Proč
Země
nezmrzla?
Na
Venuši
se
žuly
mohou
tvořit
prakticky
na
povrchu
planety,
zatímco
Mars
je
zcela
zamrzlý
svět.
Na
Zemi
však
voda
v
kapalném
stavu
existuje
nejméně
3,7
miliardy
let
a
stejně
starý
je
i
primitivní
život.
Jedním
z
největších
mystérií
Země
je
otázka,
jak
to
že
zde
vůbec
vznikl
život
a
že
se
udržel
až
dodnes.
Vždyť
jen
několikaprocentní
změny
svítivosti
Slunce
nebo
albeda
Země
mohou
způsobit
zamrznutí
celé
planety
nebo
naopak
její
oteplení
až
o
několik
set
stupňů.
Přitom
obě
veličiny
se
během
posledních
několika
miliard
let
měnily
drasticky.
Slunce
mělo
nižší
svítivost
možná
o
25-30
%
a
rovněž
zemské
albedo
podléhalo
značným
změnám
-
raná
Země
byla
pokryta
převážně
oceánem.
Kontinenty
vznikaly
až
později.
Domníváme
se,
že
poslední
půl
miliardy
let
udržuje
na
Zemi
přijatelné
podmínky
mikrobiální
kolébka
(Vesmír
71,
310,
1992/6),
která
však
stěží
mohla
fungovat
v
době,
kdy
život
teprve
vznikal.
Zdá
se,
že
musíme
hledat
nějaký
anorganický
homeostatický
mechanismus,
"neživou"
Gaiu,
která
Zemi
ochraňovala
před
velkými
klimatickými
oscilacemi
již
před
4
miliardami
let.
K.
Caldeira
a
J.
F.
Kastings
ve
spolupráci
s
W.
R.
Kuhnem
hledají
tento
mechanismus
v
rovnováze
mezi
plynným
a
krystalickým
oxidem
uhličitým
v
atmosféře.
Mraky
složené
ze
zmrzlého
oxidu
uhličitého
odrážejí
značnou
část
sluneční
energie
a
tím
Zemi
ochraňují
před
přehřátím,
zatímco
plynný
oxid
uhličitý
vrací
na
Zemi
část
odražené
energie
a
tím
ji
chrání
před
zamrznutím.
Nature
359,
226-228,
196-197,
1992
Hnojení
antarktických
vod
železem
Nejdůležitějším
jednoduchým
mechanismem,
který
řídí
obsah
oxidu
uhličitého
v
atmosféře
je
biologická
pumpa,
jež
váže
oxid
uhličitý
rozpuštěný
v
mořské
vodě
do
kalcitové
schránky
mořských
mikroorganismů
a
tím
udržuje
relativně
stálý
chod
skleníkového
efektu.
Mořské
organismy
však
ke
tvorbě
svého
těla
potřebují
zejména
fosfor
(nejméně
1
atom
fosforu
na
130
atomů
uhlíku),
dusík
a
ze
stopových
prvků
zejména
železo.
J.
H.
Martin
se
svým
týmem
zjistil,
že
velmi
malá
množství
rozpuštěného
dvojmocného
železa
v
mořské
vodě
způsobují
přemnožení
jednoduchých
řas,
které
pak
spotřebovávají
větší
množství
oxidu
uhličitého.
Výzkumný
tým
navrhl,
aby
bylo
v
antarktických
vodách,
jež
odbourávají
většinu
atmosférického
CO
2
,
provedeno
hnojení
rozpustnými
sloučeninami
železa,
jehož
cílem
by
byla
eliminace
CO
2
uvolňovaného
spalováním
fosilních
paliv.
Kolem
celého
projektu
vznikla
velmi
rozsáhlá
diskuse,
kterou
prozatím
uzavírá
Tsung-Hung
Peng
se
svým
týmem
studií
o
proudění
mořské
vody.
I
při
tak
jednoduchých
reakcích,
jako
je
rozpuštění
cukru
ve
vaší
kávě,
víte,
jakou
roli
hraje
míchání
roztoku.
Lžičku
ve
vašem
šálku
nahrazují
v
oceánu
mořské
proudy,
které
způsobují
horizontální
i
vertikální
mísení
částečně
stratifikovaného
oceánu.
Zjistit
míru
tohoto
mísení
není
vůbec
snadné.
Výzkumná
plavidla
měří
v
dlouhých
transektech
a
za
různých
ročních
dob
v
různých
hloubkách
obsahy
tritia
3
H
a
radiouhlíku
14
C
vzniklých
při
jaderných
pokusech
okolo
roku
950.
Rovněž
oxid
křemičitý
pocházející
z
terigenních
zdrojů
a
koncentrující
se
blízko
hladiny
dobře
indikuje
rychlost
mísení
různých
vrstev
moře.
Toto
mísení
je
však,
bohužel,
tak
pomalé,
že
bychom
antarktické
vody
museli
přihnojovat
po
dobu
nejméně
několika
set
let,
než
by
se
dostavil
alespoň
částečný
výsledek!
