Kategoriarkiv: Geologi

Indlæg om geologi.

Billeder fra Pluto

Sonden New Horizons passerede tæt forbi Pluto i tirsdags og i går aftes (15/7) blev de første billeder fra passagen offentliggjort. Fordi det er en forholdsvis lille rumsonde, med relativt lille parabolantenne til kommunikation, og fordi den er så langt væk, kommer data dryssende meget langsomt. Dataraten er et sted mellem 1-4 kilobit per sekund afhængigt af hvor højt Pluto er på himlen set fra den Deep Space Network station, som sonden kommunikerer med. Altså en god del langsommere end et gammeldags 56k modem. I løbet af disse  dage fylder sonden sin harddisk op og så vil det faktisk tage over et år før alle data er modtaget på Jorden.

NH-Pluto-color-NewHorizons-20150713

Men allerede det billede som ses ovenfor som er taget fra en afstand på lige under 800.000 km, før passagen, viste at Pluto ville gemme på overraskelser. Der er markante forskelle i mellem forskellige regioner fra det lyse “Hjerte” i midten nederst som man formoder er is (formentlig frossent kvælstof) og til det mørke område lige ved siden af, benævnt “Hvalen”. Det er tydeligvis en kompleks overflade dannet af samspil mellem flere forskellige processer.

Da det første højopløste billede fra passagen blev offentliggjort i går kunne man høre underkæberne ramme gulvet hos publikum i pressekonferencen. Billedet (herunder) er taget fra en afstand på omkring  77.000 km og viser et område umiddelbart nedenfor “Hjertet” (det glatte terræn øverst til venstre i dette billede er det nederste af Hjertet ).

nh-pluto-surface-scale

Billedet er bemærkelsesværdigt dels for hvad det viser – primært den gruppe af bjerge som ses centralt i billedet. De er overraskende høje, op til 3.5 km, og er ikke en del af en kraterrand, så tydeligvis ikke dannet ved et meteornedslag men ved en indre proces. Billedet er dog allermest bemærkelsesværdigt for hvad det ikke viser.

Jeg kan ikke se et eneste nedslagskrater på det billede.

Ved samme lejlighed offentliggjorde man også et billede af Plutos måne Charon (udtales Karon) taget under “indflyvningen”, dvs. der vil komme billeder i højere opløsning. Billedet (herunder) viser også en overflade med forbløffende få nedslagskratere.

nh-charon

Så både Pluto og Charon har langt færre kratere end forventet. Det betyder så som udgangspunkt enten at mængden af nedslag derude i den yderste del af Solsystemet har været mange gange lavere end længere inde gennem hele Solsystemets historie eller at overfladerne på både Pluto og Charon er meget unge og begge kloder dermed stadig er geologisk aktive. Hvad enten forklaringen er det ene eller det andet er det en KÆMPE overraskelse.

Det virker ikke umiddelbart sandsynligt at mængden af kollisioner og meteornedslag kan have været så dramatisk anderledes ude ved Pluto. Især ikke fordi både Pluto og Charon har enkelte større nedslagskratere men Pluto baseret på nærbilledet ovenfor øjensynligt har nærmest ingen mindre kratere. Det skulle være spøjst om der havde været store meteorer, men ingen små. Derimod kan man rimeligt nemt forestille sig geologiske processer, der kan udviske små kratere, men har sværere ved at helt fjerne de store.

Den mest nærliggende forklaring er at Pluto og Charon er geologisk aktive og derfor har unge overflader, som har været omdannet for nylig i geologisk forstand (inden for måske 100 millioner år). Men hvis det er sandt er det rent ud sagt forbløffende.

Den generelle regel er at store kloder (Jorden, Venus, måske tildels Mars) er geologisk aktive, mens mindre kloder måske har været det engang, men ikke er det længere. Geologisk aktivitet kræver varme i klodens indre. Den varme stammer dels fra dengang kloden blev dannet, dels kommer den fra henfald af radioaktivt materiale inde i kloden. Under alle omstændigheder køler små kloder hurtigere end større kloder fordi deres rumfang er mindre i forhold til deres overflade. Så små kloder er kølet ned hurtigt, deres indre er tidligt stoppet med at være flydende, geologisk aktivitet som vulkanisme eller pladetektonik er stoppet tidligt og deres overflade er dækket af meteorkratere fra det meste af Solsystemets historie. Se for eksempel et udsnit af Månens overflade herunder. Månen er omkring 50% større i radius end Pluto, men overfladen er dækket af kratere.

houston_moon_zoom

Der findes undtagelser fra den generelle regel. En række af kæmpeplaneternes måner udviser tegn på geologisk aktivitet og et flydende indre. I de fleste tilfælde er der her tale om vand i månernes indre, men pointen er den samme: for at smelte vandet kræver det en varmekilde ude i det iskolde ydre Solsystem. Det forklares med opvarmning via tidevandskræfterne – opvarmning som skyldes friktion når disse måner bevæger sig rundt i det kraftige tyngdefelt fra deres kæmpeplanet og også påvirkes af andre måner.

Det er endog meget svært at forestille sig dén proces spille en rolle for Pluto og Charon. De to kloder er låst i deres indbyrdes kredsløb. De vender begge altid samme side mod deres partner og der er ingen tidevandskræfter aktive mellem dem. Plutos øvrige måner er uhyre små og påvirkningen fra dem må være helt ubetydelig.

