علم روی یخ: بررسی ۷ آزمایش علمی در قطب جنوب

بیگ بنگ: بیش از نیم قرن است هر سال گروهی از دانشمندان بین‌المللی ماه‌هایی از سال را در دورافتاده‌ترین قاره جهان سپری می‌کنند؛ قطب جنوب. امسال نیز دانشمندانی از ۲۹ کشور جهان در یکی از بزرگ ترین برنامه های علمی ـ پژوهشی جهان شرکت کرده اند؛ ۸۰۰ دانشمند و پژوهشگری که حد فاصل مهر تا فروردین (یعنی فصل بهار و تابستان نیمکره جنوبی زمین) راهی قطب جنوب می شوند تا در برنامه ای علمی شرکت کنند که بیش از یکصد پروژه تحقیقاتی را شامل می شود.

در این نقشه ی قطب جنوب، منطقه ی مورد مطالعه ی این آزمایش های علمی با شماره مشخص شده است.

در این نقشه ی قطب جنوب، منطقه ی مورد مطالعه ی این آزمایش های علمی با شماره مشخص شده است.

در این پروژه ها تلاش می شود به برخی چالشی ترین پرسش های علمی جهان پاسخ داده شود: تغییرات جوی چگونه در حال گسترش است و نخستین لحظات پیدایش عالم چگونه بوده است؟ در گزارش پیش رو به بررسی هفت مورد از اصلی ترین آزمایش های پروژه پرداخته شده است.

۱- زنجیره غذای دریایی

یخ شکن ۸۵ متری پالمر، تیمی از دانشمندان بین المللی را به میان آب های یخ زده قطب جنوب می برد. آنها در جستجوی سخت پوستی به طول کمتر از هفت سانتی متر هستند که کریل(krill) نامیده می شود. کریل شباهت زیادی به میگو دارد و در زنجیره غذایی پنگوئن ها و وال ها ـ و همچنین انسان ها ـ منبع غذایی ارزشمندی به شمار می آید. حدود سه دهه از آغاز مطالعات بوم شناسان درباره این موجود آبزی می گذرد، اما دانش چندانی درباره الگوهای زندگی آن در زمستان ها وجود ندارد. از سه سال پیش مطالعه دقیقی درباره کریل ها آغاز شده و قرار است تا دو سال دیگر نقشه کامل و جامعی از محل زندگی این جانور ـ که معمولا خود را زیر یخ های اقیانوسی مخفی می کند ـ تهیه شود. ردیابی این موجود با استفاده از پیشرفته ترین تجهیزات صوتی صورت می گیرد. گفته می شود از نتایج این بررسی برای کمک به صیادان و به منظور مدیریت برنامه صید آنها استفاده خواهد شد.

۲- ذوب شدن یخ های قطبی

از سال ها پیش مجموعه ای از حسگرهای تشخیص لرزش های درون زمینی و تجهیزات موقعیت یاب جهانی (GPS) در دل یخ های قطب جنوب نصب شده است. این مجموعه در قالب شبکه ای به هم پیوسته موسوم به «شبکه مشاهده یخ های قطب» در ارتباط تنگاتنگ با حسگرهای مشابه نصب شده در گرینلند قرار دارد. امسال قرار است دانشمندانی که راهی قطب می شوند سه ایستگاه جدید را به این شبکه اضافه کنند. هر یک از این ایستگاه ها تجهیزات نظارتی به وزن تقریبی ۱۵۰۰ کیلوگرم در دل خود دارند. اطلاعات به دست آمده از این شبکه به دانشمندان زمین شناس کمک می کند در خصوص فعل و انفعالات میان پوسته زمین و صفحات عظیم یخی در حال ذوب مناطق غربی قطب جنوب برآوردهای دقیقی انجام دهند. نتایج بررسی این داده ها می تواند به حقایق مختلفی منجر شود. این حقایق می تواند شامل این واقعیت باشد که ذوب شدن یخ های قطبی طی فرآیندی سریع در حال روی دادن است. این همان نکته ای است که اوایل امسال دانشمندان از آن خبر داده بودند و همچنین این نکته که حرکات ارتجاعی پوسته زمین می تواند به وقوع زمین لرزه و فوران های آتشفشانی منجر شود.

۳- ذرات گریزان نوترینو

اخترشناسان مدت هاست در حال ردیابی نوترینوها هستند؛ ذرات گریزانی که به دانشمندان کمک می کند به درک روشنی از رموز عالم؛ نظیر چگونگی عملکرد ابرنواخترها و ماهیت ماده تاریک، دست یابند. البته تا پیش از این تجهیزات محدودی برای بررسی این ذرات ارائه شده است. ردیاب های سنتی که به بررسی نوترینوها می پردازند ـ نظیر Super Kamiokande در ژاپن ـ در مخازن مخصوص مملو از آب در معادن متروکه به کار گرفته می شوند، اما گروهی از دانشمندانی که راهی قطب جنوب می شوند در قالب تیمی موسوم به «مکعب یخی» چگونگی ساخت و توسعه ردیابی تا ۲۰ هزار برابر بزرگ تر از نمونه فعال در ژاپن را مورد بررسی قرار می دهند. نکته جالب اینجاست که این ردیاب تنها با هزینه ای بالغ بر دو برابر نمونه های فعلی ساخته شده است. در این نمونه جدید به جای مخازن مملو از آب از محدوده ای به وسعت یک مایل مکعب از آب بسیار سرد و البته کاملا شفاف قطب جنوب استفاده شده است.

