Mity 9/11 (3) - Piekło w gruzowisku Strefy Zero?
9/11 - Mit trzeci
Wyniki spektroskopowej analizy lotniczych obrazów Strefy Zero wskazały na istnienie w nich obszarów o znacznej temperaturze rzędu 700-1000 K (427-727oC). Niestety wiele osób, starających uzasadnić spiskowy scenariusz upadku bliźniaczych wież i budynku WTC 7, interpretuje te rezultaty w sposób wołający o pomstę do nieba.
Może najpierw zaprezentuję najczęściej omawiane przy tej okazji zdjęcie:
Z jakimi spiskowymi interpretacjami się można najczęściej spotkać? Wyróżniłbym dwie podstawowe.
1. Twierdzenie, iż charakteryzujące poszczególne plamy ciepła temperatury z zakresu 700-1000 K odnoszą się do całych ich powierzchni (a głównie do zaznaczonych na pomarańczowo i żółto obszarów. W ten sposób można odnieść wrażenie, że płonęło prawie całe gruzowisko, a więc olbrzymie ilości materiału.
2. Bardziej racjonalne twierdzenie, iż charakteryzujące poszczególne plamy ciepła temperatury z zakresu 700-1000 K określają tylko maksymalną temperaturę stwierdzoną w najgorętszych ich obszarach (kolor żółty), ale tylko nieco wyższą od tej notowanej w obszarach pomarańczowych. Krótko mówiąc, tu też mamy praktycznie sugestię płonięcia olbrzymiej części gruzowiska.
Żadna z nich nie oddaje rzeczywistości, więc postaram się ją przybliżyć.
Kilka faktów dotyczących aparatury pomiarowej.
Do pomiarów użyto spektrometru AVIRIS (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer), pozwalającego uzyskać obrazy w zakresie promieniowania widzialnego i podczerwieni. Zdjęcia wykonano z samolotu z wysokości ok. 2000 m, co pozwoliło uzyskać obrazy o rozdzielczości ok. 2 m (dokładnie 1,7 m).
Większość ilustracji przedstawiających to zdjęcie, które można znaleźć w sieci jest zwykle zniekształconymi kompresją JPG-ami lub obarczonymi efektem ditheringu GIF-ami. Do szczegółowej analizy posłużę się zatem oryginalnym, w żaden sposób niezniekształconym obrazem. Obrazem dokładnie takim, jaki uzyskano za pomocą owego spektrometru:
Ów obraz widać po lewej. Składa się on z barwnych kwadracików (dla odróżnienia od pikseli obrazu na monitorze będę je od teraz nazywał RS-pikselami; oznaczenie "RS" to skrót od słów "Rozdzielczość Spektrometru") o długości boku równym 2 piksele, który w rzeczywistości odpowiada długości 1,7 m (100 metrów odpowiada 117 pikselom).
Poniżej tabela z danymi opisującymi poszczególne plamy gorąca:
Legenda (objaśnienie trudniejszych pozycji):
MA – całkowita powierzchnia danego obszaru o temperaturze powyżej progu czułości spektrometru, tj. 400 K (127oC).
T [K] – temperatura najgorętszego miejsca w obszarze (w kelwinach)
T[oC] - temperatura najgorętszego miejsca w obszarze (w stopniach Celsjusza)
% FOV – procent obszaru RS-piksela w którym stwierdzono występowanie najgorętszego miejsca
A – pole powierzchni najgorętszego miejsca
Dokładniejsze wyjaśnienie powyższych parametrów w dalszej części wypowiedzi.
Sposób określenia temperatur w gruzowisku
Podstawową przeszkodą pojawiającą się na drodze do określenia dokładnych temperatur w gruzowisku była niezbyt wysoka rozdzielczości spektrometru AVIRIS. Lokalizacja gorących obszarów mniejszych niż 1,7 m była niemożliwa, a to automatycznie uniemożliwiało bezpośrednie wyznaczenie ich temperatury.
Średni jej wynik uzyskany dla danego, całego RS-piksela byłby zgodny ze stanem faktycznym tylko wtedy, gdyby rzeczywisty rozkład tej temperatury w obrębie obszaru określonej tym RS-pikselem był jednorodny. A to jest bardzo mało prawdopodobne. Różne rejony tego obszaru zwykle cechowały się zróżnicowaną temperaturą - gdzieniegdzie było chłodniej, gdzieniegdzie goręcej.
