbõl, hisz gondolom, hogy téged a földi bioszférára gyakorolt hatása érdekel. Nos, nem te vagy az egyetlen, hiszen számos kísérlet (természetesen elméleti) történt már arra vonatkozóan, hogy miként érintené egy GRB sugárzása a Földet. A rövid elméleti háttérbõl látható, hogy a hosszú GRB-khez „semmi különös” nem kell, „csak” egy megfelelõ típusú SN. (persze ez sem így van, hiszen a robbanásnak aszimmetrikusnak kell lennie és a kibocsátott gammasugázásnak egy keskeny, kollimált nyalábban kell elhagynia az összeomló mag környezetét) Mindenesetre, statisztikai módszerekkel kiszámolható, hogy az elmúlt 1 milliárd évben történt a Föld környezetben olyan robbanás 1 -2 kpc-en belül, melynek a kollimált nyalábja épp bolygónk felé nézett. Az egyik ilyen kísérletben (B.C Thomas et al) a következõ kiindulófeltételeket használták: 5x10E44 W luminozitás, 10 mp idõtartam, 2kpc távolság, 100KJ/m2 fluxus és olyan spektrumot választottak, melynél az intenzitás maximuma 187,5 keV-nál van. A GRB idõskálája miatt, természetesen csak a légkör felét érinti közvetlenül a gamma ill a röntgen sugárzás. Ez a sugárzás nagymértékben gyengül a légkörben, így csak fõleg indirekt módon éri el a felszínt. Ezért valószínûtlen, hogy a sugárzás direkt módon jelentõs hatást gyakoroljon a bioszférára (jelentõs alatt értsd, kihalások stb.), mindamellett mutagén hatása lehet. Az igazi veszélyt a légkörben létrejövõ kölcsönhatások rejtik. Az ilyen sugárzásnak rendkívül erõs disszociációs hatása van a molekulákra nézve. Tehát a N2 és az O2 molekulák atomokra, ionokra hullása következik be az érintett hemiszférában. Az ózonréteg másodpercek alatt lebomlik, így a késõbbiekben az élõvilágot ostorozó rövidhullámú - fõleg szoláris UV-sugárzás - már szabadon érheti el a felszínt. Ez a sugárzás a DNS és egyéb nagy atomszámú biomolekula bontásában fejtené ki hatását. Számítások szerint a DNS-sérülések gyakorisága majd' 20-szor annyi lenne, mint a kitörés elõtt. Ez éves átlagra értendõ. Nyílván a kitörést követõ napokban ez nagyságrendekkel nagyobb érték. A GRB sugárzásának lecsengése után megindul az ionok, majd atomok rekombinációja. A számítások alapján fõleg NO és NO2 keletkezik, mely egy barna „ernyõt” von a felszín felé, így gátolva meg a hosszabb hullámhosszú sugárzás (látható, infravörös) felszínre jutását. Természetesen így egy globális átlaghõmérséklet-csökkenés is kezdetét veszi. A fotoszintézis is kisebb hatékonyságú lenne. Tehát egy hûvös, sejtromboló sugárzással teli környezetben igencsak fel lenne adva a lecke a mai biodiverzitásnak. Ezt tetézi még az is, hogy a nitrogén-oxidok kiürülésekor salétromsavas csapadék áztatná a bolygó felszínét. Bár ez némi pozitív visszacsatolással is bír a talaj nitrogénben való feldúsulása miatt. Attól függõen, hogy milyen leépülést szenvedett el, az ózonréteg néhány év alatt – 75%-os veszteségnél ~15 év alatt – már majdnem a kitörés elõtti állapotba tornássza vissza magát. Természetesen komplexitása miatt a biológiai hatások ennél sokkal kevésbé megfoghatóak, de annyi mindenképpen elmondható, hogy az élõvilág hosszabb idõ múlva billenne vissza a „normális” kerékvágásba. Ha egyáltalán visszabillenne és nem egy másik egyensúlyi állapotot venne fel....