Znajdź zawartość

Żelazo jest niezbędne do życia. Bierze udział w fotosyntezie, oddychaniu czy syntezie DNA. Autorzy niedawnych badań stwierdzili, że mogło być tym metalem, który umożliwił powstanie złożonych form życia. Dostępność żelaza jest czynnikiem decydującym, jak bujne życie jest w oceanach. Pył z Sahary nawozi Atlantyk żelazem. Badacze z USA i Wielkiej Brytanii zauważyli właśnie, że im dalej od Afryki, tym nawożenie jest skuteczniejsze. Żelazo trafia do ekosystemów wodnych i lądowych z różnych źródeł. Jednym z najważniejszych jest jego transport z wiatrem. Jednak nie zawsze żelazo jest w formie bioaktywnej, czyli takiej, w której może być wykorzystane przez organizmy żywe. Autorzy omawianych tutaj badań wykazali, że właściwości żelaza, które wraz z saharyjskim pyłem jest niesione z wiatrami na zachód, zmieniają się w czasie transportu. Im większa odległość, na jaką został zaniesiony pył, tym więcej w nim bioaktywnego żelaza. To wskazuje, że procesy chemiczne zachodzące w atmosferze zmieniają żelazo z forma mniej na bardziej przystępne dla organizmów żywych. Doktor Jeremy Owens z Florida State University i jego koledzy zbadali pod kątem dostępności żelaza cztery rdzenie pobrane z dna Atlantyku. Wybrali je ze względu na odległość od tzw. Korytarza Pyłowego Sahara-Sahel. Rozciąga się on pomiędzy Czadem a Mauretanią i jest ważnym źródłem żelaza niesionego przez wiatry na zachód. Pierwszy rdzeń pochodził z odległości 200 km od północno-zachodnich wybrzeży Mauretanii, drugi został pobrany 500 km od wybrzeży, trzeci ze środka Atlantyku, a czwarty to materiał pochodzący z odległości około 500 km na wschód od Florydy. Naukowcy zbadali górne 60–200 metrów rdzeni, gdzie zgromadzone są osady z ostatnich 120 tysięcy lat, czyli z okresu od poprzedniego interglacjału. Analizy wykazały, że im dalej od Afryki, tym niższy odsetek żelaza w osadach. To wskazuje, że większa jego część została pobrana przez organizmy żywe w kolumnie wody i żelazo nie trafiło do osadów. Sądzimy, że pył, który dociera do Amazonii czy na Bahamy zawiera żelazo szczególnie przydatne dla organizmów żywych.[...] Nasze badania potwierdzają, że pył zawierający żelazo może mieć duży wpływ na rozwój życia na obszarach znacznie odległych od jego źródła, mówi doktor Timothy Lyons z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside. « powrót do artykułu

Teleskop Webba wykrył w atmosferze planety K2-18b molekuły zawierające węgiel, w tym metan oraz dwutlenek węgla. Odkrycie to kolejna wskazówka, że K2-18b może być planetą hiaceańską (hycean planet). To termin zaproponowany niedawno przez naukowców z Uniwersytetu w Cambridge na określenie hipotetycznej klasy planet. Pochodzi od połączenia słów „wodór” (hydrogen) i „ocean”. Oznacza potencjalnie nadające się do zamieszkania gorące planety pokryte oceanami, które posiadają bogatą w wodór atmosferę. Zdaniem brytyjskich uczonych mogą być bardziej powszechne niż planety typu ziemskiego. Jeśli przyjmiemy, że planety hiaceańskie rzeczywiście istnieją i stanowią nową klasę planet, oznacza to, że ekosfera – czyli obszar wokół gwiazdy, w którym istniejące planety mogą podtrzymać życie – jest większy, niż ekosfera oparta wyłącznie na istnieniu wody w stanie ciekłym. K2-18b krąży w ekosferze chłodnego karła K2-18 znajdującego się w odległości 120 lat świetlnych od Ziemi w Gwiazdozbiorze Lwa. Jest ona 8,6 razy bardziej masywna od Ziemi. Rozmiary plasują ją pomiędzy wielkością Ziemi a Neptuna. W Układzie Słonecznym nie istnieje żaden „mini-Neptun”, dlatego słabo rozumiemy takie światy. Jeśli zaś K2-18b jest rzeczywiście planetą hiaceańską, jeśli taki typ planet istnieje, mogą być one dobrym celem poszukiwania życia. Tradycyjnie życia poszukiwaliśmy na mniejszych skalistych planetach, jednak atmosfery większych światów hiaceańskich jest łatwiej badać, mówi Nikku Madhusudhan z Uniwersytetu w Cambridge. Kierował on pracami zespołu, który zaproponował istnienie światów hiaceańskich. Właśnie zresztą na podstawie badań K2-18b. Obecność w atmosferze tej planety dużych ilości metanu i dwutlenku węgla przy braku amoniaku wspiera hipotezę, że istnieje tam ocean przykryty bogatą w wodór atmosferę. Jakby tego było mało, wstępne dane przekazane przez Webba mogą wskazywać