Hvordan man end vender og drejer det så er de manglende kratere på Plutos overflade en genuin overraskelse og der er tydeligvis noget, vi ikke forstår. Er Pluto og Charon meget varmere end forventet ? Har de f.eks. flydende vand i deres indre trods de omkring -230 C på overfladen ? Er de domineret af andet end vand, noget med langt lavere smeltepunkt ? Har de en kompleks historie, således at de kan have været udsat for kraftige tidevandskræfter for nylig (passage tæt på et andet legeme ?)

Vi ved det simpelthen ikke lige nu og kan kun vente i spænding mens billede efter billede langsomt drysser ned gennem 2k-forbindelsen derude fra Solsystemets yderste kant..

 

 

Ny forskningsminister: Uvidenskabelig eller blot uvidende?

For et års tid siden skrev jeg et indlæg om den nyudnævnte engelske minister med ansvar for forskning og spurgte, om man kan have tiltro til en forskningsminister, der tror på magi – i dette tilfælde homøopati.

Nu står vi i en situation, hvor vi måske skal stille det samme spørgsmål om vores nyudnævnte minister for forskning og uddannelse, Esben Lunde Larsen (V). Alene det, at der kan herske tvivl om noget så centralt, er uheldigt – uagtet hvad man ellers enten måtte mene om den siddende regering.

For er vores nye forskningsminister kreationist? I et interview med Jyllands-Posten kom Esben Lunde Larsen – der er valgt i “Bibelbæltet på Ringkøbing-egnen” –  med nogle udtalelser, der har fået mange mennesker til at reagere. Kreationismedebatten er ikke ny for mig, og jeg var selv temmelig forbløffet over de ting, han sagde – og måske lige så vigtigt: De ting han ikke sagde.

Som minister med ansvar for forskning i Danmark er det nødvendigt, at man forstår den videnskabelige metode og har et blot nogenlunde kendskab til det felt, man skal forvalte. At Esben Lunde Larsen er troende kristen hersker der ingen tvivl om, og det er selvfølgelig ikke i sig selv diskvalificerende. Men hvad tror han på? Det er – modsat hvad mange andre siger – endog meget relevant i netop det embede, han har fået tildelt. I interviewet påpeger han det vigtige i, at der i regeringsgrundlaget er indskrevet, at Danmark er et kristent land. Vi ved, at han i Per Ramsdal-sagen opfordrede til en fyring, fordi Ramsdal som præst havde sagt, at Jesus ikke sådan rigtigt genopstod fra de døde. Betyder det, at vores minister tror på, at døde mennesker kan blive levende igen? I hvert fald én gang.

Men hvad med evolution, Big Bang og Jordens alder – hvad er hans holdning til disse spørgsmål, og hvordan flugter det med videnskaben? Netop dette blev han spurgt om efter sin udnævnelse, hvilket mange har påpeget var mærkværdige spørgsmål til en minister. Det kan de have ret i, men hans svar viser, at det var væsentlige spørgsmål at stille. Han må også selv have indset, at hans umiddelbare svar var problematiske, for journalisten blev indkaldt til en opfølgende samtale om emnet. Hans uddybende forklaring finder jeg dog ikke meget mere beroligende.

Adspurgt om sit syn på, om mennesket nedstammer fra aberne (det er et dårligt spørgsmål – vi nedstammer ikke fra aberne; vi er aber og deler en fælles stamfader med chimpanser cirka 6 millioner år tilbage i tiden) eller om han tror på skabelsesberetningen, svarer han:

“Jeg tror, at der står en skabende gud bag. Hvordan han så har gjort det, det har jeg ikke forholdt mig så meget til. Og det er der jo heller ikke nogen, der kan give en teologisk forklaring på eller lignende. På den måde har jeg ikke forholdt mig til det”

Hvilket han senere uddyber med:

“Jeg mener, at der er en skabende gud, der står bag det hele. Og hvordan udviklingen så er fra det tidspunkt, kan jeg på ingen måde give nogen kvalificerede bud på. Og det er sådan set heller ikke afgørende. For det afgørende er, om der er plads til balancen mellem videnskab og tro. Og det er der.”

Og igen:

“Jamen jeg tror, som jeg har sagt flere gange, nu: Der sker en udviklingsproces i, hvordan vi er. Jeg tror, at der står en skabende Gud bag. Hvordan det så er sket – hvordan det har udviklet sig – jamen, jeg er ikke videnskabsmand på det felt.”

I mine øjne er der ikke så meget mere i det uddybende svar, der belyser hans ståsted. Så hvad svarer han egentlig? Ja, han tror på en skabende Gud, der muligvis har brugt evolution som virkemiddel. Han siger ikke så meget, men det, der har ramt mig og flere andre, er, at hans ord ligger meget tæt på Intelligent Design-bevægelsens pseudointellektuelle udgave af kreationisme. Problemet ligger lige så meget i, hvad han ikke siger – for han kunne have svaret klart og entydigt på spørgsmålet (især når han beder om tid til uddybende kommentarer). Direkte adspurgt kunne han have sagt, at den videnskabelige konsensus er klar; at skabelsesberetningen kun er en myte og selvfølgelig ikke skal tages bogstaveligt; at Adam og Eva aldrig har levet. Eller han kunne have sagt, at det var ikke hans kompetence og henvise til fagfolk i stedet. Men det gør han ikke, og som videnskabsminister er det ikke bare en ligegyldighed.

