MIESIĘCZNIK PO ŚWIĘCONY ZAGADNIENIOM W IEDZY IZ Y C I/
G oc 3G
1 9 4 8
G D Y B Y K U L A Z IE M S K A R O Z P A D Ł A S IĘ I M O G L I
B Y Ś C IE Z A J R Z E Ć D O Ś R O D K A , Z O B A C Z Y L IB Y Ś
C IE , ŻE...
1. S ko ru p a ziem ska jest cienka ja k skorupka na ja jk u . Głębokość je j w y
nosi zale d w ie 60 km . P ro m ień Z ie m i w ynosi
6.370 km .
2. T u kończy się skoru pa, a zaczyna płaszcz.
3, 5, 6 i 7. C zło w iek b a da głębokość różnych w a rs tw Z ie m i studiując rozchodzenie się fa l trzęsień Z ie m i. Z a ła m y w a n ie się ich świadczy o istnieniu w yra źn ie
różnych w arstw .
4. W u lk a n y czerpią swą energię praw dopodob
nie nie z głębokich w ars tw , a raczej z w a rs tw na głębokości
30 — 70 km .
8. Jądro. Szczegóły w arty k u le .
3. Środek Ziem i.
■1888
T A J E M N I C E W N Ę T R Z A
V J
B D W A B Ł>
S T E N Z
D o któ r filo zo fii, profesor geo fizyki U n iw ersytetu FCabuIskiego, d y re k to r techniczny Afgańskiej
Służby M eteorologiczne!
CZY WIECIE, 2E WNĘTRZE ZIEMI JEST „PIE
CEM HUTNICZYM " Z W YTOPIONYM ŻELAZEM O TEMPERATURZE 10 TYSIĘCY STOPNI I POD
CIŚNIENIEM 3 M ILIO NÓ W ATMOSFER?
Kabul. Afganistan. 194?.
est rzeczą zastanaw ia jącą, ja k m a ło interesow ała się ludzkość w e w n ę trz n ą b u d o w ą Z ie m i i ja k n ie w ie le u c z y n iła d la je j poznania, m im o że za
m ieszkuje je j p o w ie rz c h n ię od w ie lu ty s ię c y la t.
W p ra w d zie b adan ia w n ę trz a naszego g lo b u są szczególnie u tru d n io n e przez to , że n ie je s t ono bez
pośrednio dostępne dla człow ieka. N ie m n ie j je d n a k
g o d n ym u w a g i je s t fa k t, że ro z m ia ry Z ie m i zostały
w p rz y b liż e n iu u stalone ju ż przez Eratostenesa w Tli
O G N I S K O
w ie k u p rz e d C hr., podczas g d y poznanie je j taiem niozgo w n ę trz a w n a jg ru b s z y c h z a ry sach stało się u d zia łe m dopiero o sta tn ich la t k ilk u d z ie s ię c iu . O braz tego w n ę trz a , ja k i nam obecnie k r e ś li g e o fizyka , je s t w ię c b a r
dzo św ieży, a p rz y ty m n ie z u p e łn y i ulega jeszcze zm ianom w m ia rę postępu badań n a u k o w y c h .
N ie ch na m w o ln o będzie p rze d sta w ić tu w k ró tk o ś c i n ie k tó re z dotychczasow ych w y n ik ó w oraz a k tu a ln y c h zagadnień, odnoszą
cych się do tego p rz e d m io tu .
J e d n ym z p o d sta w o w ych p ro b le m ó w geo
fiz y k i je s t gęstość Z ie m i. Do X V I I I w ie k u tru d n o b y ło coś ko n k re tn e g o pow iedzie ć na te n te m a t w obec b ra k u ja k ic h k o lw ie k da
n ych . W r. 1797 p rz y ro d n ik a n g ie ls k i C aven
dish p ie rw s z y zn a la zł za pom ocą sw ej m i
ste rn e j w a g i skręceń masę Z ie m i, a znając je j objętość, m ó g ł ty m sam ym w yzn a czyć je j gęstość średnią. W e d łu g C avendisha gę
stość naszej p la n e ty ja k o całości w y n o s iła 5,45 (gęstość w o d y = 1,0), dziś p r z y jm u je m y na tę w a rto ść 5,52. P oniew aż gęstość w ie rz c h n ic h w a rs tw s k o ru p y w y n o s i zale
d w ie 2,7, w ię c zro z u m ia łą je s t rzeczą, że w n ę trz e Z ie m i m u s i m ie ć znacznie w iększą gęstość n iż je j gęstość średnia. D a w n ie j p rz y jm o w a n o , że gęstość w zra sta w ra z z g łę bokością w sposób c ią g ły aż do środka Z ie m i, gdzie osiąga m a k s im u m , b y ły to je d n a k t y l ko przypuszczenia, oparte na d o w o ln y m za
łożeniu, że b u d o w a w g łę b n a Z ie m i je st ciągła.
P ra w d z iw ą epokę w te j d zie d zin ie s tw o rz y ła dopiero nau ka o trzę sie n ia ch z ie m i — sejsm ologia. G d y zaczęto analizow a ć fa le sejsm iczne, przychodzące z o d le g ły c h trz ę sień ziem i, to okazało się, że n ie k tó re z fa l, p rzebiega jąc na w skro ś poprzez glob ziem ski, u le g a ją na p e w n y c h głębokościach załam a
n io m i o dbiciom . To zaś z k o le i p ro w a d z iło do w n io s k u , że w n ę trz e Z ie m i n ie je s t je d n o lite , lecz że składa się z ró ż n y c h w a rs tw
U jm u ją c schematycznie, k u la ziem ska składa się co n a jm n ie j z czterech w a rs tw koncentrycznych o różnej grubości: ze skorupy zew n ętrzn ej, płaszcza,
w a rs tw y przejściow ej i ją d ra centralnego.
F ale (podłużne) trzęsień ziem i silnie się załam u ją i odchylają od pierw otnego k ie ru n k u na głębokości 2.900 km . S p raw ia to ją d ro ziemskie, skupiając fale sejsmiczne na p ew nym obszarze Z ie m i, rzuca n a około niego „cień“ w postaci szerokiego pierścienia.
Cień w kształcie szerokiego pierścienia, rzucony na pow ierzchnię Z ie m i przez ją d ro centralne podczas
trzęsienia Z ie m i w Japonii.
o ró ż n y c h w łasnościach fiz y c z n y c h , a przede w s z y s tk im o ró ż n y c h gęstościach.
J a k te d y w y g lą d a bud o w a Z ie m i w ś w ie tle fa l sejsm icznych? S kłada się ona co n a j
m n ie j z czterech w a rs tw k o n c e n try c z n y c h 0 ró żn e j grubości, złożonych z ró ż n y c h m a te ria łó w (ryc. 2).
N a jb a rd z ie j z e w n ę trzn ą w a rs tw ą je s t sko
ru p a ziem ska, k tó re j p o w ie rz c h n ię zam iesz
k u je m y w ra z z ca ły m św ia te m zw ie rzę cym 1 ro ś lin n y m . M a ona grubość około 60 km i składa się ze ska ł k ry s ta lic z n y c h o ś re d n ie j gęstości 3,0. G ó rn ą je j część (z w y ją tk ie m w ie rz c h n ie j w a rs tw y o bardzo zm ie n n y m składzie ska ł osadowych) tw o rz ą prze w a żn ie g ra n ity , doln ą zaś — podłoże bazaltow e.
W stosunku do całej Z ie m i masa sk o ru p y je s t z a d ziw ia ją co m ała, w y n o s i b o w ie m za
le d w ie nieco w ię c e j n iż 1 proc. ogólnej masy.
N astępną z k o le i w a rs tw ą je s t tzw . płaszcz, zalegają cy od głębokości 60 k m aż do 1600 k m , złożony g łó w n ie z tle n k ó w k rz e m u , m a
gnezu i żelaza. Gęstość jego je s t jeszcze n ie w ie lk a (3,4). O sobliw ością płaszcza jest, że m a te ria ł jego je s t w stanie s ta ły m , lecz sto
p n io w y m w s k u te k d zia ła n ia w y s o k ie j te m p e ra tu ry .
Co do następnej w a rs tw y , tzw . p rz e jś c io
w e j, to w y p e łn ia ona w n ę trz e od głębokości1600 k m aż do 2900 k m i je s t złożona p r a w dopod obnie g łó w n ie z k rz e m ia n ó w i zw ią- k ó w żelaza, p rz y czym gęstość w n ie j szybko w zrasta z głębokością. W raz z płaszczem sta
n o w i ona 70% m asy g lo b u ziem skiego. Cechą c h a ra k te ry s ty c z n ą w a rs tw y p rz e jś c io w e j je st je j n ie z w y k ła sztyw ność, k ilk a k r o tn ie w ię k sza od sztyw ności s ta li w w a ru n k a c h n o r
m a ln y c h . Co do tego n ie m a żadnych w ą t p li
w ości, g dyż od sztyw ności ośrodka zależy prędkość fa l sejsm icznych, ta zaś z ła tw o ścią może być w yznaczona na stacjach sej
sm ograficznych.