na obecność w atmosferze siarczku dimetylu (DMS). Na Ziemi związek ten jest wytwarzany wyłącznie przez organizmy żywe, a większość DMS obecnego w atmosferze naszej planety zostało wyemitowane przez fitoplankton. Jednak ewentualne potwierdzenie istnienia tego związku w atmosferze K2-18b wymaga dalszych badań. Mimo, że planeta znajduje się w ekosferze, a jej atmosfera zawiera molekuły z węglem, nie oznacza to jeszcze, że może na niej istnieć życie. Promień K2-18b jest o 2,6 razy większy od promienia Ziemi. To oznacza, że jej wnętrze prawdopodobnie stanowi lód poddany wysokiemu ciśnieniu, na jego powierzchni znajduje się ocean, a planetę otacza atmosfera cieńsza niż atmosfera Ziemi. Temperatura oceanu może być zbyt wysoka, by mogło powstać w nim życie. Być może jest na tyle wysoka, że nie ma tam wody w stanie ciekłym. « powrót do artykułu

Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST) dostarczył pierwszy w historii pełny profil molekularny i chemiczny atmosfery planety pozasłonecznej. Inne teleskopy przekazywały już wcześniej dane dotyczące pojedynczych składników atmosfer, jednak dzięki Webbowi poznaliśmy wszystkie atomy, molekuły, a nawet aktywne procesy chemiczne obecne w atmosferze odległej planety. Przekazane dane dają nam nawet wgląd w ukształtowanie chmur, dowiedzieliśmy się, że są one pofragmentowane, a nie pokrywają planety nieprzerwaną warstwą. Przekazane informacje dotyczą atmosfery planety WASP-39b, na której trenowano instrumenty Webba. To gorący saturn, zatem planeta o masie dorównującej Saturnowi, ale znajdująca się na orbicie bliższej gwiazdy niż Merkury. WASP-39b oddalona jest od Ziemi o około 700 lat świetlnych. Natalie Batalha z University of California w Santa Cruz (UC Santa Cruz), która brała udział w koordynacji badań, mówi, że dzięki wykorzystaniu licznych instrumentów Webba działających w podczerwieni udało się zdobyć dane, które dotychczas były dla ludzkości niedostępne. Możliwość uzyskania takich informacji całkowicie zmienia reguły gry, stwierdza uczona. Badania zaowocowały przygotowaniem pięciu artykułów naukowych, z których trzy są właśnie publikowane, a dwa recenzowane. Jednym z bezprecedensowych odkryć dokonanych przez Webba jest zarejestrowanie obecności dwutlenku siarki, molekuły powstającej w wyniku reakcji chemicznych zapoczątkowywanych przez wysokoenergetyczne światło docierające od gwiazdy macierzystej. Na Ziemi w podobnym procesie powstaje ochronna warstwa ozonowa. Po raz pierwszy w historii mamy dowód na reakcję fotochemiczną na egzoplanecie, mówi Shang-Min Tasi z Uniwersytetu Oksfordzkiego, który jest głównym autorem artykułu na temat pochodzenia dwutlenku siarki w atmosferze WASP-39b. Odkrycie to jest niezwykle ważne dla zrozumienia atmosfer egzoplanet. Informacje dostarczone przez Webba zostaną użyte do zbudowania fotochemicznych modeli komputerowych, które pozwolą nam wyjaśnić zjawiska zachodzące w atmosferze egoplanet. To z kolei zwiększy nasze możliwości poszukiwania życia na planetach pozasłonecznych. Planety są zmieniane i modelowane przez promieniowanie ich gwiazd macierzystych. Takie właśnie zmiany umożliwiły powstanie życia na Ziemi, wyjaśnia Batalha. WASP-39b znajduje się aż ośmiokrotnie bliżej swojej gwiazdy niż Merkury Słońca. To zaś okazja do zbadania wpływu gwiazd na egzoplanety i lepszego zrozumienia związków pomiędzy gwiazdą a planetą. Specjaliści będą mogli dzięki temu lepiej pojąć zróżnicowanie planet we wszechświecie. Poza dwutlenkiem siarki Webb wykrył też obecność sodu, potasu, pary wodnej, dwutlenku węgla oraz tlenku węgla. Nie zarejestrował natomiast oczywistych śladów obecności metanu i siarkowodoru. Jeśli gazy te są obecne w atmosferze, to jest ich niewiele. Astrofizyk Hannah Wakeford z University of Bristol w Wielkiej Brytanii, która specjalizuje się w badaniu atmosfer egzoplanet jest zachwycona danymi z Webba. Przewidywaliśmy, co może nam pokazać, ale to, co otrzymaliśmy, jest bardziej precyzyjne, zróżnicowane i piękne niż sądziliśmy, stwierdza. Teleskop dostarczył tak szczegółowych informacji, że specjaliści mogą też określać wzajemne stosunki pierwiastków, np. węgla do tlenu czy potasu do tlenu. Tego typu informacje pozwalają zrekonstruować sposób tworzenia się planety z dysku