Σάββατο, 30 Απριλίου 2016

Αναστάσεως…Χημεία


Αναστάσεως…Χημεία 
                                     TURIN_ART
    Η σινδόνη του Τορίνο (ιερά σινδόνη) αποτελεί ένα κομμάτι ύφασμα πάνω στο οποίο εμφανίζεται η εικόνα ενός άνδρα, ο οποίος σύμφωνα με την Χριστιανική πίστη είναι ο Ιησούς Χριστός και το ύφασμα αποτελεί το σάβανό του. Πέρα από την αξία που εμφανίζει για τους πιστούς, ένα κομμάτι της ιστορίας της σινδόνης παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον καθώς αποτελεί ένα από αυτά τα πολύ ενδιαφέροντα σημεία που συναντώνται η επιστήμη με τη θρησκεία. 
        25 χρόνια πριν λοιπόν, την άνοιξη του 1989 σε μια από τις σημαντικότερες δημοσιεύσεις για την επιστήμη της Αρχαιομετρίας1 ανακοινώθηκαν τα συμπεράσματα της έρευνας των αναλύσεων δείγματος της ιεράς σινδόνης από τρία διαφορετικά εργαστήρια ανά τον κόσμο (στην Αγγλία, στις Η.Π.Α και στην Ελβετία). Η σινδόνη χρονολογήθηκε ανάμεσα στο 1260-1390 μ.Χ. και ενώ πολλοί ανέμεναν πως τα παραπάνω συμπεράσματα θα έκλειναν τον κύκλο αυτής ιστορίας, τελικά αυτά προκάλεσαν έντονη αμφισβήτηση. 
         Η σινδόνη του Τορίνο αναλύθηκε με τη μέθοδο της ραδιοχρονολόγησης C-14. Ο άνθρακας C-14 είναι ραδιενεργός και αποτελεί ένα από τα ισότοπα του ατόμου του άνθρακα, το οποίο δημιουργείται στην ατμόσφαιρα κατά την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων με το ατμοσφαιρικό άζωτο. O άνθρακας-12 περιέχεται σε αφθονία 98.89% στην βιόσφαιρα, ο άνθρακας-13 σε αναλογία 1.11%, ενώ ο άνθρακας-14 σε αναλογία μόλις (0.00000000010%), δηλαδή ανά 1 τρισεκατομμύριο άτομα C-12 υπάρχει και ένα άτομο C-14. O C-14 κατά την αλληλεπίδρασή του με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο οδηγεί στην παραγωγή CO2, το οποίο μέσω της φωτοσύνθεσης εισέρχεται στους φυτικούς οργανισμούς και επομένως και στους ζωϊκούς. Μετά το θάνατο του οργανισμού και με τη συνεπακόλουθη διακοπή της ανταλλαγής του C-14, η συγκέντρωση του αρχίζει και φθίνει με το πέρασμα του χρόνου (όντας ραδιενεργό). Αυτό το γεγονός εκμεταλλευόμαστε για να υπολογίσουμε (με προσδιορισμένες αποκλίσεις και με διάφορους περιορισμούς και συνθήκες) την ηλικία ενός δείγματος που περιέχει οργανική ύλη. 
   Αν εξειδικεύσουμε ακόμη περισσότερο στην περίπτωση της σινδόνης του Τορίνο, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος AMS (Accelerator Mass Spectrometry- Μέθοδος επιταχυντή) καθώς με αυτή την τεχνική απαιτούνται ελάχιστες ποσότητες δείγματος (περί τα 50mg), ενώ και το παράθυρο του χρόνου που περιλαμβάνει είναι περί τα 100.000 χρόνια, προφανώς αρκετό για να συμπεριλάβει το χρονικό όριο του θανάτου του Ιησού. 
       Με ποιά επιχειρηματολογία αμφισβητήθηκαν όμως τα αποτελέσματα της παραπάνω δημοσίευσης; Σύμφωνα με την πρώτη υπόθεση η ιερά σινδόνη είχε υποστεί φθορές το 1532 όταν και ξέσπασε πυρκαγιά στο παρεκκλήσι στο οποίο είχε τοποθετηθεί στο Chambery της Γαλλίας το 1464. Βασιζόμενοι στο παραπάνω γεγονός προέκυψε ο ισχυρισμός πως η έκθεση της σινδόνης στις υψηλές θερμοκρασίες της φωτιάς αύξησε τη συγκέντρωση του C-14 σε τέτοιο μέγεθος ώστε να υπάρξει και αυτή η μεγάλη απόκλιση στην εκτίμηση της ηλικίας της. Προς ενίσχυση των παραπάνω, αντίστοιχες έρευνες έγιναν το 1996 από Ρώσους