N a jcie ka w szą je d n a k częścią w n ę trz a k u li zie m skie j je s t je j ją d ro . Ja k pestka w owocu w iś n i z a jm u je ono c e n tra ln ą część Z ie m i w postaci k u li o p ro m ie n iu nieco w ię kszym n iż p o ło w a p ro m ie n ia ziem skiego.
J ą d ro w y p e łn ia 1/6 objętości Z ie m i, stano
w i przeszło je d n ą cz w a rtą je j m asy, m a gę
stość od 10 do 11 i n a jp ra w d o p o d o b n ie j s k ła da się z p ły n n e g o żelaza w stanie białego ża
ru . P oniew aż ją d ro je s t najgłębszą s tre fą k u l i z ie m s k ie j, m o g ło b y się w yd a w a ć, że w ia d o m ości nasze o n im są n a jm n ie j pew ne. Tak je d n a k n ie jest. N a jle p ie j może w y ja ś n im y nasuw ające się tu w ą tp liw o ś c i w fo rm ie d ia logu m ię d z y osobam i A (adeptem w ie d z y ) i G (g e o fizykie m ).
A . Na ja k ie j p odstaw ie nau ka p rz y jm u je
is tn ie n ie ją d ra w e w n ę trz u Z iem i?
G. G łó w n ie na po d sta w ie w y n ik ó w sejs
m o lo g ii. S tw ie rd z o n o m ia n o w ic ie , że na g łę bokości 2900 k m fa le o d le g ły c h trzę sie ń zie
m i s iln ie się z a ła m u ją i o d c h y la ją od p ie r w otnego k ie ru n k u . S p ra w ia ć to może ty lk o ciężkie ją d ro ce n tra ln e o p ro m ie n iu około 3470 k m . P odobnie ja k k u la szklana ko n ce n tr u je p ro m ie n ie ś w ie tln e na e k ra n ie w posta
ci jasnej p la m y , otoczonej cieniem k u li, ta k ją d ro ziem skie sku p ia fa le sejsm iczne na p e w n y m obszarze p o w ie rz c h n i Z ie m i, a je dnocześnie rzuca „c ie ń naokoło niego w p o staci szerokiego p ie rście n ia . C ień te n je s t n a jle p s z y m dow odem is tn ie n ia ją d ra zie m skiego (ryc. 3, 4, 6).
A . Dlaczego ją d ro to ma się składać z że
laza, a n ie np. z p la ty n y lu b innego cię żkie go m etalu?
G. O czyw iście bezpośrednich dow odó w na to n ie m a m y , pew ne je d n a k fa k ty w ska zu ją na to, że ją d ro ziem skie składa się g łó w n ie z żelaza z m ałą dom ieszką n ik lu . Przede
W sku tek silnego trzęsienia ziem i dn. 20 k w ie tn ia 1943 r. uległ zaw aleniu jeden ze starych budynków w K a b u lu . F a le sejsmiczne, któ re to spowodowały, pochodziły z głębokiego ogniska trzęsień ziem i
w Hindukuszu. (F ot. a u to ra ).
w s z y s tk im w ię c gęstość ją d ra je s t zbliżona do gęstości żelaza, podczas g d y p la ty n a je s t dw a ra z y cięższa. Po w tó re duża je s t o b fi
tość tle n k ó w żelaza w g ó rn y c h w a rs tw a c h naszego g lo b u ; w sam ej w ie rz c h n ie j w a s tw ie s k o ru p y m a m y ic h 7%, n a to m ia s t n ie z m ie r
nie m ało tle n k ó w in n y c h m e ta li ciężkich.
N a le ży w ię c w n io sko w a ć, że w n ę trz e Z ie m i będzie zaw ierać odp o w ie d n io dużo żelaza m etalicznego. N asuw a się tu p o ró w n a n ie z piecem h u tn ic z y m , w k tó ry m nad rozto-
5
pioną masą p łyn n e g o zelaza z n a jd u je sit;
w a rs tw a jego tle n k ó w . Z resztą is tn ie n ie że
laza m etalicznego w ją d rz e zie m s k im p o k r y w a się ze składem che m iczn ym m e te o ry tó w zw a n y c h s y d e ry ta m i, złożonych z żela za z dom ieszką n ik lu .
A . Cóż m a ją w spólnego m e te o ry ty z ją d
re m Z iem i?
G. B ezpośrednio n ie w ie le . P oniew aż je d n a k s y d e ry ty uw aża się za szczątki c e n tra l
nej części ja k ie jś ro z p a d łe j p la n e ty , w ię c drogą a n a lo g ii m ożna p rz y ją ć z dużą dozą p ra w d o p o d o b ie ń stw a , że żelazo z ow ą do
m ieszką n ik lu s ta n o w i ró w n ie ż g łó w n y m a te r ia ł naszego ją d ra ziem skiego.
A . D obrze. A le w ta k im ra zie dlaczego
p rz y jm u je c ie na gęstość ją d ra aż 10, a n a w e t 11? P rzecież gęstość żelaza, o ile w ie m , w y n o s i niecałe 8.
G. B a rd zo słuszne p y ta n ie , ale c h a ra kte ry s ty c z n e dla czło w ie ka żyjącego na po
w ie rz c h n i Z ie m i. Proszę n ie zapom inać, że
we w n ę trz u Z ie m i p a n u je ta k o lb rz y m ie c i
śnienie, o ja k im n a w e t n ie m a m y w y o b ra żenia: w y n o s i ono n ie m n ie j n iż 3 m ilio n y a tm o sfe r! J a k się za ch o w u je m a te ria pod w p ły w e m ta k w ie lk ic h ciśnień, n ie w ie m y , g d yż w la b o ra to ria c h m ożem y stosować c i
śnienia za le d w ie do k ilk u n a s tu ty s ię c y a tm o sfer. P ra w d o p o d o b n ie pod w p ły w e m ty c h c i
śnień zachodzą z m ia n y m o le k u la rn e , a może n a w e t w e w n ą trz - atom ow e m a te rii, a w y n i
k ie m ty c h zm ia n b y łb y w ła ś n ie ó w w zrost gęstości.
A . Na ja k ie j pod sta w ie uważacie, że ją d ro ziem skie je s t p łyn n e ?
G. M a m y na to b ezpośred ni dow ód sejsm i czny. O ka zu je się w ię c, że w ś ró d fa l, w y s y
la n ych przez odległe silne trzęsienia ziem i, je d y n ie fa le tz w . fa le p odłużn e (analogiczne do fa l a ku styczn ych ) przechodzą swobodnie przez ją d ro Z ie m i, n ie obserw ow ano nato m iast n ig d y fa l tz w . poprzecznych , k tó re by przez n ie przeszły. D o w o d z i to, że ją d ro nie je s t ośrodkiem sp rę żystym , tzn. zachow uje się ja k ciecz.
A . To je s t zdum iew ające , ja k ta k ie na po
zór d e s tru k c y jn e z ja w is k a , ja k trzę sie n ia ziem i, m ogą b y ć z pow odze niem w yzyska n e do sondow ania w n ę trz n a naszej k u li z ie m s k ie j. N ie przypuszczałem , że m ogą one stać się ta k n ie z ró w n a n y m śro d kie m badania w rę k a c h ge o fizyka .
G. T a k jest. F a la m i se js m ic z n y m i p o tr a fi
m y ja k g d y b y p rz e ś w ie tla ć ciało naszej p la n e ty, podob nie ja k le k a rz p rz e ś w ie tla u s tró j lu d z k i p ro m ie n ia m i R ontgena. W ka żd ym razie d z ię k i o bserw acjom trzę sie ń zie m i i in te r p r e ta c ji o trz y m a n y c h w y n ik ó w u z y s k u je m y p e w ie n obraz b u d o w y w n ę trz a Z ie m i, ja k ie g o b y ś m y n ie o trz y m a li ta k ła tw o na in n e j drodze.
A . Jaka może b y ć te m p e ra tu ra w e w n ę trz u
Z ie m i, a zwłaszcza w ją d rze , je ż e li je s t ono płynne?
G. W s k o ru p ie z ie m skie j te m p e ra tu ra w zrasta z głębokością o ja k ie ś 20°C na każdy k ilo m e tr, w s k u te k czego na d n ie s k o ru p y m a m y ju ż o ko ło 1200°. N a w ię k s z y c h g łę b o kościach w z ro s t te m p e ra tu ry je s t znacznie p o w o ln ie js z y . Co do ją d ra , to do n ie d a w n a p rz y jm o w a n o d la ń o k o ło 5 ty s ię c y sto p n i, t j.
m n ie j w ię c e j ty le ż co w z e w n ę trz n y c h w a r stw ach naszego Słońca. O sta tn ie je d n a k b a dania, dokonane ju ż w czasie w o jn y g łó w n ie w A n g lii i Stanach Z je dnoczon ych, w skazu-
itu la szklana ko n centru je prom ienie św ietlne na ek ra n ie w postaci jasnej plam y. otoczonej pierścieniow ym
cieniem ku li.