Han svarer stort set det samme, når han bliver spurgt om Big Bang og Universets tilblivelse:

“Jeg tror, at der står en skabende gud bag det meste i verden, og hvordan det er blevet til, ja, der giver bibelen én forklaring, og naturvidenskaben giver sin forklaring. Det er ikke afgørende for mig. Det afgørende er, at verden er til. Og at jeg som et troende menneske tror, at der står en gud bag.”

Her bider jeg mærke i to ting: For det første at han mener, at der er to forklaringer, der her nærmest præsenteres som ækvivalente – og det er de ikke. Slet ikke. Kristendommen har ikke en forklaring, der kan bruges til noget i praksis. For det andet at det ikke er afgørende for ham – det burde det ellers være, for det har ret voldsomme implikationer, om en gud har skabt universet eller ej.

Det, der kunne ligne en manglende nysgerrighed overfor og indsigt i andre felter en teologien, kommer også til udtryk, da han bliver spurgt om Jordens alder:

“Jeg har faktisk nærmest aldrig forholdt mig til, hvor gammel jorden er. Der er jo alle mulige geologiske undersøgelser, der viser, at den er flere milliarder år gammel. Der er videnskabelige beviser, som man forholder sig til som videnskabsmand. Bevæger man sig så fra videnskaben og over i teologien, så siger teologien, at én dag er som 1.000 år, og 1.000 år er som en dag. Og det er et meget godt billede på, at det ikke er tidsaspektet for, hvor gammel jorden er, der er afgørende.”

Igen mener han ikke, at det er afgørende – men det er det, og vores forståelse for Jordens og Universets alder har haft stor indflydelse på en række felter fra biologi over geologi til kosmologi. Det betyder noget, men endnu vigtigere: En videnskabsminister med en Ph.D-grad har aldrig rigtig tænkt over Jordens alder? Jeg har samtaler med min 6-årige søn om den slags, fordi det er spændende og noget, nysgerrige mennesker på et eller andet tidspunkt tænker over. Det synes jeg er tankevækkende.

Som minister med ansvar for forskning bør man forstå den videnskabelige metode og den proces, der fører til, at vi ved, hvad vi ved. Man bør have en nysgerrighed for verden omkring os. Og man bør have en basal indsigt. På alle disse punkter fejler vores minister umiddelbart. Selv når han skal tale om forskningsfrihed, får han sagt nogle ting, der lyder mærkværdige:

“Det afgørende er, at der er forskningsfrihed. Så forskeren – uanset om han forsker i teologi eller naturvidenskab – kan dykke kritisk ned i det. Det skal enhver forsker, og så er der et privat rum for forskeren, hvor han kan tro mere eller mindre på det, som han arbejder med.”

Første del er indlysende rigtigt, men hvad betyder den anden del om, at man kan tro mere eller mindre på det, man forsker i? Er det en håndsrækning til kreationistiske forskere om, at det er ok at lade som om, man accepterer evolution?

Han siger videre, at religion og videnskab ikke nødvendigvis udelukker hinanden med henvisning til, at både Niels Bohr og Albert Einstein var troende – udover at det er irrelevant, idet deres forskning var uafhængig af eventuel tro, så er det også forkert: Niels Bohr var ikke troende, og Einstein var om noget deist og i hvert fald ikke teist. Hele diskussionen omkring religion og videnskab må vente til en anden gang.

Danmark er et sekulært samfund, så derfor skal en videnskabsminister selvfølgelig kunne være både troende eller ikke-troende. Andet ville stride imod vores helt grundlæggende principper. Det er dog også et krav, at en ministers religiøse overbevisning ikke karambolerer med det felt, han eller hun har ansvar for. At man som forskningsminister har valgt en person, der ikke alene lader til at være stærkt religiøs men også udviser sympati for kreationisme, er stærkt bekymrende.

Det ærgrer mig, at man har valgt en teolog. Han er Ph.D, hvilket er et plus i forhold til at kende systemet – det er mere end langt de fleste medlemmer af Folketinget – men når man ser på teologis størrelse i forhold til Københavns Universitets samlede størrelse, er det ikke det mest repræsentative valg. I 2014 var der 670 studerende på hele Det Teologiske Fakultet, hvilket er 1.6% af KUs samlede antal studerende. Det skal ses i forhold til f.eks. naturvidenskab (23%) og humaniora (28%). Dertil kan man indvende, at teologi er et noget anderledes forskningsområde end f.eks. naturvidenskab, hvilket især er relevant at huske på, når regeringen samtidig ønsker at der skal “være et tættere samarbejde mellem universiteter og erhvervsliv”. Sidst jeg tjekkede, var Danmarks største eksport ikke bibelsk eksegese.