Deep
Sea
Research
36,
649-680,
1989
Modeling
the
Earth
System,
77-104,
1992
Primitivní
řasy
a
dech
života
Izotopické
složení
uhlíku
nasvědčuje,
že
život
existuje
3,7
miliardy
let,
i
když
nejstarší
fosílie
byly
nalezeny
až
z
doby
před
1,8
miliardou
let.
Poslední
nálezy
Tsu-Ming
Hana
a
B.
Runnegara
však
posouvají
nejstarší
známé
eukaryoty
o
300
miliónů
let.
Jedná
se
o
mořskou
řasu
Grypania,
která
vytváří
poměrně
velké
až
90
mm
dlouhé
spirální
filamenty,
které
ke
svému
životu
potřebovaly
nejméně
1-10
%
současné
atmosférické
úrovně
kyslíku.
Nález
je
velkým
překvapením,
protože
časově
spadá
do
jednoho
z
hlavních
maxim
tvorby
páskovaných
železných
rud.
Tyto
železné
rudy
se
skládají
s
paralelních
pásků
mikrokrystalického
křemene
a
oxidických
železitých
minerálů.
Tvoří
dnes
hlavní
světové
zásoby
železa
a
jsou
k
nám
dováženy
např.
z
Brazílie
nebo
Krivého
Rogu.
Dlouhou
dobu
geologové
věřili,
že
páskované
železné
rudy
spotřebovávaly
na
svoji
oxidaci
veškerý
kyslík
obsažený
v
atmosféře
a
teprve
po
oxidaci
dostupného
Fe
2+
na
Fe
3+
mohlo
dojít
k
růstu
obsahu
kyslíku
v
atmosféře
a
tím
k
evoluci
eukaryotních
organismů.
Koexistence
řasy
Grypania
a
hlavní
fáze
tvorby
páskovaných
rud
posouvá
existenci
mírně
kyslíkové
atmosféry
o
důležitých
300
miliónů
let
do
minulosti
a
vytváří
tak
důležitý
prostor
pro
další
bakteriální
evoluci.
Nature
359,
13,
14,
232-235,
1992
Obsah
kyslíku
v
atmosféře
Země
za
poslední
3
miliardy
let.
Písmeno
"G"
označuje
první
nález
eukaryotní
řasy
Grypania.
Všimněte
si
značné
nejistoty
v
průběhu
křivky
mezi
550
a
1 800
milióny
let.
Vodorovná
osa
udává
čas
v
miliónech
let,
svislá
osa
udává
podíl
koncentrace
kyslíku
vzhledem
k
současné
koncentraci.
Svislá
čára
označená
šipkou
značí
konec
hlavní
fáze
ukládání
páskovaných
železných
rud
Reakce
fytoplanktonu
na
ozónovou
díru
Mořský
fytoplankton
ovlivňuje
globální
klima
odbouráváním
oxidu
uhličitého
z
atmosféry
a
uvolňováním
dimetylsulfidu,
který
funguje
jako
nukleační
jádra
vodní
páry
a
přispívá
ke
vzniku
mraků.
Proto
nás
velmi
zajímá,
jak
antarktický
fytoplankton
reaguje
na
zvýšení
toku
ultrafialového
záření
(280-320
nanometrů)
způsobené
ztenčením
ozónové
vrstvy.
Ztenčení
až
o
50
%
se
odehrává
během
jižního
jara,
kdy
v
pásmu
přiléhajícím
k
Antarktidě
"vykvétají"
mořské
řasy.
Samotné
měření
biologického
poškození
v
přirozených
podmínkách
je
metodicky
velmi
náročné.
Tloušťka
ozónové
vrstvy
kolísá
v
měřítku
několika
hodin
a
intenzita
ultrafialového
záření
je
závislá
na
oblačnosti,
která
se
může
měnit
i
během
několika
minut.
Fytoplankton
navíc
nezůstává
na
místě,
ale
je
hnán
mořskými
proudy.
Biologickou
produkci
nejvíc
ovlivňuje
tání
ledovců
a
tenká
vrstva
špatně
mísivé
povrchové
sladké
vody,
která
zabraňuje
růstu
mořských
mikroorganismů.
není
tedy
divu,
že
zpráva
o
šestitýdenní
plavbě
výzkumné
lodi
Icecolors
se
zabývá
převážně
otázkami
normalizace
měření.
Závěrečný
výpočet
je
poměrně
povzbudivý.
Odhadovaná
ztráta
produkce
fytoplanktonu
7
x
10
12
uhlíku
za
rok
následkem
ozónové
díry
zatím
tvoří
maximálně
několik
tisícin
celkové
biologické
produkce
jižních
moří.
Science
255,
952-957,
1992
Někdo
to
rád
horké
...
Na
str.
651
Ivo
Budil
referuje
o
práci
R.
Wehnera
z
počátku
tohoto
roku
(Nature
357,
586-587,
1992).
Indičtí
badatelé
A.
Sinha
a
K.
Chandrashekara
pochybují
o
oprávněnosti
závěrů
této
práce,
že
totiž
denní
období
pro
obstarávání
potravy
saharských
mravenců
Cataglyphis
bombycina
je
určené
časem,
kdy
si
potravu
obstarává
ještěrka
Acanthodactylus
dumerili.