(Rys. inż. arch P Ż.estowskli
6
N i e s t e t y z a p a l i ł a s i ę ! T a k ie obawy n u rto w a ły osiem
nastowiecznego artystę, któ ry przed staw ił tu przebicie skorupy ziem skiej przez ogień w e w n ę trz - uy (w g m ie d z io r y tu P in tz a w ..P hysica sa c ra “ J. J. S cheuchze-
ra 7. 1735 r .l
ją na znacznie wyższe te m p e ra tu ry , bo oko ło 10 ty s ię c y s to p n i d la g ra n ic y ją d ra , a n ie co w ię c e j dla jego w n ę trz a . W ogóle muszę zaznaczyć, że o b licze n ie te m p e ra tu r w g łę b n ych może b y ć t y lk o p rz y b liż o n e . P o m ia r}
bezpośrednie w o tw o ra c h w ie rtn ic z y c h ogra nicza ją się z a le d w ie do g łęboko ści około 4 k m ; cóż to je s t w p o ró w n a n iu z p ro m ie niem k u li z ie m s k ie j, w yn o szą cym 6378 k m '
A. A dlaczego w n ę trz e p la n e ta rn e je st takgorące?
G. S k ła d a ją się na to d w ie różne przyczy ny. W ysoka te m p e ra tu ra w n ę trz a Z ie m i w ogóle, a ją d ra w szczególności, je s t pozo stałością po m ło d zie ń czym okresie Z ie m i, w k tó ry m b y ła ona rozżarzonym ciałem n ie bieskim ...
A. J a k daw no to było?
G. O, bardzo dawno, jakieś dwa m iliard}
lat lub coś koło tego, ale to jest już raczej kosmogonia niż geofizyka. W każdym razie wskutek nstygania pokryła się Ziemia den
/
7
ką sko ru p ą k ry s ta lic z n ą , w n ę trz e zaś pozo
stało sto p n io w o i w m ia rę gorące. D o p o d trz y m a n ia w y s o k ie j te m p e ra tu ry w n ę trz a p rz y c z y n ia ją się w znacznej m ie rze ciała p ro m ie n io tw ó rc z e , ja k ra d , to r i z w y k ły potas, zn a jd u ją ce się w sko ru p ie zie m s k ie j. C iepło, k tó re Z ie m ia obecnie tra c i przez ostyganie w p rz e s trz e n i m ię d z y p la n e ta rn e j, je s t w 80%
pochodzenia ra d io a k ty w n e g o , a zaledw ie w 20% pochodzi z p ie rw o tn e g o żaru.
A . Je że li zatem siedzim y, m ó w ią c obrazo
w o, na c ie n k ie j z a s ły g łe j sko ru p ie żużla, m a ją c pod sobą piec h u tn ic z y , w y p e łn io n y ro z to p io n y m żelazem o ta k W ysokiej te m p e ra tu rz e i pod ta k p o tw o rn y m ciśnieniem , to czy n ie g ro z i na m jakaś ogólnoziem ska k a ta s tro fa w postaci w y b u c h u , rozp a d u czy cze
goś podobnego?
G. Z w e w n ą trz n ie gro zi, chociaż n ie m o żna pow iedzie ć, aby pa d ó ł nasz b y ł s p o ko j
n y m ż y w io łe m . P rz e c iw n ie , glob nasz p o d le ga n ie u s ta n n y m w strząsom , p rz y czym śre d n io p rz y p a d a je d n o do dw óch trzę sie ń zie m i na godzinę, a p rz e c ię tn ie co 14 g odzin m a m y gdzieś na Z ie m i w ie lk ie trzęsienie. N a w ia sem zaznaczę, że je d n o z ognisk d ziałalno ści sejsm icznej je s t czynne w A fg a n is ta n ie w obrębie H in d u k u s z u . O sobliw ością jego jest, że z n a jd u je się ono głęboko pod skorupą ziem ską, bo 240 k m pod p o w ie rz c h n ią , i że p ro d u k u je siln e trzęsienia zie m i w stosunko
w o k r ó tk ic h odstępach czasu jed n o po d r u gim . Jeszcze osobliwsze są ogniska trzęsień, z n a jd u ją ce się w A m e ry c e P o łu d n io w e j oraz na Oceanie S p o k o jn y m na głębokości około 700 k m , a w ię c gdzieś na p o ło w ie głębokości płaszcza ziem skiego. M a te ria ł s k a ln y, w k tó r y m m a ją sie d lisko g łę b o kie ogniska trzęsień zie m i, je s t (w s k u te k d zia ła n ia w y s o k ie j te m p e ra tu ry ) sto p io n y, choć jeszcze w stanie sta łym .
A. N ie ro zu m ie m , ja k może być m a te ria ł
s to p io n y w stanie stałym ?
G. Otóż w ła śn ie . W rozw ażaniach n a d sta
nem w n ę trz a Z ie m i m u s im y pam iętać, że
„s to p io n y “ n ie ko n ie czn ie znaczy „ p ły n n y “ . T o p n ie n ie je s t p rze jście m ze stanu stałego k ry s ta lic z n e g o w stan s ta ły bezpostaciow y, tym czasem p rze jście ciała ze stanu stałego w stan c ie k ły polega w ła ś c iw ie na zm ia n ie sprężystości danego m a te ria łu . W naszych w a ru n k a c h na p o w ie rz c h n i Z ie m i obie z m ia n y zazw yczaj id ą ze sobą w parze. Inaczej spraw a się p rze d sta w ia w e w n ę trz u Z ie m i, gdzie w g rę w ch o d zi w y s o k ie ciśnienie. A le w ró ć m y do trzę sie ń ziem i. W łaśnie n ie d a w n o geolog ra d z ie c k i S zatski z w ró c ił uw agę, że trzę sie n ia zie m i o g łę b o k ic h ogniskach za
sadniczo z m ie n ia ją nasze p o g lą d y na spraw ę rzekom ej w ę d ró w k i lądów . Z rozm ieszczenia geograficznego g łę b o k ic h ognisk, zwłaszcza p o łu d n io w o - a m e ry k a ń s k ic h , w y n ik a , że od-
w ja k i sposób ciepło Z ie m i do
biega do pow ierzchni? D r F.
Birch biedzi się nad ro z w ik ła niem szczegółów tego zagad
nienia p rzy pomocy specjalne
go p rzyrząd u określającego przew odnictw o różnych skał.
Tu m am y p ró b k i skał z ró ż
nych części Z ie m i w fo rm ie, odpow iadającej kom orze eks- perym entacyjn ej przyrząd u dra B ircha, w k tó re j podda
wane są w ie lk im ciśnieniom i tem peraturom .
p o w ia d a ją one d o kła d n ie p e w n y m cechom s tru k tu r a ln y m s k o ru p y zie m s k ie j; stąd w n io sek, że k o n ty n e n ty nie m ogą sw obodnie
„ p ły w a ć “ po n ie ru c h o m y m płaszczu ziem skim , ja k b y to w y n ik a ło ze znanej te o r ii A . W egenera, lecz że m uszą b yć z n im ściśle związane.
A . Z tego, cośmy m ó w ili, odnoszę w ra ż e
nie, że o g ó ln y k ry z y s b u d o w y Z ie m i i je j w ła ś c iw o ś c i fizyczn e zostały w zasadzie zba
dane i w y ja ś n io n e , i je ż e li je s t coś nieznanego w geofizyce, to chyba ty lk o szczegóły.
G. B y n a jm n ie j. W ła śn ie w n a is to tn ie j- szych zagadnieniach f iz y k i Z ie m i m a m y n a j
w iększe tru d n o ś c i i w ie le z n ic h n ie m o g liś m y jeszcze rozw iązać w obecnym stanie n a u k i.
T a k ie np. pole m agnetyczne ziem skie bada się od przeszło trz y s tu la t i na ogół poznało się jego rozm ieszczenie geograficzne i w a h a n ia dobowe, roczne i w ie k o w e , m im o to do
tychczas nie p o tr a fim y w y ja ś n ić , ja k ie je s t pochodzenie p o la m agnetycznego ziem skiego
i jego zm ian w ie k o w y c h .
A . Czyż źró d łe m pola m agnetycznego nie
je s t żelazo, zn a jd u ją ce się w e w n ę trz u Z ie m i?
G. Żelazo, z a w a rte w g ó rn y c h 30 k m sko
ru p y , w y ja ś n ia za le d w ie dziesiątą część pola m agnetycznego ziem skiego, a i to n ie w ie m y , w ja k i sposób te m asy żelaza zostały n a m a gnesowane. Co do głębszych w a rs tw , w k tó ry c h p a n u je w yso ka te m p e ra tu ra , n ie m oże
m y pow iedzie ć n ic pewnego, gdyż w n o rm a l
n y c h w a ru n k a c h żelazo n ie posiada w ła s n o ści m a g n e tyczn ych p o w yże j 785°C. P odobnie n ie ro z w ią z a n y m p ro b le m e m je s t źró d ło ła-
N IE K T O R E c y f r y P o w ie rz c h n ia : 510.101.000 k m k w .
P o w ie rz c h n ia lą d ó w : o k. 149.000.000 k m k w . P o w ie rz c h n ia oce an ów : ok . 361.000.000 k m k w . N a jw y ż s z y szczyt (M o u n t E v e re s t): 8.880 m.
N a jw ię k s z a g łę b ia (na O ceanie S p o k o jn y m ):
10.800 m.