protoplanetarnego otaczającego jej gwiazdę macierzystą. Skład atmosfery WASP-39b wskazuje, że w procesie powstawania dochodziło do licznych zderzeń i połączeń z planetozymalami, czyli zalążkami planet. Obfitość siarki w stosunku do tlenu wskazuje prawdopodobnie, że doszło do znaczącej akrecji planetozymali. Dane pokazują też, że tlen występuje w znacznie większej obfitości niż węgiel, a to potencjalnie oznacza, że WASP-39b uformowała się z daleka od gwiazdy, mówi Kazumasa Ohno z UC Santa Cruz. Dzięki Webbowi będziemy mogli dokładnie przyjrzeć się atmosferom egzoplanet. To niezwykle ekscytujące, bo całkowicie zmieni naszą wiedzę. I to jedna z najlepszych stron bycia naukowcem, dodaje Laura Flagg z Cornell University. « powrót do artykułu

Atmosfera Jowisza słynna jest ze swoich wielkich kolorowych wirów. Ma też jednak mniej znaną niezwykłą cechę. Jej górna część jest wyjątkowo gorąca. O setki stopni cieplejsza, niż być powinna. Teraz naukowcy poinformowali o odkryciu gigantycznej, rozciągającej się na 130 000 kilometrów fali ciepła o temperaturze przekraczającej 700 stopni. Do Jowisza dociera ponad 25-krotnie mniej promieniowania słonecznego niż do Ziemi. Z obliczeń wynika, że górne partie jego atmosfery powinny mieć temperaturę -70 stopni Celsjusza. Tymczasem pomiary wykonywane w różnych miejscach wskazują, że w górnych partiach chmur panują temperatury powyżej 400 stopni Celsjusza. James O'Donoghue z Japońskiej Agencji Kosmicznej (JAXA) stworzył wraz z kolegami pierwszą mapę górnych warstw atmosfery Jowisza, która pozwalała na zidentyfikowanie dominujących źródeł ciepła w atmosferze. Teraz uczeni poinformowali, że za podgrzewanie atmosfery mogą odpowiadać zorze polarne. Zorze znamy też z Ziemi, jednak o ile na Błękitnej Planecie jest to zjawisko czasowe, do którego dochodzi podczas zwiększonej aktywności Słońca, o tyle na Jowiszu zorze istnieją bez przerwy, zmienia się tylko ich intensywność. Naukowcy z JAXA zauważyli, że potężne zorze rozgrzewają atmosferę wokół biegunów Jowisza do temperatury ponad 700 stopni Celsjusza, a później ciepło to jest roznoszone przez wiatr wokół całej planety. Uczeni odkryli, wspomnianą na wstępie, szczególnie intensywną falę gorąca bezpośrednio pod zorzą północną i stwierdzili, że fala ta przemieszcza się w stronę równika z prędkością tysięcy kilometrów na godzinę. Pojawiła się ona prawdopodobnie w wyniku silniejszego impulsu wiatru słonecznego, który zderzył się z polem magnetycznym Jowisza i dodatkowo podgrzał atmosferę. Zorze bez przerwy podgrzewają atmosferę Jowisza, a fale, jak ta przez nas odkryta, są dodatkowym ważnym źródłem energii, stwierdził O'Donoghoue podczas odczytu wygłoszonego w trakcie Europlanet Science Congress (EPSC) 2022 w Granadzie. « powrót do artykułu

Od niemal 1,5 roku na powierzchni Marsa pracuje MOXIE (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment), które wytwarza tlen z marsjańskiej atmosfery. Urządzenie, znajdujące się na pokładzie łazika Perseverance, trafiło na Czerwoną Planetę w lutym 2021, a pierwszy tlen wytworzyło 20 kwietnia. Naukowcy z MIT i NASA informują, że do końca 2021 roku MOXIE uruchamiano siedmiokrotnie, podczas różnych pór roku, w różnych warunkach atmosferycznych, zarówno w ciągu dnia jak i nocy. Za każdym razem eksperymentalny instrument osiągał swój cel i produkował 6 gramów tlenu na godzinę. To mniej więcej tyle co średniej wielkości drzewo na Ziemi. Badacze przewidują, że zanim na Marsie wyląduje pierwszy człowiek, zostanie tam wysłana większa wersja MOXIE, zdolna do produkcji kilkunastu lub kilkudziesięciu kilogramów tlenu na godzinę. Takie urządzenie zapewniałoby nie tylko tlen do oddychania, ale również tlen potrzebny do wyprodukowania paliwa, dzięki któremu astronauci mogliby wrócić na Ziemię. MOXIE to pierwszy krok w kierunku realizacji tych zamierzeń. MOXIE to jednocześnie pierwsze urządzenie na Marsie, które wykorzystuje lokalne surowce – w tym przypadku dwutlenek węgla – do produkcji potrzebnych nam zasobów. To pierwsza w historii praktyczna demonstracja wykorzystania zasobów z innej planety i przekształcenia ich w coś, co można wykorzystać podczas misji załogowej, mówi profesor Jeffrey Hoffman z Wydziału Aeronautyki i Astronautyki MIT. Nauczyliśmy