Soutěž
o
různé
denní
časové
niky
pro
obstarávání
potravy
pokládají
za
náhodnou
shodu
kauzálně
nepodmíněnou.
(Ještěrka
by
prý
nebyla
schopna
vytvořit
potřebný
"selekční
tlak".)
Oba
badatelé
vysvětlují
chování
mravenců
spíše
soutěží
o
potravu
mezi
blízkými
druhy.
Na
podporu
svého
tvrzení
uvádějí
chování
černého
mravence
Monomorium
minimum,
který
si
na
massachsettských
prériích
obstarává
potravu
za
vyšších
teplot
než
jeho
blízce
příbuzní
soupeři
Lasius
neoniger,
Myrmica
americana
a
Tetramorium
caespitum.
Ani
teploty,
které
musí
mravenci
vydržet,
nepokládají
za
příliš
neobvyklé.
Navíc
pozorovali,
že
jednotliví
mravenci
tráví
až
75
%
doby,
po
kterou
si
obstarávají
potravu,
v
klidu.
Uvádějí
také
navíc,
že
mnohé
druhy
mravenců
denní
dobu
obstarávání
potravy
posouvají
jednak
podle
stáří,
jednak
podle
krátkodobých
změn
prostředí.
Nature
359,
593,
1992
...
a
někdo
ještě
více
horké
V
témže
čísle
Nature
uvádějí
francouzští
badatelé
ještě
další
"horkomilné"
živočichy.
Z
nich
drží
rekord
patrně
štír
Eremogarypus
perfectus
z
namibijské
pouště,
který
snáší
teplotu
65
o
C.
Předpokládá
se,
že
živočichové
jsou
omezeni
na
teploty
do
50
o
C
a
že
nad
60
o
C
nemohou
dokončit
svůj
životní
cyklus,
neboť
nejsou
sto
vytvářet
funkční
termostabilní
membrány.
Přesto
vajíčka
některých
kryptobiotických
druhů
bezobratlých
mohou
přežít
vystavení
teplotám
blízkým
bodu
varu
vody.
Referují
i
o
pozorování
mořského
červa
druhu
Alvinella,
který
alespoň
krátkodobě
vydrží
ještě
mnohem
vyšší
teploty!
Nature
359,
593-594,
1992
Ochlazení
"střední"
atmosféry?
Změny
v
tenké
vrstvě
sodíkových
par
ve
výšce
okolo
90
km
mohou
odhalovat
účinky
slleníkových
plynů.
Ačkoli
sodíková
vrstva
byla
objevena
před
více
než
60
lety,
většina
geofyziků
ji
pokládal
spíše
za
kuriozitu,
pokud
vůbec
si
jsou
vědomi
její
existence.
Obecně
se
přijímá
hypotéza,
že
se
vytváří
odpařováním
z
meteoritů,
když
vstupují
do
atmosféry.
Množství
sodíku
v
ní
je
velmi
malé,
maximální
koncentrace
dosahují
3 000
-
4 000
atomu
v
kubickém
centimetru.
Díky
silnému
emisnímu
dubletu
žlutých
čar
(589
a
589,6
nm)
je
však
snadno
prokazatelná.
Ve
výškách
pod
90
km
je
sodík
z
atmosféry
rychle
odstraňován
reakcí
s
atmosférickým
kyslíkem
v
blízkosti
libovolné
inertní
molekuly.
Ve
výškách
nad
90
km
je
sodík
zase
fotoionizován
a
iont
sodíku
je
zabudováván
do
hydrátů.
B.
Clemensha,
D.
Simonich,
P.
Batista
měřili
od
r.
1972
do
r.
1987
výšku
sodíkové
vrstvy
a
zjistili,
že
výška
této
vrstvy
klasá
v
průměru
o
50
m
(
12m)
ročně.
Autoři
to
přičítají
ochlazování
střední
atmosféry.
K
vysvětlení
poklesu
sodíkové
vrstvy
o
700
m
(za
období
1972-1987)
postačí
např.
předpokládat
ochlazení
střední
atmosféry
o
5
stupňů.
Nature
357,
18,
1992
Evropa
zpřísňuje
pravidla
pro
homeopatické
preparáty
Vzhledem
k
budoucímu
volnému
pohybu
léků
v
Evropském
společenství
byla
zpřísněna
pravidla
pro
udělování
licencí
homeopatickým
přípravkům.
Pouze
přípravky
se
vyšším
zředěním
než
1
ku
10 000
mohou
projít
zjednodušenou
procedurou.
Evropská
asociace
farmakologických
společností
rovněž
navrhuje,
že
jejich
označení
by
nemělo
používat
slova
lék,
ale
pouze
neutrálnější
slovo
"preparát".
Zpráva
končí
větou:
"
Toto
je
obzvlášť
důležité
v
době,
kdy
takové
země
jako
Maďarsko,
Československo
a
Rusko
zaplavuje
vlna
popularity
levné
alternativní
medicíny."
Nature
359,
459,
1992