Det ville være fantastisk, hvis der generelt var flere naturvidenskabeligt uddannede politikere på Christiansborg, dels fordi det ville betyde et mere repræsentativt Folketing, men også fordi der er flere felter – forskning, sundhed og klima for blot at nævne tre – hvor en naturvidenskabelig baggrund ville være en styrke. Det ville også være fantastisk med politikere (måske endda en forskningsminister), der har reel forskningserfaring. Jeg hverken kan eller vil udtale mig om Esben Lunde Larsens afhandling – jeg er sikker på, at det er et solidt stykke arbejde, men det ligger langt væk fra mit område – men det må nødvendigvis være begrænset, hvor meget forskningsarbejde han har kunnet nå at lave, siden han fik tildelt sin grad i januar 2013, når han lige siden har siddet i Folketinget på fuld tid og været forskningsordfører for Venstre.

Derudover har Esben Lunde Larsen tidligere gjort sig til talsmand for at nedlægge Det Frie Forskningsråd og sammenlægge det med Grundforskningsfonden – et forslag der mødte modstand fra Dansk Folkeparti til Radikale Venstre. Det ville da også være en sørgelig udvikling, da DFF fungerer fantastisk og giver mulighed for unge forskere. Esben Lunde Larsen var da også ude at kritisere det nu famøse “Krølle-Bølle projekt” [http://videnskab.dk/kultur-samfund/forskere-krolle-bolle-forskning-er-faktisk-vigtig], fordi det ifølge ham ikke var “fornuftigt” og skabte arbejdspladser i Danmark [http://politiken.dk/indland/politik/ECE2437805/v-ordfoerer-kroelleboelle-forskning-er-ude-af-trit-med-danmarks-behov/], uagtet at det er et antropologisk studie og altså ikke en eller anden, der hævder at tale med trolde i naturen. Man kunne også sige, at det klinger lidt hult, når en teolog begynder at snakke om, at forskning skal skabe arbejdspladser og være fornuftigt…

Dertil kommer spørgsmålet om, hvorvidt han handlede efter bogen, da han var med til at forhandle en bevilling hjem til Grundtvigcenteret, som han er tilknyttet men dog har orlov fra.

Det generelle indtryk efter godt en uge er, at vi nu har en forskningsminister, der ikke forstår naturvidenskab og den videnskabelige metode, som ikke interesserer sig for helt afgørende dele af vores verdensbillede, og som ikke kan svare klart på helt grundlæggende videnskabelige spørgsmål.

Vil han så også give plads til, at de få kreationistiske forskere, vi har, kan få større spillerum? Jeg håber det ikke. I sidste ende må vi jo bare se, hvordan han forvalter sit ansvar.

Philae er vågnet !

Tilbage i November fulgte vi landingen af sonden Philae på kometen 67P Churyumov-Gerasimenko. Sonden landede, men landingssystemet virkede ikke helt efter hensigten, den blev ikke korrekt fastgjort til overfladen, men sprang tilbage ud i rummet og kom først ned igen efter flere timer. Det er ikke lykkedes at præcist bestemme hvor sonden er landet, men det er klart at den landede nede i et hul eller under et delvist overhængende stykke klippe. Et sted hvor lysindfaldet er begrænset.

Det betød at Philaes mission blev kraftigt forkortet da den ikke havde strøm nok fra sine små solpaneler til at gennemføre den langstrakte anden fase af sin mission, hvor den skulle lave fortløbende passive målinger fra kometens overflade. I stedet gik landeren i dvale da batteriet løb tør for strøm efter omkring 60 timer. På det tidspunkt skrev jeg at der var en lillebitte chance for at Philae ville komme til live igen når kometen kom nærmere Solen og temperaturen samt energien fra solpanelerne øgedes.

Åbenbart var chancen ikke så lillebitte igen, for det er netop sket ! Lørdag aften modtog man for første gang i 7 måneder signaler fra Philae. Endnu er der kun meget få detaljer, men et par ting står umiddelbart klart:

1) Sonden eri rimeligt god stand , med strøm på batterierne og en ikke alt for kold temperatur. Vi er stadig 2 måneder fra perihelion (det tidspunkt, hvor kometen er nærmest Solen) så der er al mulig grund til at håbe på et langt forløb, hvor Philae kan være aktiv.

2) Det er ikke første gang Philae har forsøgt at kommunikere med Rosetta. De andre gange har det øjensynligt været uden held. Hvorfor ?  Måske står Philae på en måde så kommunikationen er blokeret i mange retninger og man kun kan nå Rosetta når den befinder sig i den helt rigtige retning ? Det er ikke sikkert at det bliver simpelt at etablere stabil to-vejs kommunikation.

3) Der er stadig data fra landingen som endnu ikke er hentet ned, så vi kan vente at lære en del mere om, hvad der præcist skete tilbage i november. Inklusiv Philaes præcise placering, som man nu burde kunne bestemme.

4) Dette vil selvfølgelig gøre det ekstra ønskværdigt at bringe Rosetta tæt ned på overfladen, men det er yderst risikabelt nu, hvor kometen nærmer sig Solen, fordi kometen frigør så meget materiale efterhånden som den varmes op. Blandt andet risikerer man at Rosettas stjernekameraer, som den bruger til navigation bliver, forvirrede af de mange små glimtende iskrystaller som frigøres fra kometen, med det resultat at Rosetta pludselig ikke ved, hvad der er op og ned, fordi den ikke kan genkende stjernehimlen på grund af de mange glimt fra materiale frigivet fra kometen.