się bardzo wielu rzeczy, dzięki którym będziemy mogli przygotować większy system tego typu, dodaje Michael Hecht z Haystack Observatory na MIT, główny badacz misji MOXIE. Obecna wersja MOXIE jest niewielka. Urządzenie ma się zmieścić na pokładzie łazika. Ponadto zaprojektowano je z myślą o działaniu przez krótki czas. Prowadzenie eksperymentów z użyciem MOXIE zależy od innych badań prowadzonych przez łazik. Docelowa pełnowymiarowa wersja urządzenia miałaby pracować bez przerwy. MOXIE najpierw pobiera gaz z atmosfery Marsa. Przechodzi on przez filtr usuwający zanieczyszczenia. Gaz jest następnie kompresowany i przesyłany do instrumentu SOXE (Solid OXide Electrolyzer), który elektrochemicznie rozbija CO2 na jony tlenu i tlenek węgla. Jony są następnie izolowane i łączone, by uzyskać tlen molekularny O2. Jest ona następnie badany pod kątem ilości i czystości, a później uwalniany wraz z innymi gazami do atmosfery Marsa. Po uruchomieniu MOXIE najpierw przez kilka godzin się rozgrzewa, później przez godzinę produkuje tlen, a następnie kończy pracę. Każdy z siedmiu eksperymentów zaplanowano tak, by odbywał się w różnych warunkach. Naukowcy chcieli sprawdzić, czy urządzenie poradzi sobie z takim wyzwaniem. Atmosfera Marsa jest znacznie bardziej zmienna niż atmosfera Ziemi. Jej gęstość w ciągu roku może zmieniać się o 100%, a zmiany temperatury dochodzą do 100 stopni Celsjusza. Jednym z celów naszych eksperymentów było sprawdzenie, czy MOXIE będzie działało o każdej porze roku, wyjaśnia Hoffman. Dotychczas urządzenie produkowało tlen niemal o każdej porze dnia i nocy. Nie sprawdzaliśmy jeszcze, czy może pracować o świcie lub zmierzchu, gdy dochodzi do znacznych zmian temperatury. Ale mamy asa w rękawie. Testowaliśmy MOXIE w laboratorium i sądzę, że będziemy w stanie udowodnić, iż rzeczywiście radzi sobie o każdej porze doby, zapowiada Michael Hecht. Na tym jednak ambitne plany się nie kończą. Inżynierowie planują przeprowadzenie testów marsjańską wiosną, gdy gęstość atmosfery i poziom CO2 są najwyższe. Uruchomimy MOXIE przy największej gęstości atmosfery i spróbujemy pozyskać najwięcej tlenu jak to tylko będzie możliwe. Ustawimy najwyższą moc na jaką się odważymy i pozwolimy urządzeniu pracować tak długo, jak będziemy mogli, dodaje menedżer. MOXIE jest jednym z wielu eksperymentów na pokładzie Perseverance, nie może więc pracować bez przerwy, energia potrzebna jest też do zasilania innych urządzeń. Dlatego tez instrument jest uruchamiany i zatrzymywany, to zaś prowadzi do dużych zmian temperatury, które z czasem mogą niekorzystnie wpływać na urządzenie. Dlatego też inżynierowie analizują prace MOXIE pod kątem zużycia. To bardzo potrzebne badania. Jeśli bowiem mała wersja MOXIE wytrzyma wielokrotne uruchamianie, ogrzewanie, pracę i schładzanie się, to duża wersja, działająca bez przerwy, powinna być w stanie pracować przez tysiące godzin. Na potrzeby misji załogowej będziemy musieli przywieźć na Marsa wiele różnych rzeczy, jak komputery, skafandry czy pomieszczenia mieszkalne. Po co więc brać jeszcze ze sobą tlen, skoro można go wytworzyć na miejscu, mówi Hoffman. « powrót do artykułu

Zdaniem dwojga naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis, atmosfera Marsa uformowała się w sposób, który przeczy współczesnym teoriom. Do takich wniosków doszli Sandrine Peron i Sujoy Mukhopadhyay, którzy przeprowadzili nowe analizy pochodzącego z wnętrza Marsa meteorytu Chassigny. Układ Słoneczny powstał z mgławicy gazu i pyłu, które utworzyły Słońce i planety. Chronologię jego powstawania można odtworzyć badając ilość poszczególnych pierwiastków i stosunki ich izotopów. Obecne teorie mówią, że planety skaliste, jak Mars, uzyskały pierwiastki lotne – jak np. wodór, tlen czy gazy szlachetne – z otaczającej je mgławicy przedsłonecznej podczas wczesnych etapów formowania się. Pierwiastki te najpierw rozpuściły się w płaszczu planety skalistej – który wówczas był jednym wielkim oceanem magmy – a gdy magma stygła i się krystalizowała, doszło do jej odgazowania i te pobrane z mgławicy pierwiastki trafiły do atmosfery planet, skąd powoli uciekały w przestrzeń kosmiczną. Dodatkowym źródłem pierwiastków lotnych w planetach skalistych były zaś meteoryty skaliste, chondryty, które