در این محدوده از ۵۱۶۰ حسگر نوری استفاده می شود که پس از حفاری های متعدد در عمق حدود ۱٫۵ کیلومتری بستر اقیانوس نصب شده اند. از سال ۲۰۱۰ یعنی آغاز به کار این پروژه بیش از ۳۰ ذره نوترینو به دام افتاده است. امسال اما دانشمندان رایانه هایی را آزمایش می کنند که سال گذشته و با هدف خودکارتر کردن سیستم ردیاب نصب کردند. آنها امیدوارند به سرنخ هایی درباره منشا نوترینوها دست پیدا کنند.

۴- دوران نوزادی عالم

ماه مارس کیهان شناسان نتایج شگفت انگیز به دست آمده از تلسکوپ BICEP2 را که شواهدی درباره نظریه تورم کیهان بود را منتشر کردند. این نظریه که ابتدا شک و تردیدهای زیادی درباره آن وجود داشت به بحث و بررسی درباره دوران های اولیه پیدایش عالم پس از بیگ بنگ می پردازد، اما برای اثبات درستی چنین ادعاهای غیرطبیعی به شواهد و مدارک غیرطبیعی نیز نیاز داریم. به همین دلیل اخترشناسان زیادی خواستار آن شده اند که تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد. به همین دلیل در جریان سفر دانشمندان به قطب جنوب نسخه سوم تلسکوپ نصب می شود. این تلسکوپ در مقایسه با نسخه قبلی مجهز به انبوه حسگرهای مختلف است ـ پنج برابر حسگرهای تلسکوپ نسخه دوم ـ و در عین حال دامنه دید آن حدود سه برابر است. از این رو می توان انتظار داشت نتایج بررسی تلسکوپ BICEP2 با اطمینان تائید یا رد شود.

Dark Sector Lab

۵- میکروب ها در تاریکی

این که ریزارگانیسم های وابسته به نور خورشید ـ برای تأمین انرژی مورد نیاز ـ چگونه می توانند در زمستان های تاریک مناطق قطبی نیز به حیات خود ادامه دهند برای زیست شناسان سوال برانگیز است. پیش از این ایستگاه های حسگری مخصوصی در دو دریاچه پوشیده از یخ قطب جنوب راه اندازی شده است. هر یک از این ایستگاه ها به ردیاب های جلبکی، نمونه بردارهای فیتوپلانکتونی و تجزیه کننده شیمی آب مجهز هستند تا پاسخی برای این معما ارائه کنند. براساس برنامه ریزی های از پیش صورت گرفته دانشمندانی که راهی قطب جنوب می شوند اطلاعات ثبت شده از این ایستگاه ها را مورد مطالعه قرار می دهند. نتایج این بررسی ها می تواند به زیست اخترشناسان درباره حیات احتمالی میکروب های مشابه در دیگر اجرام غول پیکر یخ زده منظومه شمسی نظیر «اروپا» ـ از اقمار مشتری ـ کمک شایانی کند.

article-0-188461C9000005DC-951_634x399

۶- ستارگان پنهان

منطقه جنوبگان از این جهت برای اخترشناسان با اهمیت است چون دقیقا در قطب زمین واقع شده است. مطالعات نشان می دهد اتمسفر زمین در این نقطه پایدار و بروز هر اتفاقی در آن قابل پیش بینی است. این به آن معناست که بالن های غول پیکر ـ برخی از آنها وسیع تر از زمین فوتبال و به بلندی برج Monument واشنگتن هستند ـ قابلیت پرواز بر فراز قطب را دارند هرچند فرود آنها باید در نزدیکی محل برخاستن آنها باشد. امسال با استفاده از یکی از همین بالن ها تلسکوپ اشعه گاما به وزن حدود ۸۰۰ کیلوگرم با آغاز فعالیت رصدی در آسمان قطب مجموعه ای از اطلاعات ارزشمند را در اختیار اخترشناسان قرار می دهد که به دست آوردن آنها از روی زمین کارغیرممکنی است. مقرون به صرفه بودن کسب اطلاعات از چنین راهی برای اخترشناسان به عنوان فاکتوری مهم و تعیین کننده به شمار می آید.

۷- تکامل پنگوئن ها

از آنجا که پنگوئن ها شکارچیان مهم و تأثیرگذاری به شمار می آیند می توانند نشان دهند اکوسیستم اقیانوس منجمد جنوبی چگونه با تغییرات جوی منطبق می شود. در حال حاضر تیمی از دانشمندان که در زمینه پنگوئن ها تخصص دارند از اطلاعات بر جا مانده از استخوان ها و پوسته تخم های متعلق به ۴۵ هزار سال پیش که در یخ های قطب جنوب کشف شده اند برای روشن کردن چگونگی منطبق شدن این حیوانات با تغییرات جوی امروز استفاده می کنند. امسال دانشمندانی که راهی قطب می شوند روی این نکته متمرکز می شوند که این توانمندی برای تطابق اکتسابی است یا غریزی. آنها همچنین به دنبال کشف این موضوع هستند که همزمان با ادامه ذوب شدن یخ های قطبی، آیا پنگوئن ها می توانند به حیات خود ادامه دهند؟

منبع: popsci / مترجم: مهدی پیرگزی

image_pdfimage_print
(9 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=19303

سمیر الله وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

یک پاسخ

  1. moji_cr گفت:

    سلام…
    من یه درخواست داشتم..
    مطمئنم کسایی مثل من ک از بچگی عاشق نجوم و اختر فیزیک و مسائل کیهانی بودن خیلی دوستد ارن اپلیکیشن اندروید این سایت رو تو گوشیشون داشته باشن لطفا اگه میشه این اپلیکیشن رو بسازید…

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *