Σάββατο 5 Οχτώβρη 2024 - Κυριακή 6 Οχτώβρη 2024
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΠΟΛΥΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΟΖΙΔΙΑ
Απρόσμενη παραγωγή οξυγόνου στον βυθό των ωκεανών από πετρώματα

Διαφορά δυναμικού 1 βολτ εντόπισαν οι επιστήμονες σε πολυμεταλλικά οζίδια, διερευνώντας το ενδεχόμενο να λειτουργούν ως μπαταρίες, που κάνουν ηλεκτρόλυση του νερού, παράγοντας οξυγόνο (και υδρογόνο)
Διαφορά δυναμικού 1 βολτ εντόπισαν οι επιστήμονες σε πολυμεταλλικά οζίδια, διερευνώντας το ενδεχόμενο να λειτουργούν ως μπαταρίες, που κάνουν ηλεκτρόλυση του νερού, παράγοντας οξυγόνο (και υδρογόνο)
Ο σκούρος βυθός της ζώνης Κλάριον - Κλίπερτον του Ειρηνικού Ωκεανού - και όχι μόνο - καλύπτεται από πέτρες σε σχήμα πατάτας και χρώμα ξυλοκάρβουνου, που σχηματίζονται στο πέρασμα των αιώνων, από την ιζηματική προσκόλληση μικρών κόκκων μεταλλικών ενώσεων. Πρόκειται για τα πολυμεταλλικά οζίδια, που περιέχουν μέταλλα όπως το μαγγάνιο και το κοβάλτιο, τα οποία χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μπαταριών, σε συγκέντρωση πολύ μεγαλύτερη απ' ό,τι σε πολλά ορυκτά, όπου συναντώνται αυτά τα μέταλλα. Γι' αυτό μερίδα του κεφαλαίου ενδιαφέρεται διακαώς για την περισυλλογή μέσω σάρωσης και την επεξεργασία αυτών των οζιδίων, έστω κι αν αυτό θα έχει καταστροφικές συνέπειες για τα οικοσυστήματα του βυθού. Από τα νέφη λάσπης θα κινδυνέψουν πιθανώς και ψάρια που βρίσκονται σε ολόκληρη τη στήλη νερού πάνω από την περιοχή σάρωσης.

Οσο παράξενο κι αν φαίνεται, ακόμη και σε βάθη χιλιομέτρων, όπου δεν φτάνει ίχνος φωτός, υπάρχει ζωή και μάλιστα όχι μόνο μικροοργανισμοί, αλλά και ζώα, όπως ορισμένα είδη ψαριών, αστεριών κ.ο.κ. Πώς, όμως, γίνεται να οξυγονώνονται επαρκώς τόσο βαθιά νερά, ώστε να υποστηρίζουν ανώτερους βιολογικούς οργανισμούς; Φυτά που να παράγουν οξυγόνο δεν υπάρχουν εκεί, αλλά και να υπήρχαν, δεν θα μπορούσαν να φωτοσυνθέσουν, αφού δεν υπάρχει φως. Χωρίς να έχουν καταλήξει ότι αυτή είναι η απάντηση, οι επιστήμονες βρήκαν τα τελευταία χρόνια μια ενδεχόμενη εξήγηση. Τα οζίδια παράγουν οξυγόνο σε συνθήκες ανυπαρξίας φωτός! Γι' αυτό κάποιοι έδωσαν ήδη το όνομα «σκοτεινό οξυγόνο» στο παραγόμενο αέριο, το οποίο βεβαίως δεν εμφανίζεται με τη μορφή φυσαλίδων, αλλά διαλύεται απευθείας στο νερό εξαιτίας της τεράστιας πίεσης που επικρατεί στον βυθό των ωκεανών.

Το χρονικό

Εκατομμύρια πολυμεταλλικά οζίδια καλύπτουν εκτεταμένες περιοχές των βυθών των ωκεανών, μπαίνοντας στο μάτι του κεφαλαίου, που βλέπει μεγάλη κερδοφορία στη σάρωση του βυθού για περισυλλογή και επεξεργασία τους, για εξαγωγή μετάλλων
Εκατομμύρια πολυμεταλλικά οζίδια καλύπτουν εκτεταμένες περιοχές των βυθών των ωκεανών, μπαίνοντας στο μάτι του κεφαλαίου, που βλέπει μεγάλη κερδοφορία στη σάρωση του βυθού για περισυλλογή και επεξεργασία τους, για εξαγωγή μετάλλων
Η ανακάλυψη ξεκίνησε το 2013, όταν οικολόγοι και ωκεανολόγοι προσπάθησαν να μετρήσουν πόσο οξυγόνο καταναλώνουν οι ζωντανοί οργανισμοί της ζώνης Κλάριον - Κλίπερτον. Οι ερευνητές κατέβασαν με βαθυσκάφη όργανα για να παρατηρήσουν τον ρυθμό μείωσης του οξυγόνου σε μια αποκλεισμένη σε κλωβό ποσότητα νερού και υλικών του βυθού, διαπιστώνοντας ότι το οξυγόνο όχι μόνο δεν μειωνόταν, αλλά αυξανόταν! Θεωρώντας πως τα μηχανήματά τους ήταν χαλασμένα, τα έστειλαν για έλεγχο στον κατασκευαστή και επανέλαβαν τη διαδικασία 4-5 φορές σε διάρκεια 5 ετών.

Το 2021 νέες έρευνες από την ίδια ομάδα στη ζώνη Κλάριον - Κλίπερτον, αυτήν τη φορά για λογαριασμό μεταλλευτικής εταιρείας, αλλά με διαφορετική τεχνική μέτρησης του οξυγόνου, παρατήρησαν ακριβώς το ίδιο φαινόμενο: Η συγκέντρωση του οξυγόνου ανέβαινε αντί να κατεβαίνει καθώς περνούσε η ώρα. Αρχικά θεώρησαν ότι αυτό πρέπει να οφειλόταν σε κάποια βιολογική διεργασία, καθώς πρόσφατα είχαν ανακαλυφθεί μικρόβια που έχουν τη δυνατότητα παραγωγής οξυγόνου σε απουσία φωτός. Ομως, πειραματικά αποδείχτηκε πως το οξυγόνο δεν παραγόταν από μικροοργανισμούς.

Τότε εξέτασαν γεωλογικούς παράγοντες, όπως το ενδεχόμενο να υπάρχουν ραδιοϊσότοπα μέσα στα οζίδια, που διασπούν τα μόρια του νερού, ή κάποιος άλλος παράγοντας που αφαιρεί το οξυγόνο από τα οξείδια μαγγανίου των οζιδίων, αλλά και αυτά τα ενδεχόμενα αποκλείστηκαν. Τελικά, το 2022 τους ήρθε η ιδέα ότι μπορεί το οζίδιο να λειτουργούσε ως μπαταρία και να έκανε ηλεκτρόλυση του νερού. Διαπίστωσαν ότι πράγματι στην επιφάνεια των οζιδίων παρατηρούνται διαφορές δυναμικού 1 βολτ (οι συνήθεις οικιακές μπαταρίες είναι 1,5 V). Τα οζίδια μπορεί να αποκτούν φορτία, καθώς σχηματίζονται με ακανόνιστη εναπόθεση διαφορετικών μετάλλων στο πέρασμα εκατομμυρίων ετών και έτσι να δημιουργείται διαφορά δυναμικού ανάμεσα στις διάφορες στρώσεις τους. Αν εμφάνιζαν σημαντικές διαφορές δυναμικού, τότε θα μπορούσαν να διασπάσουν το νερό, όπως συμβαίνει όταν ρίξει κανείς μια μπαταρία σε θαλασσινό νερό.

Ασάφειες και παιχνίδια

Παρ' όλα αυτά, δεν είναι ακόμη σαφές αν και σε ποιο βαθμό τα οζίδια παράγουν οξυγόνο αυθόρμητα στον βυθό, ή αν αυτό συμβαίνει μόνο όταν το περιβάλλον διαταραχτεί από κάποιον παράγοντα, όπως οι κλωβοί που άφησαν τα βαθυσκάφη. Αλλωστε στο εργαστήριο η παραγωγή οξυγόνου σταματούσε μετά από δύο μέρες. Ωστόσο, αυτό μπορεί να συμβαίνει επειδή αυξάνεται η συγκέντρωση των προϊόντων της αντίδρασης, «πνίγοντάς» την. Σε ανοιχτό σύστημα, όπως ο ωκεανός, τέτοια συσσώρευση των προϊόντων της αντίδρασης δεν συμβαίνει.

Παραπέρα, δεν μπορεί να αξιολογηθεί η σημασία του παραγόμενου «σκοτεινού οξυγόνου» για τη θαλάσσια ζωή στους βυθούς, αν και έχει παρατηρηθεί ότι το μεγαλύτερο μέρος των ζωντανών οργανισμών συναντάται ακριβώς στις περιοχές που είναι καλυμμένες με οζίδια. Η Διεθνής Αρχή Θαλάσσιων Βυθών (ΔΑΘΒ) ακόμη επεξεργάζεται τους κανονισμούς και τις ρυθμίσεις σχετικά με την εξόρυξη των οζιδίων. Ωστόσο 32 από τα κράτη - μέλη της ΔΑΘΒ έχουν ζητήσει είτε μορατόριουμ, είτε προληπτική παύση, είτε απαγόρευση της εξόρυξης από τα βάθη των ωκεανών. Πίσω από τη στάση αυτή υπάρχουν αντιτιθέμενα συμφέροντα του κεφαλαίου, καθώς η εξόρυξη μετάλλων από τον βυθό θα έπληττε καπιταλιστικά κράτη που διαθέτουν ορυχεία, ενώ θα άλλαζε και κάποιες ισορροπίες στη γεωπολιτική, καθώς θα προέκυπτε μια νέα πηγή μεταλλευμάτων, προσβάσιμων κυρίως σε αυτούς που έχουν τα απαραίτητα κεφάλαια και την τεχνολογία για την εξόρυξη από μεγάλα βάθη. Το παιχνίδι της υπεράσπισης του περιβάλλοντος το παίζουν και οι δύο μεριές, και εκείνη που ζητά την ταχύτερη έγκριση έναρξης της εκμετάλλευσης, με το πρόσχημα ότι θα είναι λιγότερο ζημιογόνα για το περιβάλλον από την εξόρυξη στη στεριά, αλλά κι εκείνη που ζητά την καθυστέρηση ή τη ματαίωσή της.


Επιμέλεια:
Σταύρος Ξενικουδάκης
Πηγή: «Scientific American»

Ο Ευκλείδης και το δεκαεπτάγωνο του Γκάους

Κατασκευή κανονικού εξαγώνου από ισόπλευρο τρίγωνο, με χάρακα και διαβήτη
Κατασκευή κανονικού εξαγώνου από ισόπλευρο τρίγωνο, με χάρακα και διαβήτη
Ο Γιόχαν Καρλ Φρίντριχ Γκάους, διάσημος Γερμανός μαθηματικός (1777-1855), απ' όλα τα επιτεύγματά του ζήτησε πάνω στην ταφόπλακά του να χαραχθεί μόνο ένα κανονικό δεκαεπτάγωνο. Το συμμετρικό σχήμα με τις 17 ίσες πλευρές ήταν βασικό στοιχείο στη μαθηματική απόδειξη, που θεωρούσε ως μια από τις σημαντικότερες συνεισφορές του στα μαθηματικά. Σε ηλικία 18 ετών το είχε χρησιμοποιήσει για να απαντήσει σε ένα πρόβλημα που ταλαιπωρούσε τους μαθηματικούς επί 2.000 χρόνια. Πρόβλημα που, ξεκινώντας από την Ευκλείδεια Γεωμετρία, αναδεικνύει τη σύνδεση ανάμεσα στα γεωμετρικά σχήματα σαν σχηματική αποτύπωση και τη σύγχρονη οπτική τους από την πλευρά των εξισώσεων που τα διέπουν.

Ο μεγάλος αρχαίος Ελληνας γεωμέτρης Ευκλείδης, στο θεμελιώδες 13 τόμων έργο του με τίτλο «Στοιχεία», μεταξύ άλλων οικοδομεί αξιωματικά τη γεωμετρία και χρησιμοποιεί για την κατασκευή των γεωμετρικών σχημάτων μόνο δύο όργανα: Τον χάρακα και τον διαβήτη, με τα οποία μπορούν να χαραχθούν μόνο ευθείες και κύκλοι. Από όλα τα σχήματα που μπορούν να κατασκευαστούν με αυτά τα δύο όργανα, τα κανονικά πολύγωνα αποτελούν ειδική περίπτωση. Τα πολύγωνα είναι κλειστά σχήματα που συντίθενται από ευθύγραμμα τμήματα. Τα κανονικά πολύγωνα έχουν ίσες μεταξύ τους πλευρές, ίσες γωνίες και είναι εκείνα που εμφανίζουν την περισσότερη συμμετρία. Τέτοια είναι π.χ. το ισόπλευρο τρίγωνο και το τετράγωνο, αλλά όχι τα παραλληλόγραμμα και οι ρόμβοι. Η κατασκευή ενός τυχαίου τριγώνου είναι εύκολη υπόθεση, συνδέοντας με τη βοήθεια του χάρακα τρία σημεία. Αλλά η κατασκευή του ισόπλευρου τριγώνου είναι πιο πολύπλοκη υπόθεση.

Ο μαθηματικός τύπος για το μήκος της πλευράς δεκαεπτάγωνου που ανακάλυψε ο Γκάους
Ο μαθηματικός τύπος για το μήκος της πλευράς δεκαεπτάγωνου που ανακάλυψε ο Γκάους
Ο Ευκλείδης ανακάλυψε πώς να κατασκευάζει κανονικά πολύγωνα με τρεις, τέσσερις και πέντε πλευρές. Μπόρεσε να αποδείξει και θεωρήματα γενίκευσης από αυτές τις βασικές κατασκευές, όπως για παράδειγμα ότι όταν καταφέρει κανείς να φτιάξει ένα κανονικό πολύγωνο, με μια απλή διαδικασία είναι πάντα εύκολο να κατασκευάσει και κανονικό πολύγωνο με τις διπλάσιες πλευρές. Αυτό σημαίνει ότι κανονικά πολύγωνα με 3, 4 και 5 πλευρές μπορούν να μετασχηματιστούν σε κανονικά πολύγωνα με 6, 8, 10, 12, 16, 20 πλευρές κ.ο.κ. Ο Ευκλείδης μπόρεσε επίσης να «πολλαπλασιάσει» τα κανονικά πολύγωνα με 3 και 5 πλευρές, ώστε να δημιουργήσει ένα κανονικό δεκαπεντάγωνο. Αλλά μέχρι εκεί. Μπορεί να ήξερε πως ήταν δυνατή η κατασκευή ενός κανονικού πολυγώνου με 3.072 πλευρές (διπλασιασμός ενός ισόπλευρου τριγώνου 10 φορές), αλλά δεν ήξερε πώς να φτιάξει ένα επτάγωνο, ή ένα εντεκάγωνο. Βεβαίως, κανονικά πολύγωνα με οποιονδήποτε αριθμό πλευρών μπορούν να κατασκευαστούν με πιο πολύπλοκα όργανα από τον χάρακα και τον διαβήτη. Αλλά το ερώτημα που άφησε για τους επόμενους, ήταν ποια άλλα κανονικά πολύγωνα μπορούν να κατασκευαστούν με αυτά τα δύο όργανα. Αυτό το ερώτημα έμεινε αναπάντητο, μέχρι που ο έφηβος Γκάους καταπιάστηκε μαζί του.

Στην εποχή του ήταν ήδη γνωστό ότι η κατασκευή ενός κανονικού πολυγώνου απαιτούσε απλώς την εύρεση του κατάλληλου μήκους της πλευράς του. Για να φτιάξει ένα κανονικό δεκαεπτάγωνο, ξεκίνησε από έναν κύκλο του οποίου την ακτίνα όρισε ως τη μονάδα μέτρησης και ένα σημείο Α στον κύκλο. Αν μπορούσε να βρει το σημείο Β που χώριζε ένα δέκατο έβδομο από το μήκος του κύκλου, τότε θα αρκούσε να σημειώσει τις άκρες ίσων τόξων στο υπόλοιπο του κύκλου και μετά να τις ενώσει με ευθύγραμμα τμήματα. Αλλά πώς θα μπορούσε να βρει τη θέση του σημείου Β, όπου το τόξο ΑΒ θα είχε μήκος: συνημίτονο του 2π/17; Τα μαθηματικά της εποχής του επέτρεπαν να γνωρίζει ότι ένα μήκος είναι δυνατό να κατασκευαστεί με χάρακα και διαβήτη μόνο αν μπορεί να εκφραστεί ως αποτέλεσμα των τεσσάρων βασικών πράξεων και επιπλέον της εύρεσης τετραγωνικής ρίζας, μεταξύ ακεραίων αριθμών. Ο Ευκλείδης δεν θα μπορούσε να είχε βρει την εποχή πριν την ανάπτυξη της άλγεβρας ότι οι εξισώσεις για τις γραμμές και τους κύκλους χρησιμοποιούν μόνο αυτές τις 5 πράξεις.


Ο Γκάους, παρότι ποτέ δεν χάραξε στο χαρτί ένα κανονικό δεκαεπτάγωνο, μπόρεσε να υπολογίσει το μήκος της πλευράς του με έναν τύπο που χρησιμοποιούσε μόνο τις 5 πράξεις. Η πολυπλοκότητα του μαθηματικού τύπου που ανακάλυψε δείχνει τον κόπο που πρέπει να κατέβαλε ο φιλόδοξος έφηβος. Παράλληλα περιέγραψε τα χαρακτηριστικά των κανονικών πολυγώνων που είναι κατασκευάσιμα με χάρακα και διαβήτη. Οπως αποδείχτηκε, το κανονικό επτάγωνο και το κανονικό εντεκάγωνο είναι αδύνατο να κατασκευαστούν με αυτόν τον τρόπο, όπως βεβαίως και άπειρα άλλα κανονικά πολύγωνα. Σήμερα, ένα μνημείο στη γενέτειρα του Γκάους, το Μπρούνσβαϊκ, έχει χαραγμένο ένα 17άκτινο άστρο αντί πολύγωνο, καθώς ο κατασκευαστής του θεώρησε ότι πολλοί δεν θα μπορούσαν να διακρίνουν το κανονικό δεκαεπτάγωνο από έναν κύκλο.



Διακήρυξη της ΚΕ του ΚΚΕ για τη συμπλήρωση 80 χρόνων από το τέλος του Β' Παγκοσμίου Πολέμου και την Αντιφασιστική Νίκη των Λαών
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