O b ję to ść Z ie m i: 1.083
X
1 0 i2 k m 3.M asa Z ie m i: 5.988
X
1021' ton . P ro m ie ń Z ie m i n a r ó w n ik u 6.378 k m . P ro m ie ń Z ie m i na b ie g u n ie : 8.356 k m . O b w ó d Z ie m i: 40.077 k m .d u n k u e le ktryczn e g o k u li zie m skie j. N ie ro z u m ie m y d o k ła d n ie m ech a n izm u z ja w is k w u lk a n ic z n y c h , ta k p o n ie ką d p o s p o lity c h na Z ie m i. N ie znam y ró w n ie ż p rz y c z y n głę b o k ic h trzę sie ń z ie m i, choć b adan ia g e o fizyka a m e rykańskieg o B. G ute n b e rg a r z u c iły o sta t
n io sporo ś w ia tła na te zja w is k a . G e o fizyka je s t n a u k ą m ło d ą i n ie może się poszczycić ta k im y osiągnię ciam i, ja k astronom ia, k tó rą uczeni u p ra w ia ją od ty s ią c le c i. W ka żd ym ra zie je d n o nie ulega w ą tp liw o ś c i, że przed fiz y k ą Z ie m i sto i bardzo szerokie i w dzięczne pole do ro z le g ły c h badań nad w łasnościam i fiz y c z n y m i naszej p la n e ty .
A. O statnie p y ta n ie : czy ge o fizyka , o p e ru
ją c w czeluściach k u li z ie m s k ie j, n ie je st dziedziną z b y t oderw aną od życia?
G. W ręcz p rz e c iw n ie . G e o fizyka oddała i w cią ż oddaje znaczne u s łu g i g ó rn ic tw u w p o s z u k iw a n iu i lo k a liz o w a n iu n o w y c h złóż m in e ra ln y c h , oczyw iście ty lk o w n a jb a rd z ie j w ie rz c h n ic h w a rs tw a c h sko ru p y , dostępnych dla e ksp lo a ta cji. D ow odem w a rto ś c i p ra k ty czn e j m e to d g e o fizyczn ych w pracach po- szu kiw a czych je s t b a rd zo s z y b k i ro z w ó j geo
f iz y k i stosowanej w S tanach Z jednoczon ych i w Z w ią z k u R a d zie ckim , a w ię c w k ra ja c h o re a lis ty c z n y m u s to s u n k o w a n iu się do na
u k i. U nas, w Polsce, zakres badań g e o fiz y cznych b y ł raczej s k ro m n y . M a m y je d n a k nadzieję, że obecnie będ zie m y m o g li p ro w a dzić p o sz u k iw a n ia geofizyczne na dużo w ię kszą skalę n iż to c z y n iliś m y przed ostatnią w o jn ą .
T Y C Z Ą C E Z IE M I
O dległość Z ie m i od S ło ńca : 149.450.000 k m . O dle głość Z ie m i od K s ię ż y c a : 384.400 k m . S zybkość o b ie g u Z ie m i w o k ó ł S łońca: 29,77 k m
na sek.
Z ie m ia o tr z y m u je od S ło ńca ś w ia tła i c ie p ła : 1.71 X 1014 k ilo w a tó w lu b : 4.1 X 1013 k g k a l./s e k .
M asa Z ie m i z w ię k s z a się na s k u te k spa da nia m e te o ró w o 20.000 to n rocznie.
C iś n ie n ie w ś ro d k u Z ie m i: ok. 3.3X 10° a.tin.
F a n ta s ty c z n e p a ń s tw a „p la s z c z a k ó w “ i ic h w o jn y . N ie s p o d z ia n k i d w u w y m ia ro w e g o ś w ia ta . Z a m k i „ R e x “ i „ A n t ir e x “ . T e o rie u c z o n y c h „ p la s z c z a k ó w “ . Sen n u m e r dw a. W s z e c h ś w ia to w a w o jn a „s te re o tó w “ . N ie s p o d z ia n k i tró jw y m ia ro w e g o ś w ia ta : d w a ś ro d k i w sze ch św ia ta . Co to z n a c z y , t e kosm os je s t o g ra n ic z o n y a le n ie s k o ń c z o n y , i że t r ó j
w y m ia ro w y w s z e c h ś w ia t z a n u rz o n y je s t w c z w ó rw y m ia ro w e j p rz e s trz e n i
E U G E N I U S Z N 1 C Z Y P O R O W I C Z
C p ró b u je m y opow iedzieć pe w n ą bajką, m ało pow ażną, w rę c z n a w e t n a iw n ą , je ś li chodzi o je j treść, n atom iast c a łkie m n ie b a n a ln ą , je ś li chodzi o za w a rte w n ie j m y ś li. W n io s k i, ja k ie c z y te ln ik o w i
„P ro b le m ó w “ p rz y jd ą na m y ś l, m ogą dać odpow ie dź na n ie je d n o z zagadnień, k tó re może p rzestaną w y d a w a ć się m u ta k „n ie d o stępne“ , za ja k ie się je często uważa
A u to re m tej p o m y s ło w e j b a jk i Jest Km- stein, je d e n ze z n a k o m ity c h fiz y k ó w , któr>
ty m p ro s ty m sposobem p ró b o w a ł przekonać, że is tn ie ją pe w n e m o ż liw o ś c i „u z m y s ło w ie n ia “ czw artego w y m ia ru . N ie c h c z y te ln ik św iadom ie i celow o w p ro w a d z i siebie w opisany t u p e w ie n fa n ta s ty c z n y u k ła d sto
su n k ó w w w y im a g in o w a n y m św iecie, niech w yobrazi siebie żyjącego razem z miiesz-
I O
Isańcami tegu Świata i m yślącego ic h k a te g o ria m i m y ś le n ia — n ie u c ie k a ją c się do
„ lu d z k ie j“ , tr ó jw y m ia ro w e j in t u ic ji geo
m e tryczn e j
*
*Z a p a d liś m y w sen. Ś n im y , że zn a le źliśm y się ...na Z ie m i, lecz ...zam ieszkałej przez d ziw n e is to ty — żyw e , ale p ła skie . O rga
n iz m y nas otaczające n ie są b ry ła m i, nie posiadają „w y s o k o ś c i“ , lecz t y lk o „ d łu gość“ i „szerokość“ . Te is to ty p rz y p o m in a ją nam cienie, ja k ie rz u c a ją n p . lu dzie na z ie m ię w słoneczny dzień. Te
„c ie n ie “ — „p ła s z c z a k i“ , ja k je b ędziem y nazyw ać — są is to ta m i m y ś lą c y m i, podobnie ja k m y lu d z ie , ty lk o , w o d ró ż n ie n iu od nas, m yślą k a te g o ria m i „ d w u w y m ia r o w y m i“ . N ie ma w ty m n ic dziw nego, g d y ż w szystko , co ich otacza, je s t p ła s k ie : z w ie rzę ta , ro ś lin y , p rz e d m io ty . N a w e t ic h „d o m y “ i „ m u r y “ , ota
czające te d ziw n e „posesje“ , n ie posiadają g ru b o ści — są w y k o n y w a n e z m a te ria łu , k tó r y p rz y p o m in a b ło n k ę m y d la n ą . D z iw n y ten ś w ia t „p ła szcza kó w “ m a je d n a k pe w n e po
d obień stw a ze ś w ia te m lu d z k im . D z ie lą się je go m ieszkańcy, ja k m y , na różne n a ro d y , rz ą dzą się system am i p o d o b n y m i do naszych — siła i przem oc d e cyd u je o b y c ie je d n y c h i n ie b y c ie in n y c h .
Jeden z n a ro d ó w , u w a ż a ją c y siebie za n a ró d s tw o rz o n y do rządzenia in n y m i, za... „nad- płaszczaków “ , posia d a ją cy na s w y m czele energicznego k ró la , zaczyna zagrażać w o ln o ści in n y c h n a ro d ó w . D u m n y k r ó l m a rz y o pod
W ojska „nadplaszczaków “ u d e rzają jednocześnie we w szystkich kie ru n k ach z granic swego państwa.
b o ju p łaskiego św ia ta . W ś ro d ku swego pa ń stw a każe zbudow ać zam ek (n a tu ra ln ie p ła ski) i n a zyw a go „R e x “ . Z a m e k staje d o kła d nie w ty m m ie js c u Z ie m i, gdzie z n a jd u je się je j b ie g u n p ó łn o cn y. P a ń stw o swe każe oto
czyć m u re m k o ło w y m (także w y k o n a n y m z b ło n k i — „c ie n ia “ ). Z a m e k „R e x “ z n a jd u je się w ś ro d k u g e o m e try c z n y m tego „k o ło w e go“ państw a. Po p rz e p ro w a d z e n iu p rz y g o to w ań m ilita r n y c h , k r ó l w y p o w ia d a w o jn ę in n y m n a ro d o m „p ła szcza kó w “ i rozpoczyna podbój obcych ziem . W o js k a je g o u d e rza ją jednocześnie w e w s z y s tk ic h k ie ru n k a c h . Po każdej z w y c ię s k ie j b itw ie k r ó l każe budow ać now e m u r y (oczyw iście p ła skie ) k o ło w e , ota
czające m u r y poprzedn ie. W te n sposób p o w staje c a ły system m u ró w , z k tó ry c h każdy n o w y o b e jm u je k o n c e n try c z n ie m u r y stare.
