FASCINANTNO OTKRIĆE

'Crne rupe' postoje i u oceanima na Zemlji!

24.09.2013 u 12:14

Bionic
Reading

Neki od najvećih virova u oceanima na Zemlji po svojoj su matematici ekvivalentni misterioznim svemirskim crnim rupama, pokazalo je novo istraživanje

Golemi virovi tako su snažno oklopljeni vrtložnim strujama da ništa što uhvate ne može pobjeći iz njih ni planktoni, ni smeće pa niti voda, baš kao što iz crnih rupa ne može pobjeći čak ni svjetlost.

Zanimljivo je da ovaj mehanizam ima vrlo značajan utjecaj na klimu kao i na širenje hrane i zagađenja u oceanima.

Klimatski stabilizatori

Blage zime u sjevernoj Europi rezultat su djelovanja tople Golfske struje. No na klimu utječu i golemi oceanski vrtlozi čiji promjeri ponekad prelaze 150 km. Posljednjih godina njihov se broj u Južnom oceanu povećava pa raste i transport tople, slane vode prema sjeveru. Podaci prikupljeni satelitima pokazali su da neki golemi virovi pokreću oko 1,3 milijuna četvornih metara tople morske vode u jednoj jedinoj sekundi. Zanimljivo je da bi ovaj proces mogao ublažiti negativne posljedice topljenja leda koje uzrokuje globalno zagrijavanje. Duboki oceanski virovi dio su tzv. termohalinske trake ili cirkulacije, snažnih morskih struja koje održavaju umjerenu klimu Zemlje - Meksička struja donosi vrlo slanu i toplu vodu iz tropskih dijelova Atlantskog Oceana do Europe, dok hladne struje poput Humboldtove, na zapadu Amerike, sprječavaju da se tropski i suptropski dijelovi Amerike pregriju.

Znanstvenici do sada nisu uspijevali kvantificirati utjecaj golemih virova. George Haller, profesor nelinearne dinamike na ETH-u, i Francisco Beron-Vera, profesor oceanografije na University of Miami, konačno su ovih dana predstavili izviješće u časopisu Journal of Fluid Mechanics u kojem su predstavili rješenje problema.

U turbulentnim vodama oceana koje na prvi pogled djeluju kaotično, uz pomoć satelitskih snimaka, uspjeli su izdvojiti koherentne vrtloge koji su se pokazali kao matematički ekvivalenti crnih rupa (pogledajte video dolje).

Nema bijega iz vrtloga

Prave crne rupe su svemirska tijela koja imaju toliko veliku masu da privlače sve što im priđe previše blizu, čak i svjetlost. No na određenoj kritičnoj razdaljini zraka svjetlosti neće spiralno ponirati u crnu rupu već će napraviti krug i vratiti se na izvorni položaj – ući će u kružnu orbitu oko crne rupe. Ova granična udaljenost u Einsteinovoj teoriji relativnosti zove se fotonska sfera.

Haller i Beron-Vera otkrili su da slične granice postoje i oko oceanskih virova. U njima se čestice vode kreću u zatvorenim petljama. Baš kao i u slučaju crnih rupa ništa ne može pobjeći van tih petlji, čak ni voda. Budući da su oceanski vrtlozi slični crnim rupama stabilni, funkcioniraju kao transportna vozila ne samo za mikroorganizme i čestice plastike ili ulja već i za vodu, njezinu toplinu te sol čije razine mogu biti potpuno drugačije od okolnih.

Znanstveni je dvojac potvrde svojeg modela pronašao u prirodi. U Južnom oceanu Haller i Beron-Vera identificirali su skupinu virova poznatu kao Agulhas Rings koje uz obale Afrike stalno stvara Agulhasova struja na južnom vrhu Afrike, a koji prenose toplu slanu vodu na sjeveroistok. Među njima su otkrili čak sedam virova koji su gotovo godinu dana prenosili istu vodu bez ikakvog curenja.

Istraživanja švicarsko-američkog tima pokazala su također da su golemi virovi toliko moćni da u velike dubine povlače razno smeće poput dijelova brodova ili ostataka plastike i istovremeno djeluju kao mlinovi tako da na odredište dospijevaju fino mljevena zrnca zagađenja. Iako topla voda, jer je lakša, prirodno nastoji ostati na površini oceana, golemi virovi vuku je do samog dna.

Stručnjaci vjeruju da će novo otkriće pomoći u razjašnjavanju brojnih oceanskih misterija – od složenog utjecaja oceana na klimu do procesa širenja zagađenja morima.