επιστήμονες, οι οποίες κατέληξαν στο συμπέρασμα πως έντονη θέρμανση ενός υφάσματος από λινάρι σε περιβάλλον με σχετική υγρασία και παρουσία CO και CO2 δύναται να προκαλέσει αύξηση της συγκέντρωσης των ισοτόπων C-13 και C-14. Από την άλλη μεριά, οι επιστημονικές ομάδες και των τριών εργαστηρίων που διενήργησαν την ραδιοχρονολόγηση αντέτειναν πως διερεύνησαν προ των μετρήσεων τους, τις πιθανές επιπτώσεις της υψηλής θερμοκρασίας στο δείγμα και κατέληξαν στο συμπέρασμα πως αυτές ήταν μηδαμινές. 
          Η δεύτερη υπόθεση στηρίχτηκε στο γεγονός πως με το πέρασμα του χρόνου οι υφασμάτινες ίνες αναπτύσσουν στην επιφάνειά τους ένα είδος βιοϋμένιου, το οποίο είναι βακτηριακής προελεύσεως. Λόγω της νεότερης ηλικίας του συγκεκριμένου βιοϋμένιου εικάζεται πως η ραδιοχρονολόγηση δεν αφορούσε την σινδόνη αλλά το βιοϋμένιο που αναπτύχθηκε πάνω σε αυτήν. Ανταπάντηση υπήρξε και σε αυτήν την υπόθεση καθώς έρευνες υπέδειξαν πως για να δημιουργηθεί απόκλιση 1300 χρονών στην ραδιοχρονολόγηση το μέγεθος του βιοϋμενίου θα έπρεπε να είναι διπλάσιο από αυτό του δείγματος της σινδόνης. 
        Η τρίτη υπόθεση σχετίζεται με το θέμα της δειγματοληψίας. Οι υποστηρικτές της συγκεκριμένης υπόθεσης χρησιμοποιούν ως βασικό επιχείρημα το γεγονός πως τα δείγματα της σινδόνης ελήφηθσαν από μια γωνία, η οποία πιθανότατα αποτελεί νεότερη προσάρτηση και σε αυτό το γεγονός οφείλεται και η απόκλιση στη χρονολόγηση.
         Το ενδιαφέρον στο συγκεκριμένο θέμα παραμένει έντονο και αυτό αποδεικνύεται από το γεγονός πως σε έρευνα που έγινε από το Πανεπιστήμιο της Ιταλίας χρησιμοποιήθηκαν φασματοσκοπικές μέθοδοι (Raman και φασματοσκοπία υπερύθρου)3, οι οποίες χρονολόγησαν δείγματα που είχαν ληφθεί το 1970 από τη σινδόνη ανάμεσα στο 300π.χ-700μ.χ, δηλαδή σε ένα χρονικό πλαίσιο που περιλαμβάνει το θάνατο του Ιησού. Όπως ήταν αναμενόμενο υπήρξαν αντιρρήσεις για τη συγκεκριμένη μεθοδολογία, καθώς οι ανωτέρω φασματοσκοπικές μέθοδοι δε χρησιμοποιούνται εν γένει στην αρχαιομετρία, ενώ η συνδυαστική εφαρμογή τους επιστρατεύθηκε ειδικά για την περίπτωση της σινδόνης. 
      Σε κάθε περίπτωση και ενώ σχεδόν τρεις δεκαετίες μετά την αρχική δημοσίευση το θέμα δε θεωρείται λήξαν, οι επιστήμονες της δημοσιέυσης του 1989 συμφωνούν πως θα μπορούσε να διενεργηθεί ένας νέος γύρος μετρήσεων, καθώς μέσα σε αυτά τα χρόνια οι τεχνικές χρονολόγησης έχουν βελτιωθεί σε μεγάλο βαθμό (Laser ablation, Chromatogrpahy AMS) και οι υποθέσεις που παρουσιάστηκαν παραπάνω (επίδραση πυρκαγιάς, βιοϋμένιο, λάθος δειγματοληψία) θα μπορούσαν να διερευνηθούν περαιτέρω. 
      Σε κάθε περίπτωση και ανεξάρτητα από το αν οι παραπάνω υποθέσεις τελικά κλονίσουν την ραδιοχρονολόγηση του 1989, είναι εντυπωσιακό πως ακόμη και σήμερα δεν έχει δοθεί μια πειστική επιστημονική εξήγηση για το πως σχηματίστηκε η εικόνα που εμφανίζεται στη σινδόνη (ιδιαίτερα σε μορφή αρνητικού-φωτογραφίας). Πολλές θεωρίες έχουν περιγραφεί αλλά καμία δεν έχει τουλάχιστον μέχρι σήμερα στοιχειοθετηθεί επιστημονικά. 
Shroud_of_turin
                                     ΒΑΣΙΚΑ ΓΕΓΟΝΟΤΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗΝ ΧΡΟΝΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΙΕΡΑΣ ΣΙΝΔΟΝΗΣ ΤΟΥ ΤΟΡΙΝΟ 