Jasne je s t, że po k a ż d y m p o d b o ju p ro m ie ń o krę g u , będącego n o w ą g ra n icą państw a, staje się coraz w ię k s z y i na zb u d o w a n ie no
w y c h m u ró w zu żyw a się w ię c e j m a te ria łu —
„ b ło n k i“ — n iż na m u r y wcześniejsze, o p ro m ie n ia ch m n ie js z y c h . Z ja w is k o to n iko g o oczyw iście n ie d z iw i. Is to ty p ła s k ie m ogą stw o rzyć w sw ej u m y s ło w o ś c i p o ję cie ty lk o d w u w y m ia ro w o ś c i. W ic h w ię c w y o b ra ż e n iu i Z ie m ia je s t płaska. N ie w ie d zą oni, czy po
siada gdzieś „g ra n ic ę “ , czy n ie . W ła śn ie zba
danie tego p ro b le m u je s t u b o czn ym celem w ie lk ie j w o jn y , zm ie rza ją ce j do p o b icia w s z y s tk ic h „p o d p ła szcza kó w “ . P aństw o „n a d p ła - szczaków“ rozszerza się coraz b a rd z ie j, g ra nice jego sta ją się k o ła m i o coraz w ię kszych
Nowe grantee o b ejm u ją koncentrycznie stare.
I i
p ro m ie n ia c h , b u d o w n ic z o w ie z u ż y w a ją co
raz w ię c e j m a te ria łu na m u r za m y k a ją c y państw o.
W pod o b n y sposób, pa n -te j p o w ie d z m y z k o le i w ie lk ie j z w y c ię s k ie j b itw ie , b u d u ją n o w y m u r k o ło w y . A le zachodzi tu coś d z iw nego, nieoczekiw anego. Choć p ro m ie ń n o w e go ko ło w e g o m u ru je s t w ię k s z y od p ro m ie n ia m u ru poprzedniego, b u d o w n ic z o w ie zu żyw a ją na jego p o sta w ie n ie m n ie j m a te ria łu niż na m u r s ta ry . M u r n o w y , choć o b e jm u je sta
ry , je s t „m n ie js z y “ , w ym a g a m n ie jsze j ilo ści
„ b ło n k i“ . Z ja w is k a tego n ie u m ie ją w żaden sposób w y tłu m a c z y ć . Jest ono dla n ic h zaga
dką.
Z ie m ia w w yo braźn i ludzi i...
J e że li na c h w ilę p o rz u c im y ś w ia t „p ła s z - czaków “ i s p o jrz y m y na ic h państw o z nasze
go „lu d z k ie g o “ p u n k tu w id z e n ia , zagadnienie to w y d a się nam zro zu m ia łe . Rozszerzając swe państw o i b u d u ją c coraz now e m u r y w z d łu ż ró w n o le ż n ik ó w , d oszli w reszcie „płaszczako- w ie “ do ró w n ik a — najdłuższego spośród ró w n o le ż n ik ó w i w reszcie go p rz e k ro c z y li. P ro m ie n ie ty c h o krę g ó w w c ią ż w z ra s ta ły , b o w ie m b y ły m ierzone od b iegun a po p o w ie rz c h n i Z ie m i. W ie m y , że p ie rw s z y ró w n o le ż n ik na p ó łk u li p o łu d n io w e j je s t b a rd z ie j oddalo ny od bie g u n a północnego n iż r ó w n ik , posiada w ię kszy p ro m ie ń , m ie rz o n y po p o w ie rz c h n i Z ie m i, choć jego obw ód je s t m n ie js z y n iż ró w n ik a . N a m w y d a je się to z ro zu m ia łe , bo m y w ie m y , ze Z ie m ia je s t k u lą , ale „płaszczako- w ie “ o ty m n ie w iedzą, a n a w e t i g d y b y m o g li
w iedzieć, n ie b y lib y w stanie tego sobie w y o brazić. W ic h w ię c p o ję c iu zagadnienie całe m ożna streścić w n a stę p u ją cych słow ach:
N a w y b u d o w a n ie m u ru kołow ego o p e w n y m , dostatecznie d u ż y m p ro m ie n iu , należy zużyć m n ie j m a te ria łu , n iż na w y b u d o w a n ie m u ru kołow ego o p ro m ie n iu m n ie js z y m , p rz y
„d w u w y m ia ro w o ś c i“ Z ie m i.
R ozstrzygnięcie tego zja w is k a , zaprzeczają
cego ic h „z d ro w e m u ro z s ą d k o w i“ i zna n ym dotąd p o ję cio m m a te m a ty c z n y m i lo g iczn ym , o d k ła d a ją „p ła s z c z a k o w ie “ do n a jb liż s z e j przyszłości, p row adząc d alej k u chw ale swo
je j o jc z y z n y zw ycię skie podboje.
Nasz sen trw a . N a ró d „n a p ła szcza kó w “ p ro w a d z i w o jn ę , a rm ie p o su w a ją się d a le j, z a jm u ją c now e ziem ie. B u d o w n ic z o w ie ciągle o b se rw u ją , że na ka żd y n a stę p n y m u r zu ży
w a się m n ie j m a te ria łu n iż na p o p rze d n i. I n try g u je ic h p y ta n ie — czym się to skończy?
P ro m ie n ie k ó ł w c ią ż rosną — długości ic h obw odó w w c ią ż m a le ją . W reszcie któregoś
dnia, k u z d u m ie n iu w s z y s tk ic h , arm ie , k tó re ko n c e try c z n ie o p u ś c iły p ie rw o tn e g ra n i
ce pa ń stw a s p o ty k a ją się — a rm ie w ro g ie p rze sta ją istnieć, dostają się do n ie w o li.
Na Z ie m i p o w sta je je d n o p a ń stw o „n a p ła sz
czaków “ , państw o n ie posiadające g ra n ic y — ta b o w ie m „z m n ie js z a ją c się“ do pew nego m o m e n tu s k u rc z y ła się do p u n k tu (bieguna p o łu d n io w e g o ). K r ó l każe tu w y b u d o w a ć d ru g i zam ek (p ła s k i — ja k p ie rw s z y ) i nazyw a go „ A n t ir e x “ .
J a k to się stało, że w ychodząc z jednego p u n k tu na Z ie m i i rozszerzając się w e w s z y s tk ic h k ie ru n k a c h a rm ie s p o tk a ły się znow u w je d n y m punkcie?
U czeni „p ła szcza ko w ie “ dochodzą do ta k ie go w n io s k u : „Je ste śm y w id o c z n ie w błędzie, przypuszczając, iż Z ie m ia je s t płaska. D o ty c h czasowe nasze w y o b ra że n ie w y d a je się nie do zastąpienia in n y m koncepte m , je d n a k do
św iadczenie zmusza nas do porzucenia obec
nego poglądu. Lecz ja k im w y o b ra ż e n ie m go zastąpić? W p ra w d z ie fa k ty zm uszają nas p rz y ją ć , że Z ie m ia n ie je s t d w u w y m ia ro w a , lecz ja k to u z m y s ło w ić “ ?
N ie m o żliw o ść zastosowania in t u ic ji geome
try c z n e j zmusza „p ła s z c z a k ó w “ do czysto f o r m alnego p rz y ję c ia , iż dotychczasow e w y o b ra żenie „p ła s k o ś c i“ Z ie m i n ie odpow iada rzeczy
w istości, że je d y n y m m o ż liw y m do p rz y ję c ia tw ie rd z e n ie m je s t tró jw y m ia ro w o ś ć Z ie m i.
Z ie m ia n ie je s t płaszczyzną, Z ie m ia posiada pew ne „z a k rz y w ie n ie “ — a c z k o lw ie k n ie m o ż liw e do w yo b ra że n ia .
Z b u d z iliś m y się ze snu. P ie rw sze m y ś li są, ja k z w y k le , zw iązane z „ w id z ia d ła m i“ . Od-
12
rzu ca ją c n a iw n ą treść snu o trz y m u je m y rz u t ś w ia tła na ciekaw e zagadnienie. D o ch o d zim y do w n io s k u , że m o ż liw e je st, aby is to ty ż y ją ce w św iecie d w u w y m ia ro w y m , p rz y u m ie ję tności w y o b ra ż a n ia sobie ty lk o dw óch w y m ia ró w , m o g ły dojść drogą obserw acji! i lo g ic z n y c h w n io s k ó w do p o ję cia trzeciego w y m ia ru . N ie w ie lu z nas zapewne m o g ło b y m ieć w ą tp liw o ś c i co do tró jw y m ia ro w o ś c i Z ie m i.
A le n ie c h nas n ie d z iw i p o g lą d „płaszcza- k ó w “ . L u d z ie p ie rw o tn ie też w y o b ra ż a li sobie Z ie m ię , ja k o p ła s k i w y c in e k lą d u , p ły w a ją c y po n ie zm ie rzo n e j t a f li oceanu. W yob ra że n ie k u lis to ś c i k s z ta łto w a ło się w o ln o . Ludzkość doszła do niego przez obserw ację i logiczne rozum ow anie . To now e p ojęcie b y ło p rz y jm o wane n ie ty lk o ostrożnie, ale n a w e t z obawą.