Jeg glæder mig til at følge udviklingen de kommende måneder. Det står efterhånden klart at selvom Philae gennemførte alle de planlagte målinger lige efter landingen så stod den placeret på en sådan måde at boret ikke nåede overfladen og man derfor ikke fik materiale fra overfladen ind i analyseinstrumenterne. Måske der er en måde, hvorpå man han flytte lidt på Philae og gentage denne måling, som jo var ét af de centrale formål med missionen.

 

Planetary Boundaries –  Klimaforandringer er ikke planetens største problem

Klimaforandringerne har efterhånden vundet indpas i de fleste menneskers forståelse, men klimaforandringerne er kun én af de effekter, der er forbundet med vores tilstedeværelse og vores omsætning af de ressourcer vi har til rådighed. Mennesket er nu blevet en naturkraft i sig selv, og vores tidsalder kaldes af mange for Anthropocen, menneskets tidsalder.

Vores indflydelse på Jorden handler altså ikke kun om overforbrug af fossile brændstoffer, men at det påvirker mange globale processer og kan i mange tilfælde måles direkte. Hvis vi stresser dette system og ændrer for meget på processerne, risikerer vi at nå et punkt hvor planeten tippes ud af ligevægt, et såkaldt tipping point, og forandringerne bliver varige.

En ny artikel i Science peger på ni processer der er vitale for at opretholde en stabil planet, og undersøger hvor meget vi kan ændre på det globale system inden vi når et tipping point. Konceptet kaldes ’Planetary boundaries’, Planetens grænser, og viser hvordan vi på flere andre områder presser de globale systemer der er grundlag for liv, eller i hvert fald vores civilisation, på Jorden. Planetary boundary ideen er relativ simpel, og bygger på ideen om at jorden er et lukket, men meget komplekst system, og at alle processer i dette system påvirker hinanden.

Pointen er at det ikke kun er klimaet der har et problem. De ni forskellige processer som er undersøgt i denne artikel, er beviseligt er blevet ændret af menneskelig indflydelse: klimaet, ozonlaget, havets forsuring, kemiske cyklusser, ferskvand, landskabet, biosfæren, aerosoler i atmosfæren, samt en kategori der kaldes nye enheder. Den sidste kategori dækker over nye menneskeskabte substanser som fx CFC-gasser og mikropartikler, der er uhyre praktiske for os, men som ikke før har eksisteret på jorden, og som vi ikke rigtigt hvad der sker med når de bliver sluppet fri. Forskerne bag denne artikel mener, at vi bliver nødt til at se på hele systemet i stedet for kun delelementerne som ozonlaget eller klimaforandringer.

F3.large
http://www.sciencemag.org/content/early/2015/01/14/science.1259855/F3.large.jpg

 

Ideen med denne artikel er at den skal hjælpe os til at bestemme ”the safe operating space”, en sikker operationszone, altså hvor meget vi kan presse og påvirke disse processer, før det går ud over planetens evne til at genvinde balancen. Der bliver opstillet tre niveauer til at bestemme hvorvidt vi er ved at overskride denne sikre zone, og hvis vi bevæger os ud over den sikre zone, vides det ikke hvad konsekvenserne er. Desuden, er nogle af processerne ikke engang mulige at måle endnu. Zonerne er ment som en advarsel så vi kan nå at reagere i tide til at rette op på problemet, som vi faktisk nåede det i 80’erne ved at forbyde CFC gasser, før de gjorde uoprettelig skade på ozonlaget.

Det kommer nok ikke bag på nogen at vi overskrider grænsen for den sikre operationszone, for CO2 i atmosfæren, som er lagt fast på 350 ppm (vi er pt omkring 400 ppm). Det som mange nok vil finde overraskende er, at vi er i endnu større problemer med de massive ændringer vi forsager i de kemiske processer i naturen (fx fosfor og kvælstof der bliver ledt væk fra landjorden og ud i havet af landbruget), og den vilde tilbagegang i biodiversitet, også kaldet den 6. masseuddøen (den 5. var den meteor der gjorde kål på dinosaurerne).

Både det nuværende tab af biodiversitet og udledningen af næringsstoffer ligger begge i den røde højrisiko-zone, dér hvor der beviseligt sker ændringer af systemet. Men også de ændringer vi forsager i landskabet, dvs. urbanisering, skovfældning og landbrug, er rykket ind i den forhøjede risiko-zone, hvor vi forringer vores miljø og økosystemer og dermed risikerer permanent nedsættelse af vores livskvalitet og vores civilisations grundlag.

Det er altså ikke nok kun at koncentrere sig om klimakrisen. Vi skal i gang med at navigere og rette ind på langt flere punkter, hvis vi ikke skal nå dertil hvor vi ikke kan redde den hjem. Forskerne mener dog stadig er der er tid til at reagere og vende udviklingen som historien har vist er mulig.

Metan på Mars

“American Geophysical Union ” (AGU) holder i denne uge sin årlige kongres i San Francisco. Det betyder at det er sæson for historier om geofysik og planetforskning i pressen. I dag har især denne historie om metan i Mars’ atmosfære fået en del opmærksomhed.

Så jeg tænkte, at jeg skulle give mit besyv med. Hvorpå jeg øjeblikkeligt fandt mig fanget i en efterhånden velkendt balanceakt. Der, hvor jeg på den ene side gerne vil sige: “Det her er superspændende !” og på den anden side har stærk trang til at råbe “Ro på !  Lad os nu lige slå koldt vand i blodet !”

Kort fortalt går historien ud på at Curiosity-roveren har målt på indholdet af metan i Mars’ atmosfære og fundet en dramatisk variation, hvor koncentrationen af metan over en periode på 60 dage var over 10 gange den normale koncentration. Naturligt har dette vakt interesse og meget af interessen er – også naturligt nok – motiveret af, at metan her på Jorden primært bliver dannet ved biologiske processer.

Men, ro på: Den normale koncentration af metan i Marsatmosfæren er uhyre lav. Lige under 1 i en milliard ifølge Curiositys målinger. 10 gange det tal er stadig flere hundrede gange lavere end koncentrationen i Jordens atmosfære som er et par stykker per million. Og det er efter min mening overvældende sandsynligt at metanen bliver dannet eller frigivet ved en geologisk (ikke-biologisk) proces. MEN: det betyder at vi ser spor af  lokal udgasning af metan forårsaget af kortvarige, dynamiske geologiske processer, og det ER super-spændende.

Metan er et af de simpleste molekyler i organisk kemi, og består af et kulstofatom og 4 brintatomer. Det er en gas ved normalt tryk og temperatur og er hovedbestanddelen i naturgas. Det dannes blandt andet ved biologisk nedbrydning i iltfattige miljøer som f.eks. sumpe og moser eller mennesker og dyrs tarmsystemer, men det kan også frigives ved en lang række geologiske processer. For eksempel kan magma på havbunden omdannes til serpentin ved frigivelse af metan. Eller metan kan bindes sammen med vand i en islignende struktur, en såkaldt “klathrat”, som også findes mange steder på havbunden. I denne form er metanen stabil, men når klathratet varmes op (f.eks. ved vulkansk aktivitet) smelter det og metangassen kan frigives. Begge processer kan tænkes at være aktive under overfladen på Mars, og der er mange andre muligheder.

I et iltrigt miljø er metan ikke stabilt (naturgas er som bekendt brændbart) og i Jordens atmosfære er metans levetid omkring 10 år inden det nedbrydes. På Mars, hvor der er mindre ilt,  formodes levetiden at være omkring 300 år. Længere end på Jorden, men stadig kort nok til at det metan vi ser i dag må dannes ved processer som stadig er aktive.

Dette her spørgsmål om metan på Mars har især været på dagsordenen i de sidste omkring 10 år fordi studier både fra den europæiske Mars Express sonde i kredsløb om Mars og fra teleskoper på Jorden har eftervist eksistensen af metan og har påpeget at metankoncentrationen varierer på kort tidsskala.

Imidlertid var det ikke alle som troede på disse resultater. Koncentrationen af metan på Mars er lav. Instrumenterne på sonder i kredsløb om Mars er ikke optimale for detektion af metan og når man studerer metan på Mars fra jordoverfladen ser man igennem alt det metan som er i Jordens atmosfære. Effektivt ser man igennem 25.000 metanmolekyler i Jordatmosfæren for hvert metanmolekyle på Mars. Det kan kun lad sig gøre fordi Jorden og Mars bevæger sig i forhold til hinanden så man kan udnytte Dopplerforskydningen af specifikke linjer i lyset til at skelne jordisk metan fra metan på Mars.

Under alle omstændigheder kunne man med rimelighed stille sig skeptisk an, hvilket mange også gjorde.

De nye målinger fra Curiosity er imidlertid svære at angribe. Og den dramatiske stigning som ledte til en tidobling af koncentrationen over en periode på 60 dage må tages alvorligt. Det er ikke realistisk at metanen kan nedbrydes så hurtigt, så når koncentrationen stiger så dramatisk og derefter falder igen er den mest oplagte forklaring at metanen stammer fra en forholdsvist lokal kilde og koncentrationen falder igen fordi metanen hurtigt spredes og fortyndes i atmosfæren når den lokale kilde bliver inaktiv.

HVAD den kilde så er, er ganske åbent. Mine penge er på en ikke-biologisk proces, men der KAN være biologi indblandet. Under alle omstændigheder glæder jeg mig til at se, hvordan denne her historie udvikler sig i de kommende år.

Sludder sælger – Når penge betyder mere end fakta

Så er den gal igen. På videnskab.dk kunne man d. 22. august læse, at en knogle fra en alien er fundet på Mars. Det lyder da utroligt. Det er det også, men det er ikke bare utroligt, det er også forkert. I den seneste tid har vi her på ScienceBlog.dk været lidt efter videnskabsjournalister med indlæg som Journalister er nødvendige for naturvidenskaben og De dødsensfarlige asteroider slår til igen. Her kommer endnu et indlæg i rækken.

Hele historien starter, fordi NASAs Mars-rover Curiosity har taget et billede af en bunke sten, hvoriblandt en af stenene angiveligt ligner en lårbensknogle. Det er det bare ikke, NASA skriver, at formen sandsynligvis er skabt af erosion fra vind eller vand.

Det er dette billede, der har vækket håb om liv i rummet hos alien-bloggerne. (Foto:NASA)
Dette er billedet, som har skabt hele historien. (Foto:NASA)

Videnskab.dk er et uafhængigt nyhedmedie med fokus på videnskabelig forskning. Deres vision er at gøre befolkningen klogere ved at skabe større interesse for videnskab. Som de selv skriver:

“Videnskab.dk er et uafhængigt nyhedsmedie med fokus på forskning

Redaktionen leverer daglige forskningsnyheder og andet indhold, der med afsæt i videnskabens verden giver brugerne en aha-oplevelse og gør dem klogere. Vi dækker forskningen bredt – fra kultur og samfund til teknologi og naturvidenskab. 

Vores vision er at gøre befolkningen klogere ved at skabe større interesse for videnskab – og det at vide noget – i samfundet generelt og i særlig grad hos de unge.

Videnskab.dk skrives og redigeres af en uafhængig redaktion.”

Det lyder meget smukt. Nu mangler de bare at efterleve det fine budskab. I artiklen skrevet af Anne Marie Lykkegaard er der gået noget galt. Det virker som om, skribenten prøver at skabe en stor sensation ud af ingenting. Det kunne umiddelbart bare afskrives som en smutter, måske med en undskyldning a la: ”Okay, det viste sig ikke at være en alienknogle alligevel.” Men det holder bare ikke, når skribenten allerede i artiklen skriver, at det ikke er en alienknogle. Skribenten venter bare knap 200 ord, før hun løfter sløret og fortæller, at den historie hun lige har skrevet, slet ikke er rigtig. Hun nævner nemlig selv, at NASA skriver i en meddelelse på deres hjemmeside, at der ikke kan være tale om en lårbensknogle.

For at være fair vil jeg give forfatteren, at NASA bare er en kilde ud af flere. Hun har nemlig også en kilde, der mener, at der er tale om en lårbensknogle fra en alien, nemlig en blogger fra abovetopsecret.com med navnet amazing.  Jeg vil bare mene, at NASA i denne sammenhæng virker som en mere pålidelig kilde end amazing, men hvad mener I?

Strandsten på Mars vidner om milliarder af år gammelt vandløb

I mit første indlæg her på bloggen fortalte jeg om Curiosity-roverens  studier af leraflejringer i Yellowknife Bay som viste at der her, på bunden af krateret Gale, for milliarder af år siden har ligget en sø, hvor de nødvendige betingelser for liv var til stede.

I løbet af det første halve år på Mars, før ankomsten til Yellowknife Bay,  gjorde Curiosity også en anden opdagelse. Lige hvor roveren landede fandtes, lige under de øverste få centimeter jord, et fladt lag af cementeret sandsten, som hist og her var brudt op og stak op gennem den løse jord ovenover hvor stenen langsomt var i færd med at erodere væk under påvirkning af vind og luftbåret sand.

Cementeret ind i disse klipper var mængder af småsten som var usædvanlige  ved at være glatte, afrundede og flade. Ganske som sten man kan finde på stranden, men usædvanligt for Mars, hvor småsten typisk er mere skarpe og kantede. Småstenene var mange steder eroderet ud af klippen og lå nedenfor i små bunker.

Williams_Science_2013A: Småsten i sandstensklipper i Gale krater, Mars. B: Tilsvarende aflejring fra Atacama-ørkenen i Chile. Billedet er fra artiklen i Science om opdagelsen

Ved analyse af stereobilleder og de deraf afledte 3D-modeller af terrænet var det muligt at samle en omfattende statistik over disse småstens størrelse og form. Flere af mine kolleger her på Niels Bohr Institutet bidrog til analysen. Min kollega Asmus Koefoed har lavet en rigtig fin video, som på poetisk vis beskriver dette arbejde:

Ud fra den observerede grad af afrunding af stenene kan man estimere, hvor langt de er blevet transporteret. Det ser ud til at de er transporteret mindst et par kilometer. Samtidig kan man ud fra deres størrelsesfordeling komme med et bud på hvor dybt vandet mindst har været og hvor hurtigt det er strømmet, for at kunne løfte sten af den størrelse. Afhængigt af antagelser om terrænets hældning og mængden af løst sand kommer man frem til at strømmen havde en minimumsdybde på 3 – 90 cm og hastigheden var 20 – 90 cm/s.

Det vigtige er, at disse observationer ikke med nogen rimelighed kan forklares på anden måde end ved vand, der strømmede ganske livligt på overfladen over betydelige afstande. I mange år har man observeret dale på Mars, som af mange blev tolket som floddale fra en tid med en varmere, tættere atmosfære. Men man kunne  komme med andre mulige (omend lidt spekulative) fortolkninger, såsom sivende grundvand over lang tid eller strømmende lava. Nu kan vi dokumentere at i hvert fald på dette sted, på et bestemt tidspunkt, strømmede vandet på overfladen af Mars.

Hvornår var det så ? Det er svært at sige nøjagtigt, men det var i hvert fald med stor sandsynlighed senere end den periode omkring 3.6-3.8 milliarder år siden, hvor de fleste af floddalene stammer fra. Selve Gale Krater er fra denne periode og har efter sin dannelse gennemgået en lang historie med deponering af store mængder sediment og senere erosion. Disse sandsten repræsenterer sandsynligvis noget af den seneste betydelige geologiske aktivitet i Gale krater.