 Η χημική ιστορία ενός κεριού
      Φεύγοντας από την ιερά σινδόνη του Τορίνο μεταφερόμαστε στο γνώριμο σκηνικό της Μεγάλης Εβδομάδας και εστιάζουμε στα κεριά που συνοδεύουν τις λειτουργίες και τα μεγάλα γεγονότα της εβδομάδας των Παθών. 
     Τα αρχαιότερα δείγματα κεριών έχουν βρεθεί στην Κίνα περί το 200 π.Χ. Υπάρχουν ενδείξεις πως τα κεριά χρησιμοποιούνταν περί το 3000 π.Χ. στην Κρήτη και στην Αίγυπτο. Πιθανότατα, η ανακάλυψη των κεριών έλαβε χώρα όταν οι πρωτόγονοι άνθρωποι μαγειρεύοντας το κρέας παρατήρησαν πως το λίπος που έπεφτε μέσα στη φωτιά προκαλούσε την αναζωπύρωσή της. Τα πρωτόγονα κεριά ίσως να ήταν ξερά κλαδιά σφηνωμένα μέσα σε ζωϊκό λίπος. Σε διάφορους πολιτισμούς χρησιμοποιήθηκαν διάφορες πηγές ζωϊκού λίπους για τα κεριά όπως της μέλισσας, της φάλαινας, κραμβέλαιο κ.α., ενώ σήμερα χρησιμοποιείται κυρίως το παραφινέλαιο.
    Με τα χημικά και φυσικά φαινόμενα που σχετίζονται με το κερί ασχολήθηκε ο Faraday σε μία σειρά έξι διαλέξεων (1848) για παιδιά στο Βασιλικό ινστιτούτο, οι οποίες εκδόθηκαν σε βιβλίο το 1861. Για τη Χημική ιστορία ενός κεριού, ο Faraday είχε τη γνώμη ότι <<Δεν υπάρχει ούτε ένας από τους νόμους που κυβερνούν το σύμπαν που να μην υπεισέρχεται και να μη θίγεται σε αυτά τα φαινόμενα>>. Το συγκεκριμένο βιβλίο αποτελεί ένα από τα διασημότερα της Χημικής επιστήμης. Με ένα απλό και πειστικό πείραμα, ο Faraday αποδεικνύει ότι η καύση του κεριού συντελείται στην αέρια φάση: αφού σβήσει προσεκτικά τη φλόγα, ώστε να μη διαταράξει τον αέρα γύρω της, αμέσως -πριν προλάβει να κρυώσει ο ατμός- πλησιάζει, σε απόσταση περίπου 5 εκατοστών από το φιτίλι, ένα αναμμένο ξυλαράκι. Τότε πιάνει φωτιά όλο το διάστημα του αέρα ως το φιτίλι και το κερί αρχίζει να καίγεται πάλι. Η μορφή της φλόγας εξαρτάται από το ρεύμα του αέρα και το μέγεθος του κεριού, είναι επιμήκης και φωτεινότερη στην κορυφή της. Υπάρχει όμως και ένα αόρατο τμήμα, πέρα από τους ατμούς του καυσίμου, στο ανερχόμενο ρεύμα του αέρα, που γίνεται αντιληπτό από τη σκιά του, το πιο σκούρο τμήμα της οποίας φαίνεται περισσότερο…
         Ποιά είναι όμως τα βασικά σημεία, τα οποία περιγράφουν τα φαινόμενα που διαδραματίζονται στην φλόγα ενός κεριού;