P sych ika lu d z k a b y ła w ty m w zglę d zie za w sze bardzo k o n s e rw a ty w n a . S tare p o g lą d y m o g ły u le c z a m ia n ie na now e w sposób re w o lu c y jn y chyba ty lk o u le g e n d a rn y c h „p ła s z - czaków “ . N a w e t p rz y obecnym postępie w ie dzy n o w y pogląd, n o w ą m y ś l, je s t bardzo t r u dno rozpow szechnić w y ją w s z y lu d z i z a jm u ją cych się n a u k ą z czystego zainteresow a nia.
W ą tp liw e je s t na p rz y k ła d , czy w śró d c z y te l
n ik ó w „P ro b le m ó w “ znajdzie się w ie lu chę
tn y c h do m y ś le n ia na te m a t ilo ś c i „ w y m ia r ó w “ , g d y p rz y jm ie m y za podstaw ę ro zu m o w a n ia w y im a g in o w a n y ś w ia t „p ła szcza kó w “ .
* * *
W y o b ra ź m y sobie teraz, że zapadam y zno
w u w sen, ty m razem może jeszcze b a rd z ie j fa n ta s ty c z n y . Z ja w ia m y się w św iecie, w k tó r y m is to ty żyw e za m ie szku ją n ie p o w ie rz c h nię Z ie m i, lecz p rze strze ń w szechśw iata — tę dostępną naszej w y o b ra ź n i p rze strze ń t r ó j
w y m ia ro w ą . Z a m ie s z k u ją ją is to ty t r ó jw y m ia ro w e , posiadające zdolność ro zp rze strze n ia n ia się w e w s z y s tk ic h m o ż liw y c h k ie ru n kach, a w ię c i do „ g ó r y “ . N ie ch w ty m św ie
cie n ie is tn ie je g ra w ita c ja — p rzycią g a n ie . Z am ieszkujące go is to ty , n a z w ijm y je „s te - re o ta m i“ , m a ją podobno dążność do rozprze
s trze n ia n ia się w e w szechśw iat i otaczania swego „k u lis te g o “ p a ń stw a g ra n ic a m i ja k
„p ła szcza ko w ie “ . P r z y jm u ją onii za środek swego „p rze strze n n e g o “ pa ń stw a Z ie m ię (ja ko p u n k t), p odob nie ja k „p ła s z c z a k o w ie “ p r z y ję li zam ek „R e x “ (p u n k t) za środek w y - obrażalnego przez siebie św iata. Opuszczając Z ie m ię w e w s z y s tk ic h k ie ru n k a c h b u d u ją
„s te re o c i“ dokoła tego środow iska wszech
św ia ta k u le k o n c e n try c z n e z jakiegoś p ła s k ie go m a te ria łu , np. b la c h y . W m ia rę oddalania się od środka Z ie m i p ro m ie n ie k u l s ta ją się coraz w iększe i za ka ż d y m razem na w y b u d o w a n ie n o w e j k u lis te j p o w ło k i b u d o w n ic z o w ie z u ż y w a ją coraz w ię c e j m a te ria łu . Je że li teraz będziem y się znajdow a ć w ś ró d „s te re o tó w “ i razem z n im i odbyw ać „k a m p a n ię rozprze
strz e n ia n ia się“ , to z ja w is k o to w n ic z y m nie w y d a się nam dziw ne. „P ła szcza ko m “ także n ie w y d a w a ło się dziw n e , że z u ż y w a li coraz w ięcej „ b ło n k i“ w m ia rę pow ię ksza n ia p ro m ie n i k o ło w y c h g ra n ic swego państw a. S n u j
m y d alej analogię m ię d z y w z ra s ta n ie m p ro m ie n i k u l w św iecie „s te re o tó w “ i w z ra s ta n ie m p ro m ie n i k ó ł w św iecie „p ła szcza kó w “ , nie p ró b u ją c w yo b ra ża ć sobie niczego geo
m e try c z n ie , ja k n ie p ró b o w a li tego u czyn ić
„p ła szcza ko w ie “ . N ic nie stoi na przeszkodzie (oprócz geom etryczne j in tu ic ji) , b y uważać, że w m ia rę pow iększan ia p ro m ie n i k u l, p o w ie rz ch n ie ic h będą w zrastać, ilość m a te ria łu na ich w y b u d o w a n ie będzie pow iększać się, ale ty lk o do pew nego m om e n tu . P odobnie ja k
„p ła szcza ko w ie “ , d o jd z ie m y do p e w n e j k u li, o o d p o w ie d n io w ie lk im p ro m ie n iu , k tó ra bę
dzie m ia ła p o w ie rz c h n ię n a jw ię kszą . Po p rze k ro c z e n iu tego p ro m ie n ia granicznego, c z y li b u d u ją c k u lę o p ro m ie n iu tro c h ę w ię k s z y m , z u ż y je m y m a te ria łu , k u naszemu z d u m ie n iu , m n ie j n iż na zbudow a nie k u li o p ro m ie n iu bezpośrednio m n ie js z y m . „P ła szcza ko w ie “ ta kże doszli do granicznego ko ła , k tó re m ia ło obw ód w ię k s z y a n iż e li k o ło o „w ię k s z y m “ p ro m ie n iu . N ie w ą tp liw ie m o m e n t te n w y d a się nam po p ro s tu n ie m o ż liw y do p rz y ję c ia . A le ciągle p a m ię ta jm y , że podobnie n ie z ro z u m ia łe dla „p ła szcza kó w “ b y ło analogiczne zja w is k o w ic h św iecie. N ie m ogąc tego „z ro z u m ie ć “ , z a n ie ch a li zro zu m ie n ia . Je że li i m y nie m ożem y „z ro z u m ie ć “ , dlaczego k u la o p ro m ie n iu w ię k s z y m (od pew nego p u n k tu g ra n icz
nego) m a być „m n ie js z a “ (od k u li g ra n iczn e j), a „ r ó w n a “ k u li o p e w n y m p ro m ie n iu m n ie j
szym od p ro m ie n ia granicznego, n ie stosuje
m y w y o b ra że n ia geom etrycznego, lecz p r z y j-
...ziem ia w w yo b raźn i „płaszczaków“ .
Pasek papieru sklejony norm alnie
Wstęga' (Ilsei M óbiusa: pasek pap ierń sklejony p
«kręceniu jego końców o ką t 180.
tn ijm y ten fa k t czysto fo rm a ln ie i o d b y w a j
m y naszą podróż d a le j. „S te re o c i“ nile zraża
ją się,, d z iw a m i“ swego ś w ia ta , ciągle p o w ię kszają g ra n ice swego państw a. B u d u ją k u le o coraz „w ię k s z y c h “ p ro m ie n ia c h i z u żyw a ją coraz m n ie j b la c h y . D z iw i ic h to, ale na to z d z iw ie n ie “ n ie m a ją żadnego le k a rs tw a . Cze
kają, czy n a stą p i k o n ie c „n a u k o w e j ekspedy
c ji“ . K u le sta ją się coraz „m n ie js z e “ , p ro m ie nie ic h coraz w iększe i ta k dochodzą ci m ie szkańcy fantastyczne go ś w ia ta do pew nego m aksym alnego p ro m ie n ia k u li, k tó ra n ie po
siada p o w ie rz c h n i, je s t p u n k te m , na je j po
k ry c ie n ie potrzeba w ca le b la c h y . Po p ro stu , podobnie ja k „p ła szcza ko w ie “ , w ychodząc z jednego środka swego św ia ta , doszli do d ru giego środka, ta k i „s te re o c i“ w ychodząc z pew nego p u n k tu (Z ie m i ja k o jednego środ
ka swego w szechśw iata) osiągają d ru g i p u n k t, ja k b y ś m y p o w ie d z ie li— d ru g i środek w szech
św iata. Je że li b ę d zie m y ro zu m o w a ć pod w zględem fo rm a ln y m ściśle analogicznie, ja k
„p ła szcza ko w ie “ , to d o jd z ie m y w ra z ze „s te - re o ta m i“ do podo b n ych w n io s k ó w . B ędziem y zm uszeni p rz y ją ć , że w sze ch św ia t n ie jest tw o re m tró jw y m ia ro w y m , ja k p o w ie rzch n ia Z ie m i n ie je s t tw o re m d w u w y m ia ro w y m . W y chodząc z jednego środka w szechśw iata, nie ro zp rze strze n ia m y się do „n ie sko ń czo n o ści“ , lecz d o chod zim y do drug ie g o środka wszech
św iata. W szechśw iat je s t zatem tw o re m czte- ro w y m ia ro w y m , choć w y o b ra z ić to sobie je st ta k im n ie p o d o b ie ń stw e m , ja k dla „płaszcza- k ó w “ n ie p o d o b ie ń stw e m je s t w y o b ra z ić t r ó j
w y m ia ro w o ś ć Z ie m i. G d y b y is tn ia ły ja kie ś is to ty żyw e, posiadające zdolność in tu ic y jn e go — w sensie g e o m e tryczn ym — w y o b ra ż a nia czterech w y m ia ró w , stosunek ic h u rn y- słow ości do u m y s ło w o ś c i lu d z k ie j („stereo- tó w “ ) b y łb y ta k i, ja k im je s t stosunek u m y słow ości lu d z k ie j („s te re o tó w “ ) do um ysłow n- ści „p ła szcza kó w “ .