Jak zatem tę temperaturę wyznaczono?
Zacznę wpierw od opisania tego, co mierzył spektrometr. A mierzył on dwie podstawowe rzeczy: wielkość mocy promieniowania przychodzącego z danego obszaru oraz jego rozkład, czyli zależność intensywności emisji od długości jego fali. Pomiarów dokonano dla zakresu fal 0,37-2,50 mikrometra (światło widzialne: 0,37-0,78 mikrometra; podczerwień: 0,78-2,50 mikrometra).
Moc promieniowania z pojedynczego RS-piksela w zależności od średniej jego temperatury w badanym zakresie fal zmienia się w poniższy sposób:
dla 1100 K - 1160 UJ
dla 1000 K - 590,3 UJ
dla 900 K - 264,8 UJ
dla 800 K - 100,0 UJ
dla 700 K - 29,6 UJ
dla 600 K - 6,09 UJ
dla 500 K - 0,71 UJ
dla 400 K - 0,03 UJ (próg czułości spektrometru)
Wartości podałem w umownych jednostkach (UJ) gdzie 1 UJ odpowiada 44,8 W/m2.
Natomiast rozkład promieniowania dla dwóch różnych temperatur (700 K – 800 K) powinien wyglądać mniej więcej tak jak na tym teoretycznym zestawieniu:
Rozkład promieniowania przedstawiają czerwone linie. Jak widać, w przypadku temperatury wyższej rozkład intensywności promieniowania jest bardziej stromy i przesunięty w kierunku fal o mniejszej długości, a całkowita moc promieniowania pochodzącego z danego obszaru jest w badanym zakresie (zakres oznaczony zielonymi liniami) większa, niż to jest w przypadku temperatury niższej (w tym przypadku: 100 UJ/29,6 UJ = 3,38 razy większa). Ową całkowitą moc promieniowania dla danego zakresu obrazuje szare pole pod wykresami.
Zatem analiza charakteru rozkładu promieniowania pozwala jednoznacznie określić temperaturę jego źródła. I tak też uczyniono w przypadku analiz temperatur gruzowiska w Strefie Zero.
Poniżej przykładowy rozkład (czarna linia) dla RS-piksela gorącej plamy oznaczonej literą A otrzymany po wyeliminowaniu składowej odbitego promieniowania słonecznego oraz absorpcji (pochłaniania) atmosferycznej:
Kolorowymi liniami zaznaczono teoretyczne kształty rozkładów promieniowania jakie otrzymalibyśmy dla tego RS-piksela, gdyby obszar mu odpowiadający cechował się jednakową temperaturą na całej swojej powierzchni wynoszącą odpowiednio 800 K i 900 K (527oC i 627oC).
Kształt krzywej rozkładu otrzymanego w wyniku pomiarów jest zbliżony do kształtu rozkładu dla 800 K. Także pole powierzchni obszaru pod krzywą jest porównywalne z polem powierzchni obszaru pod krzywą rozkładu dla 800 K. Można zatem założyć, że średnia temperatura obszaru odpowiadającego temu RS-pikselowi, wynikająca z pomiaru całkowitej mocy promieniowania tego obszaru wynosi ok. 800 K. Jednakże widać także wyraźnie, iż nachylenie krzywej rozkładu otrzymanego w wyniku pomiarów odbiega od teoretycznej krzywej rozkładu dla 800 K. Świadczy to o tym, że temperatura źródła promieniowania jest w rzeczywistości wyższa niż 800 K. A ponieważ jest wyższa, to z racji większej jego mocy promieniowania z powierzchni, źródło musi być mniejszych rozmiarów.
Dokładna analiza wskazuje, że źródło promieniowania ma temperaturę ok. 1000 K (727oC) oraz powierzchnię ok. 14% RS-piksela. Krzywa teoretyczna odpowiadająca takim właśnie warunkom dokładnie pokrywa się z krzywą otrzymaną w wyniku pomiarów:
Jaka zatem jest temperatura pozostałej 86-procentowej części badanego RS-piksela?
Można to dość prosto oszacować.
Załóżmy, że wartość całkowitej mocy promieniowania z obszaru gorącej plamy A odpowiadającego całemu badanemu RS-pikselowi w zadanym zakresie długości fali (0,37-2,5 mikrometra) wynosi 100 umownych jednostek (UJ). Gdyby ów obszar promieniował w temperaturze 800 K, taką właśnie moc promieniowania byśmy zmierzyli (oczywiście, każdemu 1% RS-piksela odpowiadała by 1 UJ):
Ale wiemy, że 14% obszaru miało temperaturę 1000 K, a zatem owa powierzchnia promieniowała z większą mocą. Wartość tej mocy jest ok. 5,90 razy większa, niż w przypadku temperatury 800 K. Zatem 14% obszaru RS-piksela charakteryzującego się temperaturą 1000 K promieniuje z mocą:
14*5,90 UJ = 82,6 UJ.
Na pozostałe, chłodniejsze 86% obszaru RS przypada zatem 17,4 UJ, więc na 1% tegoż obszaru wypada 0,2 UJ. Taka moc promieniowania odpowiada temperaturze ok. 675 K (402oC):
Bardzo podobne rezultaty otrzymamy analizując inne gorące plamy. Najgorętszych, "żółtych" RS-pikseli charakteryzujących się podobnym rozkładem temperatur mamy w obrębie strefy Zero ok. 30. To odpowiada obszarowi ok. 100 m2, czyli sumarycznie kwadratowi o boku 10 m. Pozostałe obszary odpowiadające RS-pikselom, oznaczonym w większości na pomarańczowo są znacznie chłodniejsze. Jak bardzo – prosto to oszacować.
Pomoże w tym plama gorąca oznaczona literą J. Jedyny ze składających się na nią, a zarazem najgorętszy, RS-piksel ma barwę mocno pomarańczową. Jego średnia temperatura wynosi 510 K (237oC), gdyż akurat w tym przypadku odpowiada ona całej powierzchni owego RS-piksela. Takiego rzędu temperatury możemy przypisać pomarańczowym RS-pikselom.
Podsumowując:
Na podstawie danych z AVIRISA można stwierdzić, iż temperatury w gruzowisku osiągały maksymalnie ok. 750oC. Jednakże obszary odpowiadające tym krańcowo wysokim temperaturom były bardzo niewielkie (w sumie kilka metrów kwadratowych). Temperaturom wysokim oscylującym w okolicach 400oC (+/- kilkadziesiąt oC) odpowiadało ok. 100 m2 gruzowiska. Absolutna większość gorących obszarów (mających w sumie ok. 3000 m2; o temperaturze powyżej > 130oC) w gruzowisku odpowiada temperaturom oscylującym w okolicach 250oC (+/- kilkadziesiąt oC). Oczywiście nie wyklucza to istnienia, mniejszych gorętszych punktów obrębie pomarańczowych RS-pikseli. Takie miejsca istniały (np. gorąca plama B, I, H), ale ich powierzchnie były już znikomo małe (rzędu 0,1 m2).
Tak w skrócie prezentował się stan pogorzeliska pięć dni po zamachach. W kontekście rozległych, wielokondygnacyjnych pożarów trzech wielkich budynków, nie powinno to być niczym zaskakującym.
----------------------------
Korzystałem z:
"Environmental Studies of the World Trade Center area after the September 11, 2001 attack". Roger N. Clark, Robert O. Green, Gregg A. Swayze, Greg Meeker, Steve Sutley, Todd M. Hoefen, K. Eric Livo, Geoff Plumlee, Betina Pavri, Chuck Sarture, Steve Wilson, Phil Hageman, Paul Lamothe, J. Sam Vance, Joe Boardman, Isabelle Brownfield, Carol Gent, Laurie C. Morath, Joseph Taggart, Peter M. Theodorakos, and Monique Adams
"Environmental mapping of the World Trade Center area with imaging spectroscopy after the september 11, 2001 attack : The airborne visible/infrared imaging spectrometer mapping. "
Roger N. Clark, Gregg A. Swayze, Todd M. Hoefen, Robert O. Green, K. Eric Livo, Greg Meeker, Steve Sutley, Geoff Plumlee, Betina Pavri, Chuck Sarture, Joe Boardman, Isabelle Brownfield, Laurie C. Morath
Do niektórych obliczeń:
Blakbody Calculator