rozbijały się o ich powierzchnię. Jeśli taka teoria jest prawdziwa, to należałoby się spodziewać, że pierwiastki, jakie znajdziemy we wnętrzu planety, pochodzą głównie z mgławicy protoplanetarnej lub są mieszaniną pierwiastków z mgławicy i chondrytów. Natomiast pierwiastki lotne w atmosferze powinny pochodzić głównie z chondrytów, gdyż te pochodzące z mgławicy zdążyły się w dużej mierze ulotnić. Peron i Mukhopadhyay zbadali izotopy kryptonu w meteorycie. Jako że stosunki izotopów kryptonu w mgławicy przedsłonecznej i w chondrytach są różne, badanie pozwala ustalić, skąd pochodzi krypton we wnętrzu Marsa. Okazało się, że we wnętrzu Marsa znajduje się krypton pochodzący z chondrytów, a nie z mgławicy. Odkrycie to wskazuje, że chondryty dostarczały pierwiastki lotne do wnętrza Marsa znacznie wcześniej, niż sądzono, jeszcze w czasie, gdy obecna była mgławica przedsłoneczna. Dlatego też naukowcy z UC Davis uważają, że pierwiastki lotne w atmosferze planety nie pochodzą z odgazowania płaszcza, a zostały przechwycone bezpośrednio z mgławicy. Ta zaś przestała istnieć około 10 milionów lat po narodzinach Układu Słonecznego. To zaś rodzi pytanie, w jaki sposób pierwiastki te przetrwały przez tak długi czas w atmosferze. Być może zaraz po uformowaniu na Marsie panowały niskie temperatury i pierwiastki zostały uwięzione w czapach lodowych na biegunach planety. « powrót do artykułu

Gdy przed 10 000 lat ludzkość zajęła się rolnictwem, doprowadziło to nie tylko do olbrzymich zmian społecznych czy politycznych. Zajmowanie pod uprawę coraz większych areałów, pojawienie się w końcu rolnictwa na skalę przemysłową doprowadziło też do zmiany składu atmosfery. Jeśli więc istnieją planety, których mieszkańcy również prowadzą rozwiniętą gospodarkę rolną, to ich atmosfery odczuły skutki takiej działalności. Istnieją w nich sygnatury, które powinien zauważyć Teleskop Webba (JWST). Ziemia pokryta jest olbrzymią mozaiką pól uprawnych, doszło do zmiany sposobu odbijania światła przez szatę roślinną ziemi, a pola uprawne – szczególnie z upraw przemysłowych – emitują do atmosfery różnego typu związki chemiczne. Zdaniem grupy astronomów, zmiany takie muszą być widoczne z przestrzeni kosmicznej. I podobne sygnatury są generowane na wszystkich egzoplanetach, gdzie istnieje rozwinięte rolnictwo. W przyszłych badaniach sygnatur cywilizacji technicznych, warto rozważyć możliwość istnienia sygnatur z „egzofarm”, uważa Jacob Haqq-Misra i jego koledzy Blue Marble Space Institute of Science w Seattle. Jedną z cech charakterystycznych rolnictwa jest nawożenie pól. Dzięki temu rośliny mają lepszy dostęp do azotu, jednego z podstawowych składowych życia. Podczas produkcji nawozów sztucznych używa się olbrzymich ilości amoniaku. Część z tego amoniaku ucieka do atmosfery. Utrzymuje się w niej jednak zaledwie przed kilka dni. Wykrycie więc amoniaku w atmosferze planety może oznaczać, że jest on tam ciągle dostarczany, a jego źródłem może być rolnictwo. Jednak sam amoniak to nie wszystko. Wykorzystywanie amoniaku wiąże się też z pojawieniem się tlenku diazotu (N2O), gazu cieplarnianego utrzymującego się w atmosferze przez ponad 100 lat. Jakby jeszcze tego było mało, rolnictwo jest też wielkim źródłem emisji metanu. Zatem astronomowie, którzy za pomocą JWST będą szukali śladów życia pozaziemskiego, mogą rozejrzeć się za sygnaturami wszystkich trzech związków. A zakres swoich badań mogą znacznie zawęzić, gdyż sygnatury świadczące o istnieniu egzofarm mogą pojawić się tylko na planetach, na których przebiega proces fotosyntezy, zatem w atmosferach takich planet powinny być też widoczne sygnatury H2O, O2 i CO2, mówi Haqq-Misra. Z naszych wyliczeń wynika, że jednoczesne wykrycie NH2 i N2O w atmosferze zawierającej H2O, O2 i CO2 może być sygnaturą istnienia dużego areału uprawnego, stwierdzają autorzy badań. I dodają, że Teleskop Webba powinien być w stanie wykryć amoniak występujący w ilości 5 części na milion w atmosferze planety krążącej wokół pobliskiego czerwonego karła, jeśli znajduje się w niej również sporo wodoru. Obecnie stężenie amoniaku w atmosferze Ziemi wynosi około 10 części na milion. « powrót do artykułu

Nad odpowiednimi sposobami przyjaznego klimatowi gospodarowania glebą, tak aby wzbogacić ją w huminy – materię organiczną odporną na rozkład mikrobiologiczny – pracuje międzynarodowy zespół naukowy z udziałem Polaków. Gleba jest globalnie największym magazynem węgla, który jest wiązany w glebowej materii organicznej. Niestety, trwałość jej na ogół nie jest wysoka, gdyż z czasem przy udziale mikroorganizmów ulega ona mineralizacji, a uwolniony węgiel jest emitowany do atmosfery. Zmiany klimatyczne związane z emisją dwutlenku węgla skłaniają badaczy do szukania sposobów na zwiększenie w glebie zawartości węgla, który jest wiązany w bardziej trwałych formach.Rośliny pobierają dwutlenek węgla z powietrza i wbudowują węgiel w swoje tkanki. Po obumarciu rośliny – w wyniku skomplikowanych procesów biochemicznych – tkanki te przekształcają się w glebową materię organiczną. W ten sposób węgiel jest usuwany z atmosfery i magazynowany w roślinach i glebie. Międzynarodowe badania polowe Naukowcy wybiorą te metody agrotechniczne, które mogą wpłynąć na optymalną zawartość węgla organicznego w glebie. Określą stabilność glebowej materii organicznej w zależności od warunków gospodarowania w różnych warunkach klimatycznych Europu i USA. Mamy dostęp do unikatowych wieloletnich badań polowych prowadzonych przez partnerów na różnych glebach w odmiennych warunkach klimatycznych – mówi kierownik projektu prof. Jerzy Weber z Instytutu Nauk o Glebie, Żywienia Roślin i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Liderem konsorcjum „SOMPACS – soil management effects on Soil Organic Matter Properties And Carbon Sequestration” jest Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, pozostałe polskie ośrodki zaangażowane w projekt to Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Instytut Agrofizyki PAN w Lublinie, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Uniwersytet Wrocławski oraz Grupa Producentów Rolnych TERRA z Prusic koło Złotoryi. Huminy odporne na rozkład Badacze sprawdzą, jak różne sposoby użytkowania i uprawiania gleby wpływają na tworzenie się w glebie frakcji najbardziej odpornej na procesy rozkładu. Ta frakcja to tzw. huminy. Jak wyjaśnia prof. Jerzy Weber, substancje humusowe zawarte w glebie bada się rozpuszczając je w alkaliach, dzięki czemu mogą być wydzielane jej poszczególne frakcje. Na tej zasadzie uzyskano preparat immunologiczny prof. Tołpy, który na rynku farmaceutycznym zrobił furorę w latach 80. XX wieku. Huminy są trudne do badania, bo nie rozpuszczają się w alkaliach. Frakcja ta będzie we Wrocławiu izolowana poprzez usuwanie wszystkich pozostałych składników materiału glebowego metodą opublikowaną przez nas w 2021 roku. Na uniwersytecie Limerick w Irlandii będzie wykorzystywana do tego metoda ekstrakcji, a frakcje uzyskane obu metodami będą analizowane przez wszystkich uczestników międzynarodowego konsorcjum. Będziemy dążyć do określenia w jaki sposób różne użytkowanie gleby wpływa na zawartość i właściwości humin – tłumaczy prof. Weber. Przyjazne klimatowi sposoby gospodarowania glebą Badacze pobiorą próbki z ośmiu wieloletnich doświadczeń polowych z różnymi systemami gospodarowania glebą na Litwie, we Włoszech, w Irlandii i w Polsce (tu stosowanymi od wieku), a także z najdłuższego na świecie brytyjskiego eksperymentu Broadbalk prowadzonego nieprzerwanie przez od 178 lat. Wśród tych systemów jest uprawa konwencjonalna lub bezorkowa, nawożenie mineralne lub organiczne, uprawa z międzyplonami lub bez nich, grunty orne lub użytki zielone oraz gleby uprawiane albo nieuprawiane. Eksperymenty będą również prowadzone na polach produkcyjnych, gdzie oprócz stosowanych metod uprawy zastosowane zostaną dodatki stymulujące wzrost korzeni (komercyjne produkty humusowe, biowęgiel, poferment z biogazowni). Wpływ tych dodatków na zawartość i właściwości glebowej materii organicznej zostanie zbadany w doświadczeniach polowych, a także w badaniach inkubacyjnych nad jej rozkładem mikrobiologicznym. Równolegle do pobierania próbek gleby, w doświadczeniach polowych będzie określone plonowanie, a także w warunkach polowych będzie mierzona emisja CO2 z gleby. Podstawowe właściwości gleby zostaną uzupełnione analizą aktywności enzymatycznej, badaniem retencji wody w glebie, hydrofobowości gleby i stabilności jej struktury, składu mineralogicznego koloidów glebowych, a także specjalistycznymi badaniami właściwości mikrobiologicznych, w tym genetyki mikrobiomu i mykobiomu – wyjaśnia prof. Weber. Najwyższa nagroda w europejskim konkursie Projekt międzynarodowego konsorcjum, którego liderem jest Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, został najwyżej oceniony w pierwszym zewnętrznym konkursie The European Joint Programme EJP SOIL Towards climate-smart sustainable management of agricultural soils. Celem konkursu jest przyjazne dla klimatu zrównoważone gospodarowanie glebami rolniczymi, co daje możliwość połączenia kwestii zmian klimatycznych z szeroko rozumianym rolnictwem. Z około 80 zgłoszonych projektów do finansowania wybrano 11. Najwyżej oceniono właśnie „SOMPACS”. Badania potrwają do 2025. Poza polskimi instytucjami realizować je będzie: University of Limerick z Irlandii, University of Rostock z Niemiec, University of Wyoming w Stanach Zjednoczonych, University of Naples we Włoszech, Vytautas Magnis University i Agricultural Academy w Kownie na Litwie, Rothamsted Research w Harpenden w Wielkiej Brytanii. W Polsce badania będą finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, które łącznie na ten cel przeznaczyło 200 tysięcy euro. « powrót do artykułu

Astronomowie z MIT uzyskali najdokładniejszy obraz atmosfery nocnej strony egzoplanety znajdującej się w obrocie synchronicznym wokół swojej gwiazdy. Przeszliśmy z etapu badania izolowanych regionów atmosfery egzoplanet, to badania ich takimi jakimi naprawdę są – trójwymiarowymi systemami, mówi Thomas Mikal-Evans, lider grupy badawczej z Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. Z obrotem synchronicznym mamy do czynienia na przykład w układzie Ziemia-Księżyc. Srebrny Glob, obracając się synchronicznie wokół naszej planety, jest wystawiony w jej kierunku zawsze tą samą stroną. W przypadku wspomnianej planety WASP-121b oznacza to, że po jednej jej stronie panuje wieczny dzień, a po drugiej – wieczna noc. WASP-121b to gorący Jowisz odkryty w 2015 roku. Krąży wokół gwiazdy znajdującej się około 850 lat świetlnych od Ziemi. Ma też jedną z najciaśniejszych orbit. Pełny obieg wokół gwiazdy zajmuje planecie około 30 godzin. Już wcześniej po dziennej stronie WASP-121b odkryto parę wodną, a naukowcy badali, jak wraz ze wzrostem wysokości zmienia się temperatura atmosfery. Teraz zaś udało się zbadać nocną stronę planety, zmapować zmiany temperatury pomiędzy stroną nocną a dzienną i pokazać, jak temperatury zmieniają się wraz ze wzrostem wysokości. Po raz pierwszy też zbadano przemieszczanie się pary wodnej pomiędzy obiema stronami egzoplanety obracającej się synchronicznie wokół gwiazdy. Ziemia, której siły pływowe gwiazdy nie zamknęły w obrocie synchronicznym, doświadcza dnia i nocy, a cykl obiegu wody polega w dużej mierze na parowaniu, kondensacji i tworzeniu chmur oraz opadach. Jednak na WASP-121b zachodzą niezwykle dramatyczne zjawiska. Na dziennej stronie, gdzie temperatury przekraczają 2700 stopni Celsjusza, molekuły wody są rozbijane na tworzące je atomy wodoru i tlenu. Wiatry wydmuchują te atomy na stronę nocną. Tam panują niższe temperatury i dochodzi do ponownego utworzenia molekuł wody. Te zaś ponownie wędrują na stronę dzienną i proces się powtarza. Ten gwałtowny cykl obiegu wody jest napędzany przez równie gwałtowne wiatry wiejące wokół planety z prędkością dochodzącą do 18 000 kilometrów na godzinę. Jednak wokół planety krąży nie tylko woda. Jej nocna strona jest na tyle chłodna, że powstają tam chmury z żelaza i korundu (Al2O3), minerału tworzącego rubiny czy szafiry. Chmury te mogą również być wypychane na dzienną stronę, gdzie dochodzi do odparowywania minerału. Gdzieś po drodze mogą spaść deszcze. Ale na WASP-121b nie pada woda. Z nieba mogą tam lecież kamienie szlachetne. Dzięki tym obserwacjom mamy obraz atmosfery całej planety, cieszy się Mikal-Evans. A obserwacji dokonano za pomocą spektroskopu znajdującego się na pokładzie Teleskopu Hubble'a. Analizuje on światło pochodzące z atmosfery, rozbija je na składowe długości fali i na tej podstawie dostarcza danych, dzięki którym astronomowie mogą określić temperaturę i skład atmosfery. Wielokrotnie w ten sposób obserwowano dzienną stronę