T a k ja k ci o s ta tn i zo sta li zm uszeni do w p ro w adzenia now ego dla n ic h p o ję cia „z a k rz y w ie n ia “ płaszczyzny Z ie m i, ta k m y , ludzie („s te re o c i“ ), jesteśm y zm uszeni w p ro w a d z ić nowe — podobnie n ie z ro z u m ia łe p o ję cie „z a k rz y w ie n ia “ p rz e s trz e n i w szechśw iata. Podo
bnie ja k ta m ci, w ę d ru ją c po p o w ie rz c h n i Z ie m i w d o w o ln y c h k ie ru n k a c h i d o w o ln ie d łu go, n ie m ogą z n ie j „ w y jś ć “ , ta k i „s te re o c i“ , w ę d ru ją c w p rz e s trz e n i w d o w o ln y m k ie r u n k u i d o w o ln ie długo, n ie m ogą „w y d o s ta ć się“
poza je j g ra n ice , m ogą co n a jw y ż e j w ró c ić do p u n k tu , z k tó re g o w y s z li. M ożem y zatem po
w iedzieć, że za rów no p o w ie rz c h n ia Z ie m i ja k przestrzeń w szechśw iata są tw o ra m i n ie sko ń czonym i, ale o g ra n ic z o n y m i. C hoćby w ę d ro wać nieskończe nie d łu g o n ie w y jd z ie się n i
g d y poza ic h „g ra n ic e “ . O „g ra n ic a c h “ tych można b y pow iedzieć, że ..są“ i że ich „n ie
’ 4
m a“ . P o w ie rzch n ia Z ie m i je s t sama dla sie
bie g ra n icą , ale g ra n ic y n ie posiada. P rze
strzeń w szechśw iata je s t sama dla siebie ta k że granicą, ale g ra n ic y n ie posiada. Na p y ta nie, co je s t poza g ra n ic ą p rze strze n i, m ożna b y odpow iedzieć, że „coś podobnego“ do te go, co je s t poza g ra n ic ą p o w ie rz c h n i Z ie m i.
O obu o m a w ia n y c h tw o ra c h m ożna p o w ie dzieć, że choć pozostają nieskończone, są je d n a k ograniczone i ka ż d y z n ic h stanow i ś w ia t „z a m y k a ją c y się sam w sobie“ . Po
w ie rz c h n ia Z ie m i i p rze strze ń w szechśw ia
ta „z a m y k a ją się same w sobie“ .
* * *
M ożna sztucznie s tw o rz y ć p e w ie n m odel, dający w y o b ra że n ie „ś w ia ta zam ykającego się w sobie“ . P rz y k ła d e m ta k im n ie c h bę- Izie p o w ie rz c h n ia , k tó r a n o si nazw ę „ liś c ia “ albo „w s tę g i“ M óbiusa. B a rd zo p ro s ty je j m odel m ożna o trzym a ć, w y c in a ją c pasek p a p ie ru i s k le ja ją c jego końce, po u p rz e d n im
chodząc z jakiegoś p u n k tu , rysow ać ułów fciem lin ię , k tó ra po obejściu całej p o w ie rz c h n i za m kn ie się w p u n k c ie w y jś c ia . W p r z y p a d ku p ie rście n ia , sklejonego „n o rm a ln ie “ , lin ia „m a rs z u “ też w p ra w d z ie za m kn ie się, ale będzie o bejm ow ać ty lk o je d n ą s tro n ę p o w ie rz c h n i, c z y li ja k b y ś m y p o w ie d z ie li, nie o b e jm ie „ca łe g o “ św iata.
P o w ie rz c h n ia Z ie m i daje się c a łko w icie zam knąć w sześcianie, kostce tr ó jw y m ia r o w e j, o o d p o w ie d n io w ie lk ie j k ra w ę d z i. Podob
nie w sze ch św ia t d a łb y się zam knąć w „n a d - sześcianie“ — kostce c z te ro w y m ia ro w e j, ta k że o o d p o w ie d n io dużej „ k ra w ę d z i“ . O p o w ie rz c h n i Z ie m i m ożna b y pow iedzie ć, że je s t tw o re m d w u w y m ia ro w y m , „z a n u rz o n y m “ w p rz e s trz e n i tró jw y m ia r o w e j, n a to m ia st o p rz e s trz e n i w szechśw iata m ożna p o w ie dzieć, że je s t tw o re m tró jw y m ia ro w y m ,
„z a n u rz o n y m “ w p rz e s trz e n i c z te ro w y m ia ro w e j
Wszechświat „zam kn ięty“ » skórce od pomarańczy
skręceniu ic h o 180°. D la in tu ic y jn e g o w y obrażenia n a jle p ie j je s t n ie za d o w a la ją c się ry s u n k ie m , o b e jrze ć g o to w y m odel, k tó ry można sporządzić „n a p oczekan iu“ .
O trz y m a n a p o w ie rz c h n ia je s t ty m ciekaw a i różniąca się od in n y c h , że posiada ty lk o je d ną stronę. J e że li w y jś ć z ja kie g o ś je j p u n k tu i w ę d ro w a ć, n ie p rze kra cza ją c brzegu, to po obejściu całej p o w ie rz c h n i, w ra c a aię do p u n k tu w y jś c ia — p rz y ty m n ie is tn ie je strona k tó re j b v się n ie obeszło N a jle p ie j jest.,
w yPewne „sztuczne“ próby geometrycznych wyobrażeń omawianych tu zjawisk można by stworzyć. Najpierw spróbujmy wyobra
zić sobie jakby to zrobili „płaszczakowie“ . Dla wszystkich kół, nie przekraczających ko
ła granicznego (równika), m ierzyli oni pro
mienie kół po powierzchni Ziemi od zamku
„Rex“ i otrzymywali obserwacje zgodne z ro
zumowaniem. Po przekroczeniu koła granicz
nego „korelacja“ ta znikła. Otóż żeby ją od
zyskać. musieliby oni prawdopodobnie ..za-
O
cząć“ m ie rze n ie p ro m ie n i k ó ł także w p r a w dzie po p o w ie rz c h n i Z ie m i, ale n ie „o d w e w n ą trz " a od „z e w n ą trz " — od zam ku „ A n t i r e x “ . Do w n io s k u tego m o g lib y oczyw iście dojść dopiero po o d k ry c iu is tn ie n ia drugiego środka swego państw a. P odobn ie „s te re o c i", z c h w ilą osiągnięcia k u li g ra n ic z n e j, p o w in n i b y zaniechać m ie rz e n ia p ro m ie n i g ra n ic swego św ia ta „o d w e w n ą trz “ , a przejść do m ie rze n ia p ro m ie n i k u l „w ię k s z y c h “ „o d zew n ą trz “ . To oczyw iście staje się m o ż liw e do
p ie ro po s tw ie rd z e n iu is tn ie n ia drug ie g o środ
ka w szechśw iata.
D la p o tw ie rd z e n ia w y k o n c y p o w a n e g o „z a k rz y w ie n ia “ p łaszczyzny m o g lib y „płaszcza- k o w ie “ w y k o n a ć dośw iadczenie. P rz y p u ś ć m y dla uproszczenia s p ra w y , że p o w ie rz c h n ia Z ie m i n ie s ta w ia żadnych o porów , p o ru sza ją
cym się na n ie j ciałom . „P ła szcza ko w ie “ w y s trz e liw u ją z za m ku „R e x “ po cisk w k ie r u n k u p ro m ie n ia swego p a ń stw a (w z d łu ż p o łu d n ik a Z ie m i). P ocisk, p o ru sza ją cy się po Z ie m i ze sta łą prędkością, obiega całą Z ie m ię i po p e w n y m , o bojętn e ja k d łu g im cza
sie, w ra c a do p u n k tu , z k tó re g o został w y s trz e lo n y . To dośw iadczenie u m o ż liw ia p o s ta w ie n ie tw ie rd z e n ia , że w św iecie „p ła - szczaków “ każda prosta (to r p o cisku w y o b ra ż a ją „p ła s z c z a k o w ie “ ja k o p r o s to lin ij
n y ) za m yka się w k o ło , c z y li prosta je st po p ro s tu k o łe m t y lk o o n ie s k o ń czenie“ d u żym p ro m ie n iu . Z k o le i „s te re o c i“
dla p o tw ie rd z e n ia „z a k rz y w ie n ia " p rze strze n i m ogą w y s trz e lić p ocisk w przestrzeń. T a k i pocisk n ie c h na m wjyobraża fo to n (cząstka ś w ie tln a ) p ro m ie n ia św ie tln e g o , k tó r y je s t je go to re m ru c h u . „P ła szcza ko w ie “ n ie mogą w y o b ra z ić sobie to ru , swego p o cisku inaczej n iż to r u p ro s to lin ijn e g o , p odob nie i „s te re o ci“ n ie m a ją p o d sta w podejrzew a ć, b y in n y b y ł to r ic h ś w ia tła . Otóż przez analogię ro zu m o w a n ia , po p e w n y m , obojętn e ja k d łu g im czasie, p ro m ie ń ś w ie tln y „w y s trz e lo n y “ z jakiegoś p u n k tu ic h w szechśw iata, p rz e b y w a ją c p rze strze ń „z a k rz y w ia się“ w ra z z n ią i w ra ca do p u n k tu w y jś c io w e g o .1) D o św ia d -
‘ ) P o ję c ie „ p r z e s tr z e n i“ u ży to w sensie sze rszy m , n ie o g ra n ic z a ją c s ię do p r z e s trz e n i z a jm o w a n e j p rz e z m a te r ię w s ze c h ś w ia ta .
czenie to u m o ż liw ia nam w yo b ra że n ie w szech
św ia ta ja k o p rz e s trz e n i „z a m k n ię te j“ np. w skórce od pom arańczy. P rz y ta k ie j in te rp re ta c ji „z a k rz y w ie n ie “ p rz e s trz e n i ja k o ta ko da się „u z m y s ło w ić “ g eom etrycznie .
