Hlboký podzemný vrt (T)

8. ročník | 2019/2020 | 4. kolo | Austrália a Antarktída
Kategória C | Autor | Juraj Vasek

Maximálny počet bodov: 10


---Študijný text---

Na prvý pohľad je Antarktída drobný kontinent, na ktorom počas roka žije menej ľudí, než vo väčšine slovenských miest. Nesídli tu žiadny štát, i keď niektoré štáty vlastnia drobné teritóriá z minulosti. Žiadne hraničné priechody, iba hory, sneh a priemerné ročné teploty medzi -10°C na pobreží, až do -60°C na vrcholoch hôr.

Na základe súčasných zmlúv je Antarktída chránené územie bez akejkoľvek vojenskej, obchodnej, či ťažobnej aktivity. Takto sa z najchladnejšieho, najsuchšieho a najviac vyvýšeného kontinentu stalo výborné miesto pre desiatky výskumných expedícií a táborov z celého sveta. V tomto článku si predstavíme niekoľko kľúčových výskumov, ktoré na tomto kontinente prebiehali a aký bol ich dopad na zvyšok života na Zemi.

Výskum ľadového jadra

Podobne ako u teba doma v chladničke, aj v Antarktíde časom vznikajú čerstvé vrstvy ľadu. Deje sa to najmä kvôli sneženiu. Čerstvý sneh padá, a tlačí na starý sneh pod ním. Toto sa deje už niekoľko stoviek tisíc rokov a tak ľadovec na pevnine dosahuje hrúbku aj niekoľko kilometrov.

Ak chceme na Slovensku spoznať predkov, ktorí žili na našom území, zavoláme archeológa. Ten opatrne preskúma vrstvy usadených hornín a hliny pre určenie veku a pôvodu objektov. Podobné zaujímavosti vieme objaviť aj z ľadu. Na začiatku je sneh ľahký a obsahuje veľa vzduchu i prach. Postupne ako na neho tlačia nové vrstvy snehu, časť vzduchu unikne a časť uviazne vo forme bubliniek v ľade.

Napríklad v prípade sopečnej erupcie sa do vzduchu uvoľní veľké množstvo prachových čiastočiek ktoré sa následne usádzajú na zem. Ak by sme ich objaviť, musíme nahliadnuť pod povrch. Pre tieto účely používame dlhé valcové vrtáky, ktorými vyvŕtame valec s priemerom od 6 do 13 centimetrov. Nahliadnuť od procesu vŕtania môžeš napríklad v tomto videu https://labak.net/u/rl/169.

Ľadový valec z Antarktídy. Zdroj: climate.nasa.gov a National Science Foundation (NSF)

Na priloženej fotografii je možné vidieť ľadový valec získaný vŕtaním v Antarktíde. Čierny pruh na valci pochádza z výbuchu sopky pred 21 tisíc rokmi. Okrem prachu v ľade vieme podrobne skúmať aj už spomínaný zachytený vzduch. V bublinkách vzduchu uväznených v ľade sa nám napríklad podarilo zmerať koncentrácie zložiek vzduchu niekoľko tisíc až miliónov rokov dozadu. Jediné, čo treba urobiť, je zavŕtať sa trochu hlbšie pod povrch a spoznáme kus histórie. Nižšie uvedený graf zobrazuje koncentrácie oxidu uhličitého z viac než 800~tisíc rokov z minulosti až do roku 2005.

Vyššie uvedený graf je zložený z dát z viacerých vrtov a posledných 160 rokov sú priame merania obsahu oxidu uhličitého zo vzduchu pre porovnanie. Celkovo tak zachytáva dáta z pred 800 tisíc rokov v minulosti až do súčasnosti (roku 2017).  Takto zozbierané dáta sú dnes kľúčovým dôkazom pri monitorovaní globálneho otepľovania, ale aj života na Zemi.

Výskum živočíšstva

Podobne ako aj v Austrálii, v období od Októbra do Marca je v Antarktíde leto. Vyznačuje sa príchodom  vtákov, ktoré prichádzajú na pevninu zahniezdiť a priviesť na svet potomkov. Toto obdobie zároveň priláka viac výskumníkov, ktorí by mali záujem tieto živočíchy študovať.

Pravdepodobnej najznámejším príkladom sú kolónie tučniakov. Počas roka sa väčšinou zdržiavajú v teplejších vodách a v lete sa vracajú späť na pevninu. Okrem iného tento návrat je dôležitý pre obnovu svojho vodotesného peria a taktiež ponúka výskumníkom jedinečnú možnosť tučniakov pozorovať, identifikovať hniezdiska a počítať ich. Manuálna práca sa používa spolu s modernými technológiami a tak si výskumníci pomáhajú aj satelitnými snímkami.

Okrem výskumov jednotlivcov sú zaujímavým objektom výskumu aj výskumy v rámci kolónie a správania ako skupiny.

Iné...

Za zmienku určite stojí aj výskum atmosféry. Ten sa skladá jednak z pozemných meraní pomocou špeciálnej techniky na meranie spektra, magnetického poľa, rušenia a tiež kamier a radaru. Druhou zložkou sú meteorologické balóny a prieskumné rakety, ktoré dokážu plynulo zbierať dáta v rôznych úrovniach atmosféry. Do tejto kategórie patrí aj výskum ozónovej diery nad Antarktídou.

Svoje miesto na Antarktíde má aj geologický výskum hornín, ktorý zohráva dôležitú úlohu aby sme porozumeli pohybom kontinentov v minulosti. Niektoré spodné vrstvy premenených a vyvretých hornín môžu byť staré až 3 miliardy rokov. Významnú úlohu vo formovaní krajiny tu zohrala aj sopečná činnosť.

Uvedené príklady sú len špička veľkého množstva výskumov, ktoré prebiehajú na Antarktíde v približne 40 trvalých výskumných staniciach a desiatkach ďalších sezónnych staníc.

 

---Zadanie úlohy---

V priloženom študijnom texte k tejto úlohe sme si ukázali, ako prebieha výskum ľadového jadra na Antarktíde. V tejto úlohe sa pokúsime zopakovať podobný vrt na plávajúcom ľadovci. Ak si pozorne čítal/a, určite ti neuniklo, že pre získanie detailných historických dát je potrebné získať vzorky z veľkej hĺbky.

Napríklad vrt na ruskej výskumnej stanici Vostok v roku 2012 dosiahol hĺbky 3310 metrov s dátami až 414 tisíc rokov do minulosti. Zastavilo ich až podzemné jazero, keď získané dáta prestali dávať zmysluplné hodnoty.

Fotografia z roku okolo 1990 s medzinárodným tímom a čerstvo vyvŕtanými ľadovými valcami na výskumnej stanici Vostok.

V tejto úlohe sa pokúsime zopakovať podobný vrt s priemerom 12 centimetrov na plávajúcej ľadovej kryhe do hĺbky 500 metrov. Tvojou úlohou je identifikovať do akej minimálnej výšky bude táto ľadová kryha siahať nad vodou, aby bolo možné tento vrt vykonať a mali sme istotu, že dosiahneme potrebnej hĺbky vrtu? Predpokladaj, že ľadová kryha má tvar kužeľa s priemerom podstavy 1 kilometer a vŕtať plánujeme presne uprostred, podobne ako je uvedené na obrázku.


Prílohy

attach_fileSúbor k úlohe | kryha.png


Diskusia

lock

Odosielanie riešení

Máš vyriešenú úlohu? Zaregistruj sa alebo prihlás sa do svojho konta pre odoslanie riešenia úlohy.