  • Όταν βάζουμε φωτιά στο φιτίλι, λιώνει και το καύσιμο (κερί) κοντά σε αυτό. Με τριχοειδή φαινόμενα το υγρό κερί διεισδύει στο φιτίλι. 
  • Η θερμότητα της φωτιάς μετατρέπει τα μόρια του καύσιμου κεριού από την υγρή στην αέρια φάση. Τα ευμεγέθη μόρια του κεριού διασπώνται σε απλά άτομα άνθρακα και υδρογόνου, τα οποία ερχόμενα σε επαφή με το οξυγόνο του αέρα μετατρέπονται σε CO2 , H2O, θερμότητα και φως. 
  • Το κερί είναι μία ιδιαιτέρως αποδοτική μηχανή καύσεως. ΄Ενα μέρος της θερμότητας από το προηγούμενο στάδιο ΄΄αντανακλάται΄΄ πίσω στο κερί όπου επιπλέον ποσότητα μετατρέπεται σε υγρό κερί κοκ. 
            candle

ΟΙ ΒΑΣΙΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΤΗΣ ΦΛΟΓΑΣ ΕΝΟΣ ΚΕΡΙΟΥ. ΦΑΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΦΛΟΓΑΣ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΟΦΩΤΑΥΓΕΙΑ

Ένα από τα βασικά μέρη του κεριού είναι το φιτίλι, το οποίο συνήθως συνίσταται από πλεκτό βαμβάκι. Το φυτίλι αποτελεί τον κομιστή του καυσίμου στη φωτιά. Το φυτίλι δεν πρέπει να καίγεται πολύ γρήγορα γιατί τότε η φωτιά σβήνει από το λιωμένο κερί, αλλά δεν πρέπει να καίγεται και πολύ αργά γιατί τότε αποκαλύπτεται όλο και μεγαλύτερο κομμάτι του και το κερί καθίσταται επικίνδυνο. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό να είναι άκαμπτο και να διατηρεί την γωνία των 90ο με την επιφάνεια του κεριού. Για να εξασφαλιστεί αυτό κατεργάζεται με διάφορα άλατα όπως του μολύβδου.
                             NASA_CANDLE
ΤΟ 1990 ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΤΗΣ NASA ΕΚΑΝΑΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΜΕ ΤΗ ΦΛΟΓΑ ΕΝΟΣ ΚΕΡΙΟΥ ΣΕ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΜΙΚΡΟΒΑΡΥΤΗΤΑΣ (ΔΕΞΙΑ). 
       Μία σημαντική προσθήκη που έχει γίνει στις γνώσεις μας τα τελευταία χρόνια για το κερί και η οποία θα εντυπωσίαζε ακόμη και το Faraday είναι η σύσταση των σωματιδίων του κεριού στο κέντρο της φλόγας. Με μία νέα τεχνική επιστήμονες κατάφεραν να εκμαιεύσουν σωματίδια άνθρακα από του κέντρο της φλόγας και παρατήρησαν ότι εκεί τα σωματίδια λαμβάνουν όλες τις γνωστές μορφές του άνθρακα, όπως φουλλερικές αλλά και πιο πολύτιμες μορφές όπως αυτές εκατομμυρίων νανοδιαμαντιών!
     Πέρα όμως από την επιστημονική γνώση, αλλά και την θρησκευτική κατάνυξη την οποία υποβοηθούν τα κεριά, πρέπει να είμαστε αρκετά προσεκτικοί κατά τη χρήση τους καθώς πέρα από το ενδεχόμενο πυρκαγιάς είναι γνωστό ότι επιβαρύνουν τους εσωτερικούς χώρους. Σε εκκλησίες μετά τη λειτουργία, έχει μετρηθεί επίπεδο σωματιδίων PM10 είκοσι φορές υψηλότερο από το συνιστώμενο όριο των πόλεων, ενώ και η καύση ενός μόνο κεριού σε κλειστό εσωτερικό χώρο αυξάνει τα επίπεδα ρύπανσης δέκα φορές. Στα παραπάνω μπορούμε να προσθέσουμε και την εκπομπή σωματιδίων μολύβδου, τα οποία όπως αναφέραμε βρίσκονται στο φυτίλι.
ΠΗΓΗ: www.atmitos.gr

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου