Būta nemažai ir mūsų pačių sukurtų sprogimų. Galingiausias branduolinis užtaisas sprogo 1961 m., atmosferoje sukurdamas 10 kilometrų skersmens ugnies kamuolį.
Tačiau jeigu Wimas van Westrenenas, planetologas iš Nyderlandų, teisus, šie kataklizmai yra vieni niekai, palyginus su tuo, kas nutiko Žemei prieš 4,5 milijardo metų. Vos spėjus susiformuoti planetai, jos viduje kritinę masę pasiekė milžiniškas branduolinis reaktorius, kurio sprogimo pakako mūsų naujagimio pasaulio suplėšymui.
Tai kontroversiška idėja, bet jai pagrįsti galima rasti netiesioginių įrodymų – pradedant mažesniais „iškastiniais reaktoriais“, esančiais giliai pusiaujo Afrikos požemiuose iki akivaizdaus disbalanso tarp Žemės gaunamos iš Saulės ir skleidžiamos energijos. Bet W. van Westrenenas daro dar drąsesnį pareiškimą. Didžiausias audringos Žemės atominės praeities įrodymas, sako jis, yra ramus dangaus kūnas, žvelgiantis į mus naktimis, o tiksliau jame kabantis mėnulis.
Iš kur atsirado mėnulis?
Mėnulio prigimties paieškos visada buvo problema. Jis tiesiog per didelis. Jokia kita planeta Saulės sistemoje neturi tokio santykinai didelio palydovo: jis didesnis, nei ketvirtis Žemės skersmens. Toks kūnas negalėjo būti pasigautas pralekiantis pro šalį, kaip manoma, savo mažesnius palydovus pasigriebė kitos planetos.
1879-aisiais metais George'as Darwinas, Charleso Darwino sūnus astronomas, pasiūlė kitokią idėją. Jis iškėlė mintį, kad jauna Žemė taip greitai sukosi, kad ėmė irti ir išsviedė vieną uolienos gabalą į kosmosą.
Mokslininko gyvenimo laikotarpiu idėja buvo populiari, bet XX a. pradžioje ją paneigė planetų dinamiką tiriantys mokslininkai, atlikę specialius skaičiavimus. Jie palygino Žemės ir Mėnulio kampinius momentus – kūno sukimosi energijos matą. Bendra suma duotoje sistemoje – tokioje, kaip Žemės ir Mėnulio – visada išlieka ta pati, nebent ją paveiktų išorinis kūnas. Jei Mėnulis anksčiau buvo Žemės dalis, dabartinis Žemės ir jos palydovo kampinis momentas turėtų derėti su turėtu anksčiau.
Išties, papildomas kampinis momentas būtų sutrumpinęs Žemės dieną vos iki 4 valandų. Tam, kad G.Darwino hipotezė pasitvirtintų, reikia, kad Žemės sukimosi į išorę nukreipta jėga nugalėtų į vidų nukreiptą Žemės traukos jėgą, o tai reiškia, kad ji būtų turėjusi suktis dar greičiau – apsisukti apie savo ašį vos porą valandų.
G.Darwino idėjai pasitraukus, jos vietą užėmė kitos. Dar viena idėja žinoma kaip milžiniško sukrėtimo hipotezė arba „didysis smūgis“. Pasak šios teorijos tarpplanetinis biliardas pasiuntė Marso dydžio objektą link naujagimės Žemės. Trenkęsis į mūsų planetą šis kūnas subyrėjo, į erdvę pasiųsdamas didžiulę nuolaužų krūvą, kuri vėliau apsijungusi, suformavo Mėnulį.
Iš pradžių nebuvo nieko, kas iškeltų didžiojo smūgio teoriją virš kitų palydovo kilmės paaiškinimų. „Ji buvo pasiūlyta, nes niekas kitas neveikė“, – sako Matija'as Ćuk'as, Harvardo universiteto planetologas. Tačiau ir ši idėja kito, vis labiau tobulinant mūsų susikurtą ankstyvosios Saulės sistemos atvaizdą. Duomenys rodo, kad planetos susiformavo, į asteroidus panašioms uoloms daužantis vienai į kitą, sulimpant į vis didesnius ir didesnius kūnus. Visiškai tikėtina sulaukti didžiulių smūgių vėlesnėse šio proceso stadijose. „Žinome, kad susidūrimai yra svarbūs planetų formavimuisi“, – pabrėžia M.Ćuk'as.
Nauji mokslininkų atradimai
Kaip bebūtų, mums viską gali tekti apgalvoti dar kartą. Patį didįjį smūgį gali anuliuoti nauja „Apollo“ astronautų pargabentų uolienų analizė. Pagal didžiojo smūgio teoriją, jos ne visos kilo iš Žemės, tad galima būtų tikėtis, kad uolienos, lyginant su žemiškosiomis, viena nuo kitos skirsis sudėtimi ir ypač – tų pačių elementų izotopine sudėtimi.
Čia ir glūdi problema. Kai chemikas Junjunas Zhangas iš Čikagos universiteto su kolegomis pernai baigė neregėto detalumo Mėnulio uolienų analizę, pasirodė, kad deguonies, chromo, kalio ir silicio izotopai neatskiriami nuo žemiškųjų. Šių metų vasarį, Hejiu Hui, geologas iš Notre Damo universiteto Indianoje, su kolegomis išsiaiškino, kad keletoje uolienų pavyzdžių, laikytų pirmosios Mėnulyje susiformavusios plutos fragmentais, buvo vandens. Pragariškame milžiniško susidūrimo karštyje uolienos turėjo išsilydyti, o jose buvęs vanduo išgaruoti.
 |
| NASA nuotr./„Apollo 16“ misijos astronautas Charlesas Duke'as renka uolienų pavyzdžius moksliniams tyrimams |
H.Hui neabejoja atradimų reikšmingumu. „Tai meta iššūkį didžiojo smūgio scenarijui“, – sako jis. W. van Westrenenas kur kas labiau tiesmukas: „Mėnulio cheminė sudėtis suduoda didžiojo smūgio scenarijui mirtiną smūgį. Jis negali būti teisingas.“
Iš pirmo žvilgsnio, radiniai rodo, kad Mėnulis kadaise buvo Žemės dalis, kuri kažkokiu būdu atsidūrė kosmose neužteršta susiduriančių planetų uolienomis. Tačiau norint išvengti kampinio momento problemos, sugriovusios G.Darwino sprendimą, reikia išsiaiškinti, iš kur Žemėje atsirado didelis energijos pliūpsnis išplėšęs didelę Žemės dalį. W.van Westreneno skaičiavimai rodo, kad energija turėjo būti ekvivalenti 40 milijonų milijardų ant Hirošimos numestų atominių bombų.
Branduoliniai reaktoriai po žeme
W.van Westrenenui sprendžiant galimo tokios energijos šaltinio problemą, jo dėmesį patraukė geofizikas Robas de Meijeris iš Keiptauno universiteto, esančio Pietų Afrikoje. Mintis, kad save palaikantys branduoliniai reaktoriai gali būti užkasti Žemėje sklando jau 60 metų. Beveik užtikrintai, maži reaktoriai kažkada buvo aktyvūs.
1972 m., Prancūzijos Alternatyvios energijos ir atominės energijos komisija (angl. French Alternative Energies and Atomic Energy Commission, CEA) kasinėjo Oklo regioną Vakarų Afrikoje, ieškodama urano. Tyrėjai užfiksavo urano-235 izotopo sumažėjimą, rodžiusį, lyg jis buvo apdorotas branduoliniame reaktoriuje.
Tolesnė žvalgyba atrado 16 natūralių senovinių 1,5 – 10 metrų skersmens reaktorių. Jie buvo aktyvūs maždaug prieš 2 milijardus metų ir tikriausiai įsijungdami ir išsijungdami veikė keletą šimtų tūkstančių metų, išskirdami apie 100 kilovatų galios, kol baigėsi urano atsargos.
Buvo iškelta mintis, kad Žemėje esama ir didesnių reaktorių. Buvo net iškelta mintis, kad milžiniškas branduolinis reaktorius veikia Žemės branduolyje. W.van Westrenenas greitai sumojo, kad kažkas panašaus galėtų paaiškinti Mėnulio atsiradimą.
Tačiau turėtų būti kažkas daug didesnio, nei Oklo reaktoriai ir energija turėtų būti generuojam kiek kitaip. Sunkūs elementai, tokie, kaip uranas, toris ir plutonis buvo koncentruoti tankiose uolienose, giliai nugrimzdusiose į Žemę netrukus po jos susiformavimo. Jie susikaupė prie plutos ir mantijos ribos, kur geologinės jėgos sukaupė juos į didelius rezervuarus.
Tose uolose skylantys radioaktyvūs branduoliai paskleidžia greituosius neutronus, kurie savo ruožtu irgi gali paleisti reakcijas. Bet jei neutronai pataiko į tinkamo tipo branduolį, tarkime, urano-238 izotopo, jie gali būti sugerti. Rezultatas – plutonis-239, kuris skyla pats. Jei absorbavimas vyksta nekontroliuojamai, skylanti medžiaga kaupiasi, kol peržengiamas kritinis lygis ir įvyksta sprogimas.
Vidinis branduolinis reaktorius galėtų paaiškinti, kodėl Žemė, kaip ir dauguma kitų Saulės sistemos planetų, išspinduliuoja ženkliai daugiau energijos, nei gauna iš Saulės. Ši perteklinė energija maitina Žemės magnetinį lauką, vulkanus ir žemės drebėjimus, ir didžioji jos dalis, manoma, randasi iš radioaktyvių procesų planetos gelmėse.
Tai patvirtina ir nuolatinis vaiduokliškų neutrinų srautas, aptiktas „KamLAND“ ir „Borexin“ neutrinų detektoriais, įrengtais, atitinkamai, Japonijoje ir Italijoje. Jų užfiksuotų dalelių energija rodo visus branduolinių reakcijų šalutinių produktų ženklus, sklindančius ir Žemės vidaus. Neaišku tik ar šie neutrinai sklinda dėl natūralaus elementų skilimo Žemės viduje ar tai natūralūs reaktoriai paskatina jų sklidimą tam tikruose regionuose. Norint gauti užtikrintą atsakymą, reikėtų pasaulinio tinklo neutrinų detektorių, galinčių sudaryti mūsų planetos radioaktyvių medžiagų klodų žemėlapį.
Alternatyvūs paaiškinimai
 |
| NASA/GSFC/Arizono universiteto nuotr./Iš paskirų fotografijų astronomų sumontuota nuotrauka, kurioje užfiksuotas šiaurinis mėnulio polius |
Net jei būtų rasti pasaulinių „georeaktorių“ įrodymai, vis vien daugelį tektų įtikinėti, kad jie galėjo suformuoti Mėnulį. M.Ćukas pritaria tam tikrai standartinio scenarijaus versijai. „Nemanau, kad galima atskirti Mėnulio formavimąsi nuo didžiojo smūgio“, – sako jis.
Tai taręs, jis pripažįsta, kad norint išsaugoti didžiojo smūgio teoriją, ją būtina papildyti. Ironiška, bet jo idėja prasideda nuo kampinio momento išsaugojimo – nepajudinamos koncepcijos, sužlugdžiusios ankstesnę G.Darwino hipotezę apie nuo Žemės atsiskyrusį Mėnulį.
Galingi smūgiai turi problemą, kad jie suteikia Žemei daug energijos – tiek daug, kad planeta pradeda suktis greičiau, nei 4 valandų periodu, kurį kampinio momento išsaugojimas rodo buvus įmanomą, formuojantis Mėnuliui. Bet tik tuo atveju, jei Žemė ir Mėnulis sudarė uždarą sistemą. Kartu su kolege iš Harvardo Sarah Stewart, M.Ćukas sukūrė įstabų būdą pašalinti pertekliniam kampiniam momentui, panaudojant trečią dangaus kūną – Saulę.
Mokslininkai teigia, kad tam tikras Saulės, Žemės ir Mėnulio išsirikiavimas sukūrė situaciją, moksliškai vadinama evekcijos rezonansu. Šis procesas sulaikė Mėnulį orbitoje, apsaugodamas nuo tolydaus tolimo nuo Žemės, vykusio iš karto susiformavus palydovui. Tokia situacija galėjo tęstis apie 100 000 metų, sako M.Ćukas. Tuo metu Žemė, Mėnulis ir Saulė buvo surakinti į gravitacinę trijulę ir Žemės perteklinis kampinis momentas per Mėnulį galėjo būti perduotas Saulei. Galiausiai Mėnulis ištrūko ir vėl ėmė tolti nuo Žemės – tai vyksta iki šiol, po kelis centimetrus kasmet.
M.Ćukas ir S.Stewart išsiaiškino, ką tai reiškė didžiajam smūgiui. Toks mechanizmas rodo, kad Žemė praeityje galėjo suktis greičiau, o tai reiškia, kad jai reikėjo mažiau energijos, reikalingos Mėnulio išsivedimui į orbitą. Vietoje Marso dydžio objekto, pakaktų vos pusės masės dangaus kūno, kuris būtų trenkęsis į Žemę statesniu kampu. Tyrėjų sumodeliuotos kompiuterinės simuliacijos rodo, kad tiek suteiktos energijos kaip tik pakaktų išsviesti gabalą Žemės uolienų į orbitą – taip padarant Mėnulį izotopiškai neatskiriamą nuo Žemės.
 |
| NASA iliustr./Iliustracija, kurioje palyginti nykštukinių planetų (Plutonas, Cerera), asteroidų (Matilda, Lutecija, Vesta), Kalifornijos valstijos ir Mėnulio dydžiai. |
Kitokį „lengvesnio didžiojo smūgio“ variantą pasiūlė planetologė Robin Canup iš Pietvakarių Tyrimų instituto Boulderyje, Kolorade. Mokslininkė pateikė teoriją, kurioje išskleidžiama dviejų, maždaug pusės Žemės dydžio planetų lėto susidūrimo koncepcija. Iš susiliejimo, pradėjusio mūsų planetą, liekanų susiformavo Mėnulis – todėl jo sudėtis tokia pati.
Šie du modeliai labai skirtingi, bet abu turi pranašumą dėl to, kad išsaugo kažką iš didžiojo smūgio modelio, nepasitelkdami tokių ekscentriškų idėjų apie didžiulį, Žemės gelmėse sprogstantį branduolinį reaktorių. W.van Westrenenas lieka ramus, nurodydamas, kad M.Ćuko modelyje greičiau besisukanti Žemė sumažina ir Mėnulio suformavimui reikalingo branduolinio sprogimo energiją.
Jis siūlo patvirtinti šį modelį eksperimentiškai, ateityje atliktus nuodugnius Mėnulio grunto gręžimo eksperimentus. Tačiau tokių kasinėjimų teks laukti dar ne vieną dešimtmetį. O kol kas dėl vietos po saule (ar reikėtų sakyti „po Mėnuliu“?) kausis konkuruojantys palydovo kilmės paaiškinimai.
Parengta pagal Stuart Clark straipsnį publikuotą žurnale „NewScientist“.
