JAK

I DLACZEGO?

?

Gdy rozp´dzamy jakieÊ cia∏o, zwi´ksza si´ jego masa.
Czy mo˝na w ten sposób wyprodukowaç czarnà dziur´?

Z POCZTY ELEKTRONICZNEJ

96

ÂWIAT NAUKI GRUDZIE¡ 2004

Skàd wiadomo, jak zbudowane jest
wn´trze Ziemi?

J. G

ERBER

Odpowiada Arthur Lerner-Lam, geolog z Lamont-Doherty Earth
Observatory w Columbia University:

Poniewa˝ nie mamy mo˝liwoÊci pobierania próbek bez-

poÊrednio z g∏´bokich warstw Ziemi, musimy zdobywaç
wiedz´ o jej budowie drogà dedukcji. Naukowcy szukajà
wskazówek w ska∏ach magmowych (wulkanicznych) lub
metamorficznych (przeobra˝onych pod wp∏ywem wyso-
kich ciÊnieƒ i temperatur w g∏´bi Ziemi). Badajà równie˝
poÊrednio sk∏ad i struktur´ wn´trza Ziemi za pomocà trój-
wymiarowej tomografii sejsmicznej, analizujàc przebieg
fal powstajàcych podczas trz´sieƒ ziemi. Fale te sà rejestro-
wane przez sieç sejsmometrów rozmieszczonych na po-
wierzchni naszej planety.

Nie˝yjàcy ju˝ Francis Birch, wybitny geofizyk z Har-

wardu, wraz ze swoimi wspó∏pracownikami i studen-
tami opracowa∏ sposób ∏àczenia tych obserwacji. Birch

pokaza∏, jak sztywnoÊç ska∏ zmienia si´ pod wp∏ywem ci-
Ênienia i temperatury w skrajnych warunkach g∏´boko
wewnàtrz planety. Poniewa˝ pr´dkoÊç fal sejsmicznych
zale˝y od sztywnoÊci oÊrodka, w którym si´ one rozcho-
dzà, mo˝liwe jest obliczenie temperatury i sk∏adu na pod-
stawie map ich pr´dkoÊci. Na pracach Bircha opiera si´
wi´kszoÊç wspó∏czesnych badaƒ. Metoda ta jest nawet
wykorzystywana do analizy ekstremalnych warunków,
jakie panujà w jàdrze ziemskim. Metodzie Bircha za-
wdzi´czamy m.in. wi´kszoÊç naszej wiedzy na temat wiel-
ko- i ma∏oskalowych modeli konwekcji w p∏aszczu Zie-
mi – procesu sterujàcego tektonikà p∏yt.

A skàd czerpiemy wiedz´ na temat budowy innych pla-

net? Podczas za∏ogowych i bezza∏ogowych wypraw zain-

stalowano na Ksi´˝ycu i
Marsie sejsmometry, któ-
re dostarczy∏y niezwykle
cennych informacji. Czas
trwania takich badaƒ by∏
niestety ograniczony cza-
sem dzia∏ania pozostawio-
nych tam urzàdzeƒ (cho-
cia˝ Spirit i Opportunity
do tej pory przesy∏ajà na
Ziemi´ analizy chemiczne
i obrazy Czerwonej Pla-
nety). Prawie wszystkie
obecne i planowane w
przysz∏oÊci wyprawy mi´-
dzyplanetarne po∏àczone
z làdowaniem majà w pro-
gramie badania sejsmolo-
giczne. W niektórych pro-

jektach przewiduje si´ dostarczenie próbek ska∏ na Ziemi´.
Mamy zatem nadziej´, ˝e z∏ote czasy geologii sà wcià˝
przed nami.

n

Pytania prosimy kierowaç na adres redakcji: Âwiat Nauki,
Al. Jerozolimskie 136, p. poczt. nr 9, 00-965 Warszawa,
lub e-mailem: [e-mail]

MA

TT COLLINS

Odpowiada dr Stanis∏aw Bajtlik z Centrum Astronomicznego
PAN im. Miko∏aja Kopernika:

Nie mo˝na. Masa, która wyst´puje w rozwiàzaniach

równaƒ Einsteina opisujàcych czarnà dziur´, to masa w
uk∏adzie, w którym cia∏o spoczywa. W przypadku poje-
dynczego cia∏a jest to masa spoczynkowa. Ta masa jest ce-
chà cia∏a i jest niezmienna.

JeÊli czarna dziura mia∏aby powstaç z uk∏adu cia∏ (np.

uk∏adu gwiazd czy ob∏oku gazu), to jego masa w uk∏a-
dzie spoczywajàcym zale˝y od energii wszystkich sk∏ad-
ników, a wi´c i pr´dkoÊci cia∏ (gwiazd, czàsteczek gazu).
Im wi´ksze sà pr´dkoÊci, tym wi´ksza wprawdzie masa-
-energia uk∏adu, ale jednoczeÊnie tym wi´ksze jego roz-
miary – sk∏adniki oddalajà si´ od centrum i Êrednia g´-
stoÊç maleje. Zauwa˝my wi´c, ˝e aby powsta∏a czarna
dziura, trzeba z uk∏adu usuwaç energi´ kinetycznà, a nie
jà zwi´kszaç.

n