Mozaika - Věda na stránkách únorovéhö tisku

Čas od času do naší planety vrazí cizí nebeské těleso (jádro komety nebo planetka), a pak může mít pozemský život namále. Astronomové zkoumají, které vesmírné střely o průměru větším než jeden kilometr přicházejí v úvahu – do konce tohoto desetiletí prý zmapují trasy 90 % těchto těles. Jen loni jich vesmírná strážní služba Spojených států objevila asi 100 a evidováno jich je celkem 587.

O nebezpečí se tedy dovíme včas, ale co proti němu budeme dělat, zůstává zatím otázkou. Vystřelíme ze Země raketu s jadernou náloží? To by prý nebylo nejlepší řešení, říká Claudio Maccone z Aerodynamického střediska v italském Turinu. Má lepší nápad. Kdybychom na přilétající asteroid zaútočili z boku, stačila by k odklonu dráhy jeho letu mnohem menší síla. Protože na nějaké složitější manévrování s obrannými raketami nezbude čas, navrhuje C. Maccone umístit rakety s jadernými náložemi do Lagrangeových bodů (tam jim vyrovnaná přitažlivost Země a Měsíce umožní, aby byly stále na číhané). Technické provedení by nebylo ani tak těžké, ¹⁾ horší by bylo prosadit to politicky. Mnoho otázek zůstává nezodpovězeno: Je žádoucí vysílat do kosmu jaderné nálože? Má se investovat do obrany proti něčemu, co nejspíš v dohledné době nenastane? Kdo o užitečnosti projektu přesvědčí vlády, jimž se částky investované do obrany života na Zemi budou zdát neúměrně vysoké? Zatím nezbývá než pokračovat v pozorování vesmíru a evidovat vše, co hrozí. Jen aby jednou nebylo na obranu příliš pozdě!

Nebezpečí, že naše civilizace bude ochromena srážkou s planetkou, asteroidem nebo jádrem komety, je prý daleko nižší, než jsme si dosud mysleli. Čím větší střela, tím vzácnější, a vyhubit život na Zemi mohou prý jen ty největší. Dosud se soudilo, že vyhynutí dinosaurů nastalo před 65 miliony let, když na území dnešního Mexika dopadla planetka o průměru asi 10 km. Výbuch vymrštil do ovzduší prach, který na dlouho zastínil Slunce, Země se ochladila, nerostly rostliny, nastal hlad.

Americký zoolog Kevin Pope z Marylandu se domnívá, že dopad desetikilometrové planetky nemohl vytvořit tolik prachu, aby ochladil celou planetu. Podle něj v atmosféře setrvají déle jen zrnka prachu, která jsou menší než jeden mikrometr, ostatní spadnou zpět na zemský povrch. Jestliže při mexické katastrofě pokryla celou planetu třímilimetrová vrstva prachu, muselo nás tenkrát trefit podstatně větší těleso.

Jiní vědci namítají, že K. Pope uvažuje o prachu, který je typický pro výbuch sopky, avšak při dopadu planetky bude prach v ovzduší jiný. Brian Toon z Coloradské univerzity je naproti tomu přesvědčen, že i dopad menšího tělesa může být apokalyptickou zkázou. ²⁾ Hrozbou totiž není jen zatmění Slunce, ale například požáry způsobené kousky vyvržené hmoty, která se bude vracet zpět v podobě meteoritů.

O střetech Země s návštěvníky z vesmíru zatím nic nevíme, doufejme, že má pravdu K. Pope, který je přesvědčen, že v dohledných milionech let nám nic takového nehrozí.

Australský vědec Robert Iasky hledal na západě Austrálie ložiska uhlí. Zkoumal vzorky z vrtů poblíž Žraločí zátoky u Woodleighe, 650 kilometrů od Perthu, a k svému údivu zjistil, že v hloubce 600 m je ukryt obrovský meteoritický kráter o průměru 120 km. Ještě víc byl R. Iasky překvapen, když jeho kolega analyzoval místní žulu a prohlásil, že byla přeměněna za tlaku 10 GPa. Našel v ní spoustu prvků, např. hořčík, měď, chrom či nikl, které tam vůbec neměly být. Výbuch zřejmě v této krajině rozpoutal nepředstavitelné peklo. Značná část planetky se vypařila, a vzápětí obohatila blízké i vzdálené okolí. Krajina nabízí neobyčejné minerální bohatství.

Asteroid měl průměr 5 km, patří tedy mezi ty největší, o nichž víme. Dopadl sem před 360 miliony let, tj. v době, kdy začalo na konci devonu masové vymírání života (vyhynulo 85 % druhů). Dosud jsme netušili, že tenkrát dopadla na Zemi nějaká planetka. Je možné, že byl konečně nalezen původce devonské katastrofy.

Hubblův kosmický teleskop, jeden z nejmocnějších prostředků, který kdy astronomové měli k dispozici, je na oběžné dráze ve výši kolem 600 km již 12 let. Není proto divu, že čas od času potřebuje údržbu a při té příležitosti mu astronauti vymění i některý z vědeckých přístrojů. Poslední údržbářskou návštěvu vykonala letos začátkem března sedmička astronautů na raketoplánu Columbia.

Ten měl původně startovat již v lednu, ale jeho let byl vícekrát odložen, především proto, že na poslední chvíli bylo rozhodnuto vyměnit i jeden setrvačník, který slouží k orientaci teleskopu v prostoru. Hlavním úkolem však byla výměna dvou panelů slunečních baterií za nové, o třetinu menší, ale o 20 % účinnější. To bylo náplní prvních dvou z pěti vycházek do kosmu. Ruku v ruce s tím bylo nutno vyměnit při třetím výstupu i centrální rozvodnou jednotku. To znamenalo, že po dobu 6 hodin zůstane Hubblův teleskop bez proudu. Složitost této operace odborníci NASA srovnávají s transplantací srdce. Vše však dopadlo dobře.

Potom vyměnili kameru FOC pro sledování slabých objektů za pětkrát citlivější kameru ACS a ke kameře a spektrometru NICMOS, pracujícím v blízké infračervené oblasti, instalovali nové chlazení detektorů. To umožnilo uvést tento přístroj znovu do provozu.

Postavíme si na Zemi malé výkonné sluníčko a budeme mít nevyčerpatelný zdroj energie, slibovali vědci už před půl stoletím. Dnešní atomová energetika se zdála být jen nepříliš dlouhým údobím před nástupem termonukleárních reaktorů.

Tato vize – získat slučováním lehkých atomů vodíku čistý zdroj energie – je lákavá. Odpadly by skleníkové plyny ohřívající ovzduší, radioaktivních odpadů by byly jen „špetky“. Palivo (vodík) by se v neomezeném množství získávalo z mořské vody. A ty politicky vábné perspektivy! Žádná závislost na zemích Středního východu, které mají množství ropy, žádné vrty zamořující moře či panenskou divočinu.

Vidina termonukleární elektrárny se chvíli nadějně přibližuje, chvíli beznadějně vzdaluje. V poslední době se o možnosti nahradit atomovou energetiku energetikou termonukleární nepíše. Ocitli jsme se ve fázi pesimizmu. Vlády přestaly poskytovat miliardy na výzkum jaderného slučování i na výstavbu nových obřích experimentálních aparatur.

Nedávno se ale na zasedání Americké fyzikální společnosti v Kalifornii znovu objevil názor, že lze vytvořit „umělé sluníčko“ a udržet ho při teplotě sto milionů stupňů Celsia. V roce 1998 to vypadalo zoufale, přísun financí na experimentální reaktor ITER zamrzl. Ve Spojených státech však prezidentův vědecký poradce začal opět termonukleárnímu výzkumu fandit.

Spojené státy, Japonsko, západní Evropa, Rusko a snad i Kanada hledají, kde vzít peníze. Projekt nového pokusného termonukleárního reaktoru má stát během osmi let pouhých pět miliard dolarů. Fyzikové i politici upozorňují, že je to velmi malá částka ve srovnání např. s náklady na Mezinárodní kosmickou stanici (ty už vyšplhaly na třicet miliard dolarů).

Joffrey Hillman z Floridské univerzity se snaží získat „lepší verzi zlých bakterií“. Budou odpůrci genových manipulací opět protestovat, že se vypěstuje jen další ohrožení našeho zdraví? Odmítnou vnést genově pozměněné bakterie do svých úst?

Kazivost zubů mají na svědomí bakterie, jimž se dobře daří v našich ústech. Za 85 % zubních kazů může Streptococcus mutans, který přeměňuje cukr na kyselinu mléčnou, a ta nám pozvolna odleptává zubní sklovinu.

J. Hillman se už od osmdesátých let minulého století snaží vytvořit bakterie, které streptokoka v našich ústech zahubí a zároveň nahradí, přičemž neuškodí prospěšným bakteriím.

