Tym razem w jaskini naukowcy szukają śladów materii z kosmosu

Ekspedycję badawcza tworzyli (od lewej): prof. Andrzej Manecki, Hubert Kozioł, Janina Wrzak, Tomasz Ostrowski, Ireneusz Wąs, Zygmunt Ferdek (odkrywca jaskini) oraz Bartosz Bogacz Fot. Piotr Subik

JERZNAMOWICE. Profesor Andrzej Manecki wraz ze współpracownikami i studentami z AGH rozpoczął poszukiwania mikrometeorytów i pyłu kosmicznego w jaskini

Tę jaskinię (prof. Manecki zastrzega: ze względów na dobro badań woli na razie nie ujawniać nazwy) wybrano nieprzypadkowo. Została odkryta niedawno, więc to jaskinia nieskontaminowana, tzn. niezanieczyszczona pyłami przemysłowymi (ich obecność mogłaby przekłamać wyniki badań). Geolodzy spędzą w niej dwie godziny. Prof. Manecki zostaje na zewnątrz, bo po jaskiniach nie zwykł chodzić; woli ekspedycje polarne na Spitsbergen. Kierował trzema takimi. Tam również prowadzono badania podobne do tych w Jerzmanowicach.

- Badania materii pozaziemskiej prowadzone są w AGH od lat siedemdziesiątych ub. wieku. Mają na celu stwierdzenie, czym różni się ona od materii ziemskiej. Próbki pobieraliśmy już z osadów morskich, głębokomorskich wieku karbońskiego, lodowców. Teraz przyszedł czas na jaskinie. Nie znalazłem w literaturze zapisów, żeby ktoś to wcześniej robił. Spodziewamy się znaleźć w jaskini m.in. materię z wczesnego etapu tworzenia się Układu Słonecznego, starszą od skał Ziemi. Taką, której wiek datuje się na nieco ponad 4,7 mld lat - mówi prof. Andrzej Manecki.

***

Próbki w Jerzmanowicach pobierano z residuum, czyli osadu rozpuszczonego wapienia (materia kosmiczna nie rozpuszcza się). Nie było to łatwe. - Kopie się najpierw ostrzem młotka lodowego, a potem wszystko nakłada do worków rękoma - tłumaczy Janina Wrzak, geolog i speleolog. Kiedy już wyjdzie z jaskini, będzie, jak inni uczestnicy badań, ubłocona po czubek głowy. Powie o jaskini: "Nieduża, ale piękna".

Jaskinia ma 17 metrów długości, deniwelacja wynosi 2,5 m. Może się powiększyć, bo trwa jej eksploracja. Została odkryta dwa lata temu przez Zygmunta Ferdka, mieszkańca Jerzmanowic, właściciela Jaskini Nietoperzowej, a osad w niej nie był wcześniej ruszany przez człowieka. To istotne, bowiem dla kosmomineralogów najważniejsze są próbki materii pozaziemskiej pochodzącej sprzed epoki pary i gazu, czyli sprzed czasów, w których przemysł zaczął zanieczyszczać atmosferę Ziemi.

Jeszcze w sobotę pobrany przez geologów materiał trafił na uczelnię, w poniedziałek były już poddawany wstępnej obróbce (to zadanie wziął na siebie Hubert Kozioł, student III roku Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH). Dzielił osad na próbki o wadze nawet poniżej grama! To żmudna praca, wymagająca cierpliwości i precyzji. Mikrometeoryty to cząstki o średnicy kilku milimetrów, pył kosmiczny (zwany kulkami kosmicznymi) - ma średnicę poniżej milimetra. Ten ostatni bada się za pomocą analitycznych mikroskopów elektronowych (SEM).

Najpierw to, co wydobyto z jaskini, trzeba poddać działaniu tzw. separatorów: chemicznych lub magnetycznych. Kiedy uda się wyłuskać z czegoś, co dla laika jest zwykłym błotem, materię pozaziemską, będzie badana na sprzęcie (bardzo dokładnym, a przez to kosztownym), bez którego nie ma mowy o nowoczesnej kosmomineralogii (m.in. mikroskopy optyczne, elektronowe, spektrometry w podczerwieni, mikrosondowe analizatory chemiczne). Nie można używać metod, podczas których próbki są niszczone - to zbyt cenny materiał badawczy.

***

Badania materii pozaziemskiej stwarzają dla nauki szansę śledzenia etapów i historii powstania Układu Słonecznego oraz budowy wnętrza Ziemi. Przybliżają nas też do poznania procesów minerało- i skałotwórczych zachodzących w kosmosie. Ale to nie wszystko. - Często ludzie pytają, co zwykły zjadacz chleba, podatnik, ma z badań, które nas tak absorbują. Ma wiele, bo w materii pozaziemskiej występuje kilkadziesiąt związków mineralnych, których nie spotykamy w skałach Ziemi. Trzeba sprawdzić, czy można je odtworzyć w laboratoriach i mieć z nich pożytek - podkreśla prof. Andrzej Manecki. I tłumaczy, że tak właśnie stało się w przypadku tzw. diamentu syntetycznego, który uzyskano w latach 70. XX w. w wyniku "podpatrywania" w meteorytach procesów kosmicznych, które doprowadziły do ich utworzenia. Syntetyczne diamenty produkowane są teraz na skalę przemysłową, a masowo wykorzystuje się w przemyśle materiałów ściernych.

- Z kolei w ub. roku mineralodzy i krystalochemicy japońscy szczegółowo zbadali występującą w meteorytach, a nieznaną w skałach Ziemi krystaliczną odmianę węgla, heksagonalny diament o nazwie lonsdaleit. Ponadto uzyskali pojedyncze kryształy na drodze wysokociśnieniowej syntezy, tak typowej dla procesów kosmicznych. Okazało się, że lonsdaleit ma większą twardość od diamentu! Nie produkuje się go jeszcze na skalę przemysłową, ale to zapewne kwestia czasu - opowiada prof. Andrzej Manecki.

Nie wiadomo, kiedy będą znane wyniki badań prowadzonych w AGH; może za kilka miesięcy, może za rok, dwa. Prof. Manecki podkreśla, że ważną w nich rolę odgrywają jego studenci: - Nie chodzi tylko o to, żeby wykopali osad i przynieśli próbki. Angażują się w prace badawcze, pogłębiają znajomość nowoczesnych metod analitycznych, a potem są współautorami publikacji naukowych. Może któryś z nich opracuje i opatentuje technologię produkcji syntetycznego lonsdaleitu?

Piotr Subik

[email protected]

Korzystałem z informacji zawartych w książce pt. "Meteory, meteoryty, pramateria słoneczna i »kosmiczne« technologie" autorstwa prof. Andrzeja Maneckiego, która niedawno ukazała się w nowej serii popularnonaukowej "Nauka dla ciekawych" Wydawnictwa AGH.