Tidspunktet for strømmen kan lige nu ikke bestemmes meget bedre end “engang for mellem 1-3 milliarder år siden”. Det er dog også efter vand-på-Mars forhold ret sent og lægger sig sammen med en del nyere evidens for episodisk vandaktivitet ganske langt op i Mars’ historie. Sandsynligvis lå der sne på bakkerne uden for krateret og da klimaet i en kortere periode skiftede (på grund af vulkanisme ?  meteornedslag ?)  smeltede en del af denne sne og strømmede ned i krateret. Faktisk gennemskæres kraterranden af en floddal, Peace Vallis, som kommer ud ovenfor Curiosity’s landingssted. Selvom denne floddal ikke kan følges hele vejen ned til de aflejrede strandsten hænger historien dog meget godt sammen.

Muligvis (sandsynligvis ?) blev leraflejringerne i Yellowknife Bay også dannet ved samme lejlighed. Yellowknife Bay ligger lavere og i forlængelse af det område, hvor småstenene blev fundet. Det er dog også muligt at lerlagene  er betydeligt ældre og repræsenterer lag som har været dybt begravet og siden er blevet frilagt ved (vind)erosion.

Mars: En beboelig planet

Som ny blogger her vil jeg kort præsentere mig. Mit navn er Kjartan Kinch og jeg arbejder på Niels Bohr Instituttet,  Københavns Universitet. Jeg arbejder med data fra NASA’s Curiosity rover på Mars og følger med i missionen fra dag til dag. Jeg har tidligere også arbejdet med roverne Spirit og Opportunity, som landede på Mars i 2003.

Vores gruppe følger Curiosity missionen på vores egen blog. Her på bloggen vil jeg dels skrive om Curiosity, men også forsøge at give et bredere billede af Marsforskningen samt følge med i hvad der sker  indenfor rumfart og udforskningen af Solsystemet mere generelt. Marsforskningen har stor bevågenhed i pressen men med omkring 20 aktive missioner til forskellige legemer i Solsystemet sker der også meget udenfor Mars. To missioner jeg er særligt spændt på at følge er ESA’s Rosetta, som skal lande på en komet i november i år og NASA’s DAWN, som ankommer til den største af asteroiderne, Ceres, i februar 2015.

Curiosity landede i Gale Krater på Mars’ ækvator i august 2012 og har nu været aktiv på Mars i 556 Mars-døgn. Et af de helt centrale resultater fra missionens første år er opdagelsen og karakteriseringen af en gammel søbund på et lokalt lavpunkt i krateret, det såkaldte “Yellowknife Bay”. Dette spektakulære panorama viser roveren parkeret på netop dette sted på Mars-dag 177 af missionen. Hvis du er den heldige ejer af en tablet, så gør dig selv den tjeneste at gå til ovenstående link med din tablet og du vil kunne kigge dig omkring på Mars bare ved at dreje din tablet rundt (det virker i hvert fald på min iPad).

Når man kigger rundt kan man tydeligt se at de lokale klipper er fint lagdelte, tydeligvis sedimentære klipper og man kan fornemme at de også er ganske bløde og let eroderede. Lige nede foran roveren ses et par små grå huller, hvor roveren har taget boreprøver ud til nærmere analyse. Denne analyse viste et meget højt indhold  (20%-30%) af lermineraler i stenen, hvilket dels indikerer at der har været betydelige mængder vand til stede da disse sedimenter blev dannet og endvidere at vandet har haft tilnærmelsesvist neutral pH.

En hel række af de vigtigste biologiske byggesten er tilstede i disse sedimenter og derudover findes der en række mineraler som potentielt kunne være “mad” for såkaldte kemolithotroper -bakterier, som får deres energi ved at katalysere kemiske reaktioner. For eksempel ved oxidation af Fe (II) til Fe (III).

Tilsammen er den vigtige konklusion at der på dette sted, på Mars, engang lå en sø som var beboelig for mikroorganismer. Forstået således at forholdsvist almindelige mikroorganismer kendt her fra Jorden kunne have trivedes der. HVIS de var der. Vi ved ikke særligt præcist hvornår det var, men sandsynligvis for 2-3 milliarder år siden. Det er et uhyre vigtigt resultat som betyder at vi nu har solid dokumentation for at vilkårerne på Mars engang har været sådan at liv, som vi kender det fra Jorden, kunne have fået fodfæste.

Missionens videnskabelige leder, John Grotzinger, har beskrevet dette resultat i et vældigt velskrevet blogindlæg  hvor han kommer omkring en del detaljer som jeg har sparet jer for her. Det naturlige næste spørgsmål er selvfølgelig om livet rent faktisk fandtes på Mars. Det er desværre ikke nemt – heller ikke på Jorden – at finde spor af mikroorganismer efter milliarder af år, men Curiosity er udstyret med instrumenter til at karakterisere organiske forbindelser og vil gøre forsøget.

I øjeblikket er roveren på vej mod foden af det centrale bjerg i Gale Krater. Dette bjerg, hvis nederste lag består af fint lagdelte klipper, var missionens oprindelige mål. Instrumenter på sonder i kredsløb om Mars har identificeret salte og lermineraler i disse klipper, som også tyder på at vand spillede en rolle ved deres dannelse. Når Curiosity om nogle måneder når bjergets fod er vi naturligvis spændte på, hvad nærmere analyse af disse klipper vil vise.