Bakterie dosud není taková, jak by bylo potřeba, a proto se připravují další úpravy genů. Americký úřad pro potraviny a léky zatím nepovolil vyzkoušet bakterii v praxi, nicméně už před lety se J. Hillman pokusil chránit svými bakteriemi chrup tří dobrovolníků. Tito lidé nemají škodlivé bakterie v ústech ani dnes. Neméně důležité je zjištění, že genově pozměněné bakterie tito dobrovolníci nepřenesli na své partnery.

Pracuje se také na vakcině proti bakteriím působícím zubní kaz. J. Hillman je ale přesvědčen, že dřív uspěje on. Genově pozměněné bakterie se prý vloží dětem do úst v druhém roce života (předtím, než do jejich zubů proniknou streptokokové působící kaz). Preventivní zákrok má trvat pět minut a stát sto dolarů. Těžko říci, jestli s tím budou spokojeni američtí zubaři. Neodejmou jim genově pozměněné bakterie část dobrého živobytí?

Možnost, že člověk podlehne duševní nemoci – schizofrenii – záleží prý na tom, jak slunné byly měsíce, kdy ho maminka nosila pod srdcem (pozn. red.: podrobněji viz O. Vinař, Slunce a schizofrenie, Vesmír 79, 431, 2000/8). Lékaři už vědí, že nedostatek vitaminu D, způsobený tím, že těhotná žena málo chodí na sluníčko, ovlivňuje nepříznivě vývoj plodu. Role vitaminu D při vytváření mozku se však dosud podceňovala.

Australské studie vypovídají o tom, že lidé z Evropy a Severní Ameriky, u nichž se vyvinula schizofrenie, se často narodili na jaře, těhotenství jejich matek tedy probíhalo v zimních, neslunných měsících. Ukázalo se také, že imigranti z Afriky a karibské oblasti jsou postiženi čtyřikrát víc – lidé s tmavou barvou kůže potřebují víc vitaminu D než osoby s bílou pletí.

Tato zjištění přivedla australského lékaře Johna McGratha k nápadu, že by nedostatek vitaminu D během těhotenství mohl zvyšovat nebezpečí pozdějšího propuknutí duševní nemoci. Svou hypotézu ověřuje na potkanech. Zjistil už, že u potkaních mláďat, která neměla dostatek vitaminu D, se skutečně projevují vnější příznaky schizofreniků. Jeho závěry jsou opatrné – nelze samozřejmě říci, že nedostatek vitaminu D v těhotenství schizofrenii opravdu vyvolá.

Přesto nelze brát nedostatek vitaminu D na lehkou váhu. Podle amerických statistik jím trpí 12 % amerických těhotných žen. Zároveň J. McGrath varuje před druhým extrémem – neúměrně vysokým užíváním vitaminu. Přemíra vitaminu D může vyvolat i vrozené vady.

Ještě nedávno v tropické Africe domorodci hubili psa hyenovitého, seč jim síly stačily. Způsoboval totiž velké ztráty na zvěři. Zůstalo jich tři až pět tisíc a v příštím desetiletí jim hrozí vyhubení. Přitom jde o krásné zvíře, které by chtěla chovat každá zoo. Pes hyenovitý má vysoké štíhlé nohy, je až 75 centimetrů vysoký a metr a půl dlouhý. Základní barvy jeho srsti jsou černá, bílá a okrově žlutá. Pes hyenovitý není ohrožen jen lidskou záští, ale také ztrátou loveckých území a dosud neznámou chorobu. Vypadá to, že nepřežije. Proč tedy např. hyeny, které jsou ohrožovány podobně, přežívají?

Frank Courchamp z Cambridžské univerzity vidí příčinu v tom, že psi mají problémy se sociální organizací. V úspěšné smečce bývá tak dvacet jedinců, dospělých i štěňat. Mláďata může mít jen vůdce smečky s příslušnou samicí, ostatní pomáhají při lovu, starají se o štěňata a chrání smečku. Když je smečka dostatečně početná, ochrání své potomky před lvy i hyenami. Dokáže to i pětičlenná smečka, při menším počtu už lovit a zároveň odchovávat novou generaci nelze.

Podle Branka Milanoviče ze Světové banky hrozí naší civilizaci zánik střední třídy. Jde o první studii, která se snaží postihnout, jak se příjem domácností mění v celosvětovém měřítku. Od r. 1988 do r. 1993 poklesl výrazně příjem 75 % obyvatel. Příjem nejchudších 5 % lidí klesl celosvětově o 20 %, příjem nejbohatších 5 % naproti tomu o 12 % vzrostl. Propast mezi bohatými a chudými se rozevírá a chudí mají stále menší šanci ji překonat. Střední vrstva mizí jako nikdy předtím.

Podle experta Světové banky začala eroze střední třídy ve Spojeném království za Margaret Thatcherové a v USA za Ronalda Reagana. V některých státech je ubývání střední třídy zvláště výrazné, např. v Latinské Americe nevzrostl její reálný příjem od osmdesátých let, příjem v bývalých komunistických zemích poklesl dokonce o pětinu. Jaké to může mít následky? Například větší migraci obyvatel a vzrůst terorizmu.

Před unáhlenými závěry, vyvozenými z dat za příliš krátké období, varuje Carol Grahamová z Centra pro sociální a hospodářskou dynamiku ve Washingtonu. Podle ní není jisté, jestli hodnotíme správně zhroucení ekonomiky bývalého Sovětského svazu či vzrůst hospodářství současné Číny.

Bahno v nilské deltě vypovídá o pohromě Egypta v údobí kolem roku 2180 před Kristem. Obyvatelé Staré říše (stavitelé pyramid) zřejmě podlehli hladu. Svědčí o tom radiouhlíková analýza nánosů bahna, kterou provedl Michael Krom z Univerzity v Leedsu.

Víme, že Egypťané byli závislí na každoročních nilských záplavách, které jim umožňovaly zavlažovat jejich pole. Tušíme, že proměny podnebí v oblastech vzdálených tisíce kilometrů je mohly vážně ohrozit stačilo, aby se změnil příchod afrických monzunů. Dnes umíme odlišit bahno, které do Egypta přinášel Modrý Nil, od bahna z Bílého Nilu. Ukazuje se, že v údobí krutého sucha (před 4500–5200 lety) začal převažovat přítok z Modrého Nilu a Bílý Nil vysychal. Je tedy možné, že pádu Staré říše předcházelo sucho v oblasti, odkud přitékal Bílý Nil. Nedostatek vody musel být pro Egypt skutečnou katastrofou.

Kdyby došlo k podobným klimatickým výkyvům jižně od Egypta znovu, byla by země ohrožena ještě mnohem víc než tenkrát, tvrdí geoarcheolog Daniel Stanley. Počet obyvatel tu od té doby neuvěřitelně vzrostl.

Vědci zabývající se proměnami podnebí naší planety prožili opět šok. Voda oceánu obklopujícího Antarktidu se ohřívá dvakrát víc než jinde ve světě (pozn. red.: podrobněji viz V. Cílek, Antarktický ledovec, Vesmír 80, 494, 2001/9). Mike Meredith z Cambridže upozorňuje, že tak velké oteplování může mít katastrofické následky.

Antarktické vody dosud vědci studovali jen s obtížemi, konstatuje Sarah Gilleová z Oceánografického ústavu v kalifornském San Diegu. Od civilizovaných končin jsou tato místa příliš vzdálena a většinou tu vládne kruté počasí. Teprve v devadesátých letech 20. století sem badatelé umístili značný počet automatických bójí, které předávají naměřené hodnoty umělým družicím Země. S. Gilleová porovnává nová data se starými, pocházejícími z lodí, které tudy pluly v třicátých letech.

Výsledky jsou překvapivé. Teplota oceánu v Antarktidě v hloubkách od 700 do 1100 metrů vzrostla od třicátých let minulého století o 0,17 °C (tj. dvakrát víc než v ostatních oceánech). Vědci přitom byli dosud přesvědčeni, že se oteplování Země týká pouze povrchu oceánů a že hlubiny jsou od těchto změn izolovány.

Radši si ani nepředstavujme, co by oteplování v hloubkách mohlo znamenat. M. Meredith se obává, že tající ledy vyvolají růst řas, které poskytují potravu drobným korýšům, ti zas budou potravou pro ryby a mořské savce, a tím se rozvrátí celý přírodní cyklus oceánu. Jižní oceán omezí svou schopnost pohlcovat stoupající množství oxidu uhličitého a oteplování Země se zrychlí. Co dělat? Především hlouběji studovat tuto problematiku – stále ještě moc nevíme, co vlastně nás čeká.