różnych egzoplanet. Badanie strony nocnej jest znacznie trudniejsze. Wymaga bowiem śledzenia niewielkich zmian w spektrum światła z planety, do których dochodzi, gdy okrąża ona swoją gwiazdę. Naukowcom z MIT ta sztuka się udała. Byli w stanie określić profil temperatury całej atmosfery. Dowiedzieli się, że w najgłębszych warstwach atmosfery po stronie dziennej temperatura nieco przekracza 2200 stopni Celsjusza, a w warstwach najwyższych wynosi ona ponad 3200 stopni. Natomiast po stronie nocnej temperatura warstwy najniższej wynosi nieco ponad 1500 stopni Celsjusza, by w warstwie najwyższej spaść do około 1200 stopni. Model komputerowy użyty do zbadania gradientu temperatur na różnych wysokościach wykazał, że po stronie nocnej mogą istnieć chmury złożone m.in. z żelaza, korundu i tytanu. Najgorętsze miejsce planety znajduje się bezpośrednio pod jej gwiazdą, jednak region ten jest przesuwany przez silne wiatry na wschód, zanim ciepło zdąży uciec w przestrzeń kosmiczną. To właśnie z wielkości tego przesunięcia wyliczono prędkość wiatru. Wiejące tam wiatry są znacznie potężniejsze niż ziemski prąd strumieniowy. Prawdopodobnie może on przemieścić chmury wokół całej planety w czasie około 20 godzin, mówi współautor badań, Tansu Daylan. Naukowcy już zarezerwowali sobie czas obserwacyjny na Teleskopie Kosmicznym Jamesa Webba. Mają nadzieję, że za jego pomocą będą mogli obserwować nie tylko przemieszczanie się wody, ale i dwutlenku węgla w atmosferze. Ilość węgla i tlenu w atmosferze może znam zdradzić, gdzie dochodzi do formowania się tego typu planet, wyjaśnia Mikal-Evans. « powrót do artykułu

W przeszłości astronomowie często zakładali, że atmosfery egzoplanet są jednorodne i próbowali rozumieć je w ten sposób. Nasze badania pokazują, że nawet atmosfery gazowych olbrzymów poddawanych intensywnemu promieniowaniu mają złożoną trójwymiarową strukturę, mówi Jens Hoeijmakers z Uniwersytetu w Lund. Uczony wchodzi w skład międzynarodowego zespołu, który zauważył, że atmosfera egzoplanety WASP-189b jest – podobnie jak Ziemia – złożona z warstw. Otaczająca naszą planetę atmosfera składa się z kilku warstw o różnych właściwościach. Na przykład w troposferze – która sięga od powierzchni Ziemi na średnią wysokość 13 km – znajduje się niemal cała para wodna występująca w atmosferze, występuje pionowy ruch powietrza, a temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości. Z kolei w znajdującej się powyżej stratosferze pary wodnej niemal nie ma, pionowe ruchy powietrza nie występują, a temperatura rośnie wraz ze wzrostem wysokości. Teraz okazało się, że odległa o 322 lata świetlne od Ziemi WASP-189b również ma atmosferę złożoną z warstw. WASP-189b została odkryta w 2018 roku. To podobny do Jowisza gazowy olbrzym, położony 20-krotnie bliżej swojej gwiazdy niż odległość między Ziemią a Słońcem. A temperatury planety sięgają 3200 stopni Celsjusza. Teraz, dzięki spektrografowi HARPS w La Silla Observatory w Chile po raz pierwszy udało się bardziej szczegółowo przyjrzeć atmosferze takiego „gorącego Jowisza”. Zbadaliśmy światło pochodzące z gwiazdy WASP-189 po jego przejściu przez atmosferę WASP-189b. Gazy w atmosferze absorbują niektóre częstotliwości światła, tworząc w ten sposób swoisty odcisk palca. Dzięki HARPS mogliśmy zidentyfikować substancje występujące w atmosferze, mówi główna autorka badań, Bibiana Prinoth, doktorantka z Uniwersytetu w Lund. W gazach atmosferycznych zauważono dzięki temu obecność m.in. żelaza, chromu, wanadu, magnezu i manganu. Jednak naukowców najbardziej zaintrygowała obecność tlenku tytanu. Na Ziemi substancja ta bardzo rzadko występuje, jednak na WASP-189b może odgrywać podobną rolę, co ozon w atmosferze ziemskiej. Tlenek tytanu absorbuje fale o niewielkiej długości, takie jak promieniowanie ultrafioletowe. Jego wykrycie wskazuje, że w atmosferze WASP-189b znajduje się warstwa, która wchodzi w interakcje z promieniowaniem gwiazdy macierzystej w podobny sposób, w jaki ozon na Ziemi wchodzi w interakcje z promieniowaniem słonecznym, wyjaśnia profesor Kevin Heng, astrofizyk z Uniwersytetu w Bernie. Okazało się, że to nie jedyna warstwa. Naukowcy stwierdzili, że sygnatury poszczególnych gazów nieco różnią się od tego, czego się spodziewali. Sądzimