Profesora Auziņa zinātnes sleja
Mārcis Auziņš: "Kādēļ lasīt manus tekstus? Man šķiet, ka dabaszinātnes mēs bieži mēdzam "ignorēt", sakot, ka tās ir formālas, sausas un neinteresantas. Gribētos ļaut lasītājam ieraudzīt, ka tās ir daļa no mūsu dzīves – krāsainas un interesantas."
Biogrāfijas pieturzīmes:
- Pēc profesijas fiziķis, šobrīd Latvijas Universitātes profesors, Eksperimentālās fizikas katedras un Lāzeru centra vadītājs.
- No 2007. gada līdz 2015. bijis Latvijas Universitātes rektors.
- Strādā kvantu fizikas jomā un ir vairāk nekā simts zinātnisko rakstu, kas publicēti pasaules vadošajos fizikas žurnālos, un vairāku simtu konferenču ziņojumu autors.
- Kopā ar kolēģiem no Rīgas un Bērklijas uzrakstījis divas monogrāfijas, kas izdotas "Cambridge University Press" un "Oxford University Press" izdevniecībās un abas ir piedzīvojušas atkārtotus izdevumus.
- Karjeras laikā dzīvojis un strādājis dažādās valstīs – Ķīnā un Taivānā, Amerikas Savienotajās Valstīs, Kanādā, Anglijā, Izraēlā un Vācijā.
Okeāna dibena reljefs
Šo stāstu sākšu ar skolas ģeogrāfiju. Visos laikos ģeogrāfijas apguvei ir tikušas un tiek izmantotas kontūrkartes, kurās var redzēt gan kontinentu, gan arī valstu kontūras bez detaļām. Kontūru pētīšana var izrādīties ļoti noderīga un pamācoša.
Drīz pēc tam, kad 15. gadsimta beigās un 16. gadsimta sākumā lielo ģeogrāfisko atklājumu laikā jūrasbraucēji Kolumbs, Vasko de Gama, Magelāns un citi bija sākuši iezīmēt pasaules kartē tālas zemes un kontinentus, pētnieki pamanīja negaidītas sakritības. Tā angļu filozofs Frānsiss Bēkons savā slavenajā darbā "Jaunais organons" vērsa uzmanību uz to, ka, ja no kontūrkartes izgrieztu Dienvidameriku un tās austrumu malu savietotu ar Āfrikas kontinenta rietumu malu, tās gandrīz perfekti sakristu kā divi puzles gabaliņi. Bēkons pat izteica varbūtību, ka Āfrika un Amerika kādreiz ir bijis viens kontinents, kas vēlāk sadalījies divos.
Taču šīs idejas, lai arī pilnībā aizmirstas netika, īstu atsaucību neguva līdz pat pagājušā gadsimta sešdesmitajiem gadiem. Izrādījās, ka Otrā pasaules kara laikā, lai cīnītos ar zemūdenēm, tika pastiprināti pētīta okeānu gultne. Pēc skaņas viļņu atstarošanās no okeāna dibena tika noteikts šī dibena reljefs, savukārt magnētiskā lauka mērījumi ļāva noskaidrot šo dibenu veidojošo iežu struktūru. Kāds tam sakars ar zemūdenēm? Vistiešākais. Šie mērījumi primāri bija vērsti uz to, lai pēc skaņas viļņu atstarošanās no zemūdenes to ieraudzītu vai atrastu pēc zemūdenes radītā magnētiskā lauka. Ja zemūdenes nebija, tad mērierīces rādīja okeāna dibenu un iežu magnētisko lauku. Tā bija unikāla, iepriekš nepieejama informācija ģeologiem.
Starp citu, iespējams, ka dzīvība uz Zemes ir radusies nevis okeāna virsējos slāņos Saules gaismas iedarbībā, bet gan okeāna dzīlēs, kur enerģiju nedod Saule, bet gan siltums no vulkāniskām aktivitātēm. Bet par dzīvības rašanos un teorijām, kā arī hipotēzēm par šo tēmu citreiz.
Okeāna dibena pētījumi noveda pie pārliecības, ka Zemes virsma ir sadalīta vairākās lielās plātnēs, kas var pārvietoties viena attiecībā pret otru. Tās tika nosauktas par Zemes tektoniskajām plātnēm.
Tektoniskajām plātnēm pārvietojoties, okeāna dibenā izveidojas zemūdens kalnu grēdas, un pēc iežu nogulām šajās grēdās var noteikt, kad tās radušās. Vēl vairāk. Es pieminēju magnētiskā lauka, ko rada dažādi ieži, mērījumus. Šo iežu magnetizācija ļauj noteikt Zemes magnētisko lauku laikā, kad ieži radās. Un te daži pārsteigumi! Izrādās, ka Zemes magnētiskais lauks ne tikai nav nemainīgs, bet ik pa laikam magnētiskais ziemeļpols un dienvidpols apmainās vietām. Pēdējo reizi tas notika apmēram pirms astoņsimt tūkstošiem gadu, turklāt tas nav unikāls notikums. Atkāpjoties vēl senākā pagātnē, tas notika arī pirms 2,6 miljoniem gadu un vēl daudzas reizes Zemes 4,5 miljardus gadu garajā pastāvēšanas vēsturē.
Himalaji kļūst augstāki
Uz divu šādu plātņu saskares līnijas atrodas Islande. Viena no šīm plātnēm ir Eirāzijas plātne, otra – Ziemeļamerikas plātne. Šo tektonisko plātņu pārvietošanās turpinās arī mūsdienās. Eirāzijas un Ziemeļamerikas plātnes viena no otras attālinās. Tas notiek lēni. Tie ir tikai daži centimetri gadā, bet gadu simtu un gadu tūkstošu laikā tie ir jau ievērojami attālumi.
Piemēram, esot Islandē, vietējie jūs noteikti aizvedīs uz vietu, kur līdzenā laukā ap 930. gadu sanāca pirmais demokrātiskais parlaments pasaulē – altings. Vieta atrodas ieplakā, kuras abās malās ir stāvi kāpumi. Tad, lūk, viens kāpums ir Ziemeļamerikas tektoniskā plātne, otrs Eirāzijas plātne, bet ieplaka ir vieta, kas atbrīvojas, plātnēm attālinoties.
Šī ir vienīgā vieta uz pasaules, kur jūs varat kājām aiziet no Amerikas uz Eiropu, un tas pat neprasa īpaši daudz laika.
Tās vietas, kur plātnes viena pret otru pārvietojas, protams, ir gan seismiski, gan vulkāniski aktīvas zonas. Islandes gadījumā zeme gan tiešā, gan pārnestā nozīmē atveras. Tādēļ arī Islandē ir gan karstie avoti un geizeri, gan vulkāni un arī lielas zemestrīču iespējas.
Taču, kā saprotams, mūsu Zeme lielāka ar katru gadu nekļūst. Tātad, ja kaut kur tektoniskās plātnes attālinās, tad kādā citā vietā tās saskaras un viena bīdās virsū otrai. Tā apmēram pirms piecdesmit miljoniem gadu Indija bija liela sala, kas okeānā lēni pārvietojās uz ziemeļiem, saduroties ar Eirāzijas tektonisko plātni. Abu plātņu blīvumi izrādījās ļoti līdzīgi. Neviena no tām nevarēja otru iespiest zem sevis.
Rezultātā plātnes vienkārši saspiedās kopā, un vidū izveidojās augsts pacēlums, ko pazīstam kā pasaulē augstāko kalnu grēdu – Himalajus. Šo plātņu kustība nav apstājusies arī mūsdienās, un precīzi mērījumi liecina, ka Himalaji ar katru gadu kļūst arvien augstāki. Tie ir daži centimetri vai pat tikai milimetri gadā, bet tomēr procesi turpinās.
Dabas spēki
Kopumā gandrīz visi jeb vairāk nekā deviņas desmitdaļas vulkānu uz Zemes atrodas tektonisko plātņu saskares līnijās. Un arī atlikušie ir saistīti ar plātņu pārvietošanos. Piemēram, vulkāniski ļoti aktīva vieta ir Havaju salas. Tās atrodas Klusā okeāna plātnes gandrīz pašā vidū. Šis "pašā vidū" arī ir izšķirošs faktors. Klusais okeāns ar katru gadu kļūst mazāks. Tā virsmas laukums sarūk par apmēram trim kvadrātkilometriem gadā. Klusā okeāna plātni no abām pusēm spiež Ziemeļamerikas plātne un Filipīnu plātne. Nav grūti iedomāties, kas notiek. Katrs var paņemt rokās pastkarti un pamēģināt to no abām malām spiest kopā. Pastkartes centrs kādā brīdī strauji izlieksies uz augšu. Tas notiek arī ar no abām malām saspiesto Klusā okeāna plātni, un vieta, kur tā vidū paceļas uz augšu, ir Havaju salas. Šī pacelšanās rada izmaiņas, kas noved pie vulkāniskās aktivitātes un var izraisīt zemestrīces.
Arī Āfrika lēni tuvojas Dienvideiropai. Vidusjūra, kuras silto klimatu mums, Eiropas ziemeļu daļā dzīvojošajiem, tik ļoti patīk baudīt, ir tas, kas palicis pāri no kādreiz liela okeāna. Var prognozēt, ka tālā nākotnē Vidusjūra pazudīs vispār. Bet par to šobrīd satraukties nav iemesla, jo tas notiks pēc tūkstošiem un tūkstošiem gadu.
Vēl viena seismiski aktīva vieta uz zemeslodes ir Kalifornijas Klusā okeāna piekraste Ziemeļamerikā, kur saskaras Ziemeļamerikas un Klusā okeāna tektoniskās plātnes. Šo saskares vietu sauc par Sanandreasa lūzumu. Lai saprastu, cik tas var būt nopietni, pietiek vien atcerēties 1906. gada Sanfrancisko zemestrīci, kad bojā gāja vairāk par trim tūkstošiem cilvēku un astoņdesmit procentu celtņu pilsētā bija iznīcinātas vai smagi cietušas.
Arī šobrīd Sanfrancisko un citur Kalifornijā likums pieprasa, lai privātmāju ārpusē būtu vieta, kur glabājas pirmās nepieciešamības lietas gadījumā, ja šāda mēroga dabas katastrofa atkārtojas.
Jāteic, ka pavisam nesenā pagātnē ir notikušas vēl postošākas zemestrīces – gan 1979. gadā Ķīnā, gan 2004. gadā Indijas okeāna salās vai 2010. gadā Haiti, kad katrā no tām dzīvību zaudēja vairāki simti tūkstoši cilvēku.
Varētu jautāt, kad un kā šīs tektoniskās plātnes, kuru kustība ir visu šo dabas lielo procesu pamatā, izveidojās? Lielākā daļa ģeologu piekrīt, ka visi šie procesi sākās apmēram pirms piecsimt vai sešsimt miljoniem gadu, laikā, ko ģeologi sauc par pirmskembrija periodu. Tad dienvidu puslodē izveidojās sauszeme, kas ietvēra sevī mūsdienu Dienvidameriku, Āfriku, Austrāliju, Antarktīdu un Indiju. Apmēram pirms divsimt miljoniem gadu šis sauszemes veidojums, kas ieguvis skaistu nosaukumu – Gondvāna, sāka sadalīties un tā daļas attālināties viena no otras. Vietas, kur mūsdienās šīs daļas pārvietojoties ir nonākušas, saucam par pasaules daļām un kontinentiem.
Gondvānas pastāvēšanas laikā zemeslodi jau apdzīvoja dinozauri. Tādēļ dinozauru fosilijas tiek atrastas gan Dienvidamerikā, gan Āfrikā un Austrālijā un pat Antarktīdā. Tas ir vēl viens pierādījums, ka šīs mūsu planētas daļas kādreiz ir bijušas viens veselums.
Šādu aktīvu dzīvi neatkarīgi no mums dzīvo planēta Zeme, un mums atliek vien izzināt un saprast šos procesus, kā arī būt gataviem tam, kas to ietekmē notiek dažādās vietās uz Zemes. Starp citu, arī Fukušimas kodolkatastrofa bija šādas zemestrīces un tās radītā cunami viļņa okeānā rezultāts. Tātad, lai cik tehnoloģiski attīstīti mēs būtu, ir jāsaprot, ka dabas spēki ir daudz spēcīgāki par mums. Ar tiem jārēķinās un jāpieņem fakts, ka tos ietekmēt nevar.
Daba mūžīgi būs spēcīgāka par mums.
Profesora Auziņa zinātnes sleja