F o to n (p ro m ie ń ś w ia tła ), w y d o s ta ją c się z g ra n ic naszego św ia ta A obiega tę „ k r z y w ą "
przestrzeń, ja k ą je s t w szechśw iat, z a m k n ię ty w w a rs w ie s k ó rk i, przez p e w ie n d łu g i, choć nie nieskończo ny przeciąg czasu, nie w y c h o dząc c a ły czas poza je j granice, w reszcie w r a ca do p u n k tu w y jś c ia z p rzeciw nego k ie r u n ku . F o to n w yp u szczo n y z oka stojącego czło
w ie ka , po o b ie g n ię ciu w szechśw iata, tr a f iłb y po p o w ro c ie w p o ty lic ę e ksp e rym e n ta to ra .
J a k na p o w ie rz c h n i k u li z ie m skie j n ie da się w y k re ś lić l i n i i p ro s te j d o w o ln e j długoś
ci („z a k rz y w ie n ie “ p o w ie rz c h n i), ta k i w p rze s trz e n i m ożna b y ty lk o sobie lin ię prostą w y im a g in o w a ć. W obu p rzy p a d k a c h za lin ię p ro stą n ależało by uw ażać o krą g k o ła o bardzo dużym , „n ie sko ń cze n ie “ d łu g im p ro m ie n iu .
Z e sta w ia ją c dw a opisane ś w ia ty i analo
giczn ie ro z m y ś la ją c d a le j, m ożna b y w p ro w a dzić p o ję cie w ię ksze j lic z b y w y m ia ró w n iż czte ry. O czyw iście m ia ło b y to ty lk o znaczenie fo rm a ln e ; p ojęcia te p o zo sta łyb y dla naszego u m y s łu n ie w y o b ra ż a ln e g e o m e tryczn ie . M a te m a ty k sw obodnie u m ie operow ać p rze strze n ią n — w y m ia ro w ą , dostosow ując do n ie j znane m u u tw o r y geom etryczne przez fo r m a ln e p rze ra ch o w a n ia . C zy u tw o ry te b y ły b y czym ś p o d o b n ym do is tn ie ją c y c h w naszej rze czyw isto ści tr ó jw y m ia ro w e j — tru d n o po
w iedzieć. M a te m a ty k często m a ją c do czynie
n ia z ja k im ś w y ra ż e n ie m m a te m a ty c z n y m nie w ie , czy ono w y o b ra ż a co geom etrycznie , czy nie. W ogóle często n ie w ie , czy ono je s t p r a w dziw e. W e d łu g słó w B e rtra n d a R ussella m a te m a ty k a je s t nauką, w k tó re j n ig d y nie w ie m y , o czym m ó w im y , a n i też, czy to, co m ó w im y , je s t słuszne. N ie p om niejsza to w ie l
kości m a te m a ty k i, n ie z a jm u je się ona bo
w ie m badan iem słuszności założeń.
(Część d.ruga w n r ze n astępn ym )
W następnym nrze mieś. „ P R O B L E M Y “
u k a ż ą się m . in .:
■T. Jakubow ski —• D o ś w ia d c z e n ia n a rk o ty c z n e I. P ap anin —• D z ie w ię ć m ie s ię c y n a k rz e lo d o w e j
E. N iczyporow icz — Co to je s t c z w a r ty w y m ia r ? Cz. I I . K . B ader —• O d ż o łn ie rz a tu ła c z a do żo łn ie rza ... c iu ła cza D r M an ę — K a n d y d a c i do a ta k u sercow ego
E. L a m a rr — O p e ra c je c h iru rg ic z n e na b a k te ria c h B. D ix o n — T r y u m f n a d z ie lo n y m p ie k łe m
W . R ubinow icz — T r z y ra z y u B o h ra
CZY
RÓŻDŻKA M A G I C Z N A
JEST
M A G I C Z N A
i
■S T A N I S Ł A W T U R C Z Y N O W I C Z P ro fe s o r S. G. G. W . w W a rs z a w ie , d z ie
k a n W ydz. R olniczego.
Z r*H 'k °Wanie w o d y p rz y pom ocy „ró ż- dzJii c z a ro d z ie js k ie j“ otoczone je s t do te j p o ry w sze ro kich m asach n im bem tajem niczości, k tó rą zaw dzięczać n a le ży tem u, że „c z ło w ie k je s t is to tą n ie zn a n ą “ : skąd b io rą się na p rz y k ła d .w o b łą k a n y m akie s iły , że do zw a lcze n ia jednego fu ria ta
° s ła b e j k o m p le k s ji potrzeba u żyć k ilk u rzY^ ? 1 ^ k ^d czerpią s iły h ip n o ty z e - dzi? r iio r 3cy w SW£ł w ła d zę w o lę in n y c h lu - w ie k i e 1 in n e p rz y k ła d y dowodzą, że w czło- c z e W Są u k r y te s^ y i w ła ściw o ści, k tó re n ych J51 SVTo ic h G a lv a n ic h , C a re lló w i in - D 0 - ^ ic h u ja w n ie n ia i w y k o rz y s ta n ia , jąca ró ż < r> ego st°P n ia tajem niczość otacza- także w ,r s tw ° z n a jd u je w y tłu m a c z e n ie r ó ż d ż k a r z y t r ^ ukrywaniu Przez wielu
y “ w oich odczuć p rz y z n a jd o w a n iuw o d y , e w e n tu a ln ie in n y c h bogactw p odziem nych.
Tym czasem tajem niczość ta p o w in n a z n i
knąć, g d y lu d z ie dow iedzą się, że różdżka- rzetm może b y ć k a ż d y c z ło w ie k , o ile ty lk o n ie je s t p o z b a w io n y c a łk o w ic ie w ra ż liw o ś c i na odczuw anie p ro m ie n i zie m skich , co n ie je s t w y k lu c z o n e , zd a rza ją się b o w ie m g łu s i, po
z b a w ie n i w ra że ń słu ch o w ych , lu b n ie w id o m i, p o z b a w ie n i m ożności w id z e n ia .
O ra d o a k ty w n o ś c i w ó d le czn iczych w ia d o m e je s t szerokiem u o g ó ło w i ju ż od daw na.
S kąd się ona bierze? W iadom e je st, że z z ie m i przechodzą w atm osferę ciała ra d o a k ty w - ne; je d n e z n ic h ro zp a d a ją się szyb cie j, inne w o ln ie j, je d n e z n ic h rozpuszczają się w w o dzie w w ię k s z y c h , in n e w m n ie js z y c h ilo ś ciach. C ia ła p ro m ie n io tw ó rc z e z n a jd u ją się
17
F o to g rafia p rzed staw ia różdżkarza w szkółce leśnej, w k tó re j jest pas źle ro z w ija ją c e j się roślinności:
tu różdżka podniosła się do góry.
w e w s z y s tk ic h p o kła d a ch sk o ru p y z ie m s k ie j, n a w e t w oda m o rska posiada pe w n ą a k ty w ność.
R ola ty c h c ia ł w ż y c iu p rz y ro d y je s t jesz
cze bardzo m a ło zbadana, a są przypuszcze
n ia , że w ła ś n ie p ro m ie n io tw ó rc z o ś c i skał, g le b y i w o d y zawdzięczać n a le ży ro z w ó j ż y cia r o ś lin i z w ie rzą t. W iadom o na p rz y k ła d , że g le b y w y tw o rz o n e ze skał w y b u c h o w y c h są ra d o a k ty w n ie js z e od in n y c h , a jednocześ
n ie są one i n a jżyźn ie jsze , przyśpieszając k w itn ie n ie r o ś lin i zw iększając z b io ry .
W u n iw e rs y te c ie w K o lu m b ii p róbow an o dodawać po tro s z k u do g le b y ra d u i o trz y m ano z w y ż k i o g ó rk ó w o 35%, k u k u ry d z y o 50%, w ZS R R D ro b k o w p rz e p ro w a d z ił do
św iadczenia z b u ra k a m i c u k ro w y m i i dzię
k i ra d o w i p o d n ió s ł z b ió r ic h n ie ty lk o ilo ścio w o, lecz i jakościow o, gdyż naw ożone ru d ą ra d o w ą b u r a k i z a w ie ra ły przeszło 2 0 % c u k ru , g d y bez n ie j 14%. Z resztą stw ie rd zo n o d o d a tn i w p ły w p ro m ie n i ra d o a k ty w n y c h na
G dy różdżkarz przesunął się o k ro k na bok, gdzie roślinność jest n orm alna, różdżka opadła w dół.
