Vísindamenn eru ekki vísindi

UM-teymið vill lýsa yfir miklu þakklæti til vísindamanna ásamt heiðra vinnu þeirra og dugnað, en fjöldi karla og kvenna hafa hjálpað til við að gera rannsóknir UM mögulegar. Smelltu á tengilinn til að lesa hvernig þeir trúa því að flestir vísindamenn sýna ótrúlegan heiðarleika og eru hvattir af einlægri löngun til að lyfta samfélagið, bæta mannlegt ástand, vernda fallegu jörðina okkar og bjarga og lengja líf.

Þó svo að hörð gagnrýni sé uppi gagnvart nútíma vísindum, þá gildir sú gagnrýni ekki vísindamönnum. Lesið yfirlýsinguna hér.

Leyndardómurinn um uppgufun sjávar og myndun salts

Sagt er allt salt sem fyrirfinnst í jarðskorpunni hafi myndast með uppgufun sjávar á fornri tíð. Ef það er satt, þá ætti salt úr saltnámum að líkjast salti sem unnið er úr sjó með uppgufun. Salt í námum og salthvelfingum er tiltölulega hreint, yfirleitt meira en 99% NaCl.

Saltið í krukkunni á myndinni hér til vinstri kristallaðist úr eins lítra af sjó sem var látinn gufa upp. Saltið sem myndaðist eru þunnir og litlir kristallar. Þess á milli eru ýmis óhreinindi, aðallega lífrænar leyfar. Auk þess er mjög merkilegt að ekki myndast bara NaCl, heldur alls 5 mismunandi sölt. Ef uppgufunarkenningin á að standast, þá ætti saltið úr námum að hafa svipaða efnasamsetningu og svipaða kristalla. Staðreyndin er þó sú, að námusaltið er (næstum) hreint NaCl með stóra kristalla eins og sést á næstu mynd en hún er frá Every Island saltnámunni.

Að lokum ætla ég að birta töflu með upplýsingum um samanburð á salti úr sjó annarsvegar og salti úr salthvelfingu hinsvegar. Hér má greinilega sjá að hlutföllinn eru alls ekki þau sömu.

Salt í jarðskorpunni er ekki komið til vegna uppgufun sjávar! Að skilja tilkomu salts á jörðunni er lykillinn að réttri þekkingu á jarðfræði. Meira um salt síðar.

Stærsta einsleita steind heimsins

Hver er stærsta einsleita steind jarðarinnar?

Eiginlega ætti svarið við þessari spurningu liggja klárt fyrir. Nokkrir jarðfræðingar voru spurðir að þessu og viti menn, enginn gat svarað rétt. Ef við spyrðum arkítekt hver sé hæsta bygging heimsins eða líffræðing hver stærsta spendýrið sé, þá myndu þeir svara strax og örugglega. Hvers vegna eiga þá jarðfræðingar erfitt með að svara sams konar spurningu úr þeirra fræðum? Sumir héldu svarið væri kannski falið í einhverju hraunflæði en þeir settu upp svip þegar þeir fengu þá vísbendingu að stærsta steindin væri hærri en Mt. Everest fjallið.

Stærsta einsleita steind veraldar er hærri en 11 km! En hvar er hana að finna? Svarið er neðanjarðar og hún kallast salthvelfing.

Jarðfræði í dag fjallar ekkert um salthvelfingar, enda getur hún enga útskýringu á myndun hennar gefið. Á myndinni hér að ofan er mynd af salthvelfingu í Avery Island, rúmlega 200 km vestan New Orleans, en slíkar hvelfingar er að finna á ýmsum stöðum á hnettinum.

Hvernig myndast salthvelfingar? Þetta er ennþá leyndardómur. Getgátur eru um það uppi að um plastískar formbreytingar hafi átt sér stað en getgátur eru þó ekki vísindi. Átt er við, að saltið hafi risið í gegnum mismunandi jarðlög, en fólk er þá að tala um hvernig saltsúlan hafi myndast, ekki saltið sjálft. Vandamálið er þó að jarðlögin hafa meiri herðu en saltið og á salt þá ekki að geta brotist í gegnum þau. Herða segir til um hvernig eitthvað efni getur skorið í annað efni en ekki getur efni með lægri herðu skorið önnur með meiri herðu. Demantur er hæst allra efna í herðu og hægt er að skera öll önnur efni með honum. Salt er hinsvegar með lága herðu og getur ekki skorið sig í gegnum önnur berglög.

Svo er annar leyndardómur: Flestar salthvelfingar (þó ekki sú í Avery Island) eru með ákveðin lög yfir salttappanum, svokölluð hettuberg. Síðari myndin sýnir úr hverju þessi lög eru. Sérhvert þessara steinda – anhýdrít (vatnsfirrt kalsíum súlfat), gifs (kalsíum súlfat) og kalksteinn (kalsíum karbónat) – eru mismundandi sölt sem myndast á mismunandi hátt við mismunandi aðstæður. Svörin við hvernig þetta allt myndast geta jarðfræðingar í dag ekki gefið, vegna þess að þeir hugsa með röngum forsendum. Um þetta verður fjallað síðar en enn einn leyndardómurinn er þessi: Öll þessi sölt (hettubergin) hafa minni herðu heldur en saltið. Ef saltsúlan á að hafa risið upp í gegnum allt berg (með meiri herðu!), hvers vegna reis hún þá ekki í gegnum hettubergið sem er tiltölulega mjúkt?

Athyglisvert er einnig að ákveðin efni myndast í pörum, þ.e. þar sem eitt efni myndast er annað ákveðið ekki langt í burtu. Salt og olía er slíkt par eins og sést á báðum myndunum. Þetta er engin tilviljun og hefur UM einnig svar við því hvernig stendur á þessu!

Næsta færsla er tengd þessari en hún verður um uppgufun sjávarvatns og kristöllun salts.

Leyndardómurinn um algengustu steindina

Algengasta steind jarðarinnar - hver ætli hún sé? Íslendingum dytti kannski basalt í hug eða jafnvel kvars, en svarið kemur á óvart: það er salt!

Jú, salt er að vísu ekki í jarðskorpunni heldur í sjónum en það er engu að síður á jörðinni og það í miklum mæli. Hvaðan kom það upprunalega? Hvað er börnunum kennt í grunnskóla? Eitthvað á þá leið að ár hafi skolað salti úr bergi og flutt það í sjóinn, ferli sem á að hafa tekið milljónir ára eða eitthvað.

Skoðum þá magnið af salti í sjónum, hversu mikið salt er komið þangað? Ég lagði eftirfarandi þraut fyrir son minn: Ef ég gæti fjarlægt allt salt úr öllum höfum og lagt með því jafn þykkt saltlag yfir öll meginlönd jarðarinnar, hversu þykkt yrði þetta lag? Þú mátt alveg doka við og að minnsta kosti giska. Sonur minn gúgglaði nokkrar upplýsingar, reiknaði og gaf mér hárrétt svar (reyndar í annarri tilraun)!

Svarið við þessari gátu er 152 m! Salt, meira en tvær Hallgrímskirkjur á hæð yfir allt Reykjavík, allt landið, alla Evrópu og öll hin löndin og meginlöndin líka! Þetta er gífurlegt magn af salti, einkum ef við þekkjum meðalhæð allra meginlanda. Ef við gætum jafnað niður öll fjöll og breitt úr þeim yfir öll meginlönd þannig að öll lönd væru jafn há yfir sjávarmáli, hver væri þessi meðalhæð? Svarið við þeirri spurningu er 125 m!

Spurningin sem við stöndum frammi fyrir er sú, er það rétt sem vísindin halda fram, að 152 m há saltsúla hafi myndast úr 125 m háu bergi? Ertu sannfærð/ur um að það sé rétt? Eitthvað af efni hefur sjálfsagt veðrast og borist burt en hve mikið af bergi hefur þurft að fjarlæga til þess að dæmið gangi upp? Ég dreg a.m.k. þá ályktun að salt sjávarins hafi ekki borist með ám yfir gífurlega langan tíma. Að skilja uppruna salts er hluti af þeim skilningi um hvernig meginlöndin hafi myndast.

Síðan er eitt sem maður veltur fyrir sér: Ef uppruni alls er kvika, þá væri hægt að skoða efnasamsetningu storkubergs til að skoða þau frumefni sem þar finnast. Þetta hefur verið gert og sýnir næsta mynd meðaltal magns af þeim frumefnum sem finnast í öllu storkubergi.

Við vitum að salt er NaCl en þegar við skoðum þessa töflu, þá vaknar spurningin: Hvar er klórið? Klórið ykkur í hausnum, það er eina klórið sem þið finnið. Það er ekkert klór. Hvernig myndaðist þá saltið? Örugglega ekki úr bergi!

Það eru fleiri leyndardómar um salt sem ég mun birta hér bráðum sem vísindin gefa í mesta lagi kjánalega útskýringar á, en augljóst er að salt myndast ekki á þann hátt sem jarðfræðin kennir okkur í dag.

Hringrás bergsins

Svolítið þarf enn að draga í efa en ég geri mér fulla grein fyrir því að ekki er nóg að segja að eitthvað sé rangt, einnig þarf að gera grein fyrir hlutunum eins og þeir eru réttir. Hvað þennan punkt varðar, þá bið ég um biðlund. Svör munu fylgja en í raun er það hollt að melta hlutina aðeins og spyrja sjálfan sig hvort vísindum geti skjáltlast svona hrapalega. Við skulum heldur ekki rugla saman vísindum og tækni, en þó svo að nútíma vísindi séu stöðnuð og komin í strand, þá hefur tæknin þróast mjög hratt en það er allt annar leggur. Við höfum þá tilhneygingu að treysta fullkomlega bæði tækni og vísindi. (Sama sagan með lækna, við treystum oft því sem þeir segja 100% þó svo að þeir séu í mörgum tilfellum sölufulltrúar lyfjafyrirtækja, en það er önnur saga). Þróum með okkur gagnrýna hugsun sem er í raun mjög góður vísindalegur eiginleiki.

Það að kvikukenningin standist ekki, hefur margar afleiðingar í för með sér - ekki er alveg nóg að skipta bara einni falskenningu út fyrir hina réttu. Það er nefnilega svo margt sem hangir á kvikukenningunni sem hrynur með henni (samanber að við er komin til Selfoss en ætluðum til Borganess - ekki dugar neitt minna en að fara alla röngu leið til baka og þaðan síðan í rétta átt). Eitt atriði sem hrynur með kviku-falskenningunni er hringrás bergs, en eftirfarandi mynd sýnir hvað kennt er í dag:

Undirstaða þessarar myndar er kvikan en hún er jú ekki til. Auk þess getur kristöllun ekki átt sér stað frá storknun. Ég spurði fróðan mann um kristalla í dag en hann tjáði mér að þeir myndast þegar kvika storknar hægt. Það er oft búið að reyna að sýna fram á myndun kristalla í gegnum storknun en aldrei tekist, en samt ríghalda menn sér í þessa kenningu. Kvars getur ekki myndast úr kviku, um það hef ég fjallað áður.

Hvernig kristallar raunverulega myndast mun ég skrifa um síðar, en ef til vill hafa einhverjir nýtt sér sýnishorn úr Bindi I þar sem hægt er að lesa sér til um myndun kristalla. Hér kemur aftur slóðin að þeirri síðu.

Þessi hringrás bergs eins og hún er þekkt í dag er sem sagt ónothæf og er til einskis annars nýt en að vera kastað á bál.

Grundvallar spurningar í jarðfræði í dag eru ósvaraðar sem gera hringrás bergs bæði ranga og villandi. Jarðfræði hefur þróast í að vera jarð-fræðileg-fræði í staðinn fyrir að vera jarð-rökrétt-fræði.

Framundan eru færslur um enn fleiri leyndardóma í jarðfræði í dag en eftir það munu þessar færslur snúast um að afhjúpa þessa leyndardóma, einn af öðrum. Þetta eru spennandi tímar!

Um aðsóp

Aðsóp er eitthvað sem kallast accretion á ensku en vísindamenn trúa því að jörðin hafi myndast með aðsópi fyrir um 4,5 - 5 milljörðum ára síðan. Með aðsópi er átt við að efni, í þessu tilfelli afgangsefni frá myndun sólarinnar, hafi myndað stóran disk af ryki og smáefni sem smám saman hafi rekist hvort á annað og vaxið í að verða plánetur. Gegnum þessa árekstra á jörðin (eða "fóstrið") að hafa hitnað gífurlega og bráðnað.

Þegar við hugsum um árekstra af þessu tagi, dettur okkur oft  háhraða og stór smástirni í hug með mikla hreyfiorku og skriðþunga. Árekstrar í aðsópi hafa þó ekki mikla hreyfiorku (afstæður hraði hlutanna er um það bil núll) og líkurnar reyndar hverfandi að einhverjir tveir litlir steinar hitti hvor annan. Þyngdarkrafturinn er það lítill að hlutirnir myndu bara svífa framhjá hvor öðrum og valda örlítilli truflun á braut þeirra. Við einstaka árekstur myndu tveir litlir steinar gera "dokk" og skoppa frá hvor öðrum, eins og billjardkúlur gera.

Ef þú vilt að kúlurnar "límist" saman, þá þarf afstæður hraði þeirra að stefna á núll, maður þyrfti að leggja þá varlega saman til að vel á að vera. En þá myndast náttúrulega enginn hiti.

Í fyrra (2016) tókst mönnum með verkfræðilegri snilld að lenda ómönnuðu geimfari á halastjörnu. Til þess einmitt að forðast fjaðrandi árekstur vegna svo lítilla þyngdarkrafta, voru hannaðir demparar og klær sem lokast við lendingu og var þetta ótrúlegt afrek að hafa tekist að lenda geimfarinu. En þetta minnir okkur líka á það að árekstrar eru sjaldgæfir og samloðandi árekstrar í raun ómögulegir.

Það er engin ástæða fyrir því að halda í þessa falskenningu um aðsóp, það er ekkert sem bendir til þess að hún sé rétt en ýmislegt sem hrekur hana. Árekstrar í aðsópi myndi þýða að mismunandi bergtegundir væru til úti í geimi en hvernig eiga þær að hafa myndast? Þær þyrftu svo allar að bráðna við áreksturinn við jörðina en þá gæti ekkert kvars lengur myndast en flest allt berg á jörðinni inniheldur samt kvars.

Ein pæling í lok: Hversvegna eru hringir Satúrnusar ekki aðsópsskífa? Þeir eru nefnilega í fullkomnu þyngdarjafnvægi og eru ekki að fara að skella á plánetuna sína sem þeir snúast um.

Um segulsvið jarðar

Öll vitum við um orkusvið sem umlykur jörðina, en með því hafa siglingafræðingar notað segulnál í kompás til að stýra siglingarleiðum sínum í fleiri aldir. Vísindin hafa útskýrt þetta orkusvið sem segulsvið sem á að umlykja jörðina og segja að nálægt kjarnanum sé bráðnað nikkel-járn sem virki eins og rafall og veldur þessu segulsviði. Þessi kenning er gölluð og hafa vísindamenn í raun engin raunveruleg svör varðandi þetta orkusvið. Í apríl 2005 útgáfunni af Scientific American í grein sem heitir Probing the Geodynamo, segir greinarhöfundur þetta:

Samkvæmt nýjustum upplýsingum hafa þó nokkrir verið að nota þau [tölvu-rafalslíkan] til að stuðla að meiri skilningi á segulsviðum sem eru fyrir hendi hvarvetna í sólkerfinu og víðar. En hversu vel geta jarðrafalslíkönin líkt eftir rafalinum eins og hann fyrirfinnst í jörðinni? Sannleikurinn er sá að engin veit fyrir vissu.

Í kennslubókum um jarðfræði má víða finna mynd eins og þessa hér fyrir neðan. Þetta svokallaða segulsvið er kennt eins og um náttúrulögmál sé að ræða, þó svo að vísindamenn séu ennþá að klóra sér í hausnum.

Þannig lítur að vísu hreint segulsvið út en málið er það að orkusvið jarðarinnar lítur alls ekki svona út, heldur frekar eins og eftirfarandi mynd frá NASA sýnir:

Orkusvið jarðar er ekki reglulegar línur eins og hreinar segulsviðslínur myndu mynda, heldur er um óreglulegt svið að ræða með beygjum og mismiklum styrk orku í orkulínunum innan sviðsins. Ef um hreint segulsvið væri að ræða, þá mættu orkulínurnar aldrei skerast, en nákvæmlega það er að gerast.

Rannsóknir sýna (og vísindamenn vita þetta) að líkanið um segul innan í jörðinni virkar ekki. Ein sterkasta vísbendingin um það að hér er ekki um segulsvið að ræða, er að segulmögnun glatast sé hitastigið hærra en 500°C. Ef kvikukenningin á að standast, þá fellur a.m.k. falskenningin um segulsvið jarðar, það væri of heitt fyrir segulmögnun.

Ef stórt segulstál væri í miðri jörðu, myndi þá ekki segulpóllinn vera stöðugur? Segulpóllinn færist þó til daglega og færist með hverju ári. Stöðugt segulsvið á samt hvorki að sveiflast né færast til.

Að finna svar á leyndardómum orkusviði jarðarinnar mun gefa okkur ýmis svör á sviðum eðlisfræði, jarðfræði, stjörnufræði og líffræði. Það er nauðsynlegt að skilja uppruna orkusviðsins til að skilja hvernig plánetur myndast.

Fjórar grundvallar spurningar vakna:

UM gefur svör við öllum þessum spurningum í smáatriðum. Eins og ég gaf áður til kynna, þá koma þrýstirafsvið kvars við sögu og einnig tengist þetta veðurfræði, eins og koma mun í ljós síðar.

Þrýstiraf (Piezoelectric) vísbendingin

Snúum okkur aftur að kvars, en eins og ég hef minnst á áður, þá myndast það við ákveðnar aðstæður: í vatni við ákveðinn hita og þrýsting. Hitastigið má þó ekki fara yfir ca. 500°C, hvorki við myndun né síðar til þess að viðhalda eiginleikum steindarinnar. Ef hitastigið fer yfir 570°C, þá missir það hina svokallaða þrýstirafleiðni (Piezoelectricity) og er hún þá algerlega glötuð og fæst aldrei aftur.

Sumir kristallar eru gæddir þessum þrýstirafeiginleikum, en þá myndast rafstraumur í þeim ef þeir fá á sig þrýsting, t.d. með því að slá tveimur slíkum steinum saman, sjá mynd hér til hliðar.

Oft eru kvars steinar notaðir í úrgerð, enda "tifa" þeir mjög nákvæmlega þegar þeir gefa 32.768 rafútslög á sekúndu.

Þrýstirafeiginleikar kvars steina sem fyrirfinnast allsstaðar úti í náttúrunni eru mjög sterk vísbending um það, að við myndun þessara steina hafi hitastigið verið undir 570°C! Berg getur þá ekki myndast við storknun, nema að mjög takmörkuðu leyti eða við hraungosum en í slíku storkubergi finnur maður aldrei kvars.

Þessi umræddi eiginleiki kvars kemur við sögu í næstu færslu sem verður um seglusvið jarðar.

Svör, svör og enn fleiri svör!

Nú er ég búinn að lesa tæplega þriðjung af fyrsta bindinu og það er nánast að það detti úr mér augun með hverri blaðsíðu. Hlutirnir verða skýrari og skýrari og aldrei hefur verið jafn erfitt að leggja frá sér bók eins og í þessu tilfelli. Áður en ég kynntist UM litu vísindi svona út fyrir mér:

Mörg stykki pössuðu að vísu vel saman en þau gáfu enga heildarmynd og höfðu allt of marga lausa enda. Meira og meira eru vísindi fyrir mig að þróast í þetta:

Ég hvet sérhvern sem hefur áhuga á að uppgötva að kynna sér nánar UM - Ný vísindi árþúsundsins. Þið munuð fá svör, svör og ennþá fleiri svör!

Að lokum læt ég skemmtilegt myndband frá Larame Fessler fylgja.

Sýnishorn úr UM Bindi I: Hraun-núnings líkanið

Universal Model hefur gefið út fyrsta bindi af þremur um alhliða náttúrufræði sem sameiginlega myndar hið svokallaða Alhliða líkan. Í fyrsta bindinu sem er nýkomið út er talað um jarðarkerfið. Annað bindi er væntanlegt nú í haust en það mun fjalla um lífkerfið, en þriðja og síðasta bindið er í vinnslu en það mun fjalla um alheimskerfið, þ.e. stjörnufræði, eðlisfræði og efnafræði.

Fyrir áhugasama, þá er hægt að kaupa rafræna útgáfu af fyrsta bindinu og einnig af samantekt, sjá undir Netverslun UM hér til hægri. Stefnt er að stærri pöntun bókarinnar til Íslands til endursölu hér, síðar á þessu ári.

Færslur í þessu bloggi munu innihalda efni úr fyrsta bindi og um annað efni tengt því, þar til næsta bindi kemur út en þá víkkar umræðuefnið töluvert.

Í sambandi við uppruna eldgosa út frá flóðkröftum sem ég greindi frá fyrir fáeinum dögum síðan, þá er gott að skilja lögmálið um núning og hita. UM hefur á ný gefið út sýnishorn úr fyrsta bindinu sem er undirkafli 5.3 - Hraun-núnings líkanið, smellið hér til að lesa.

Áður hef ég birt hlekk á sýnishorn um hvernig myndun kristalla gengur fyrir sig, hér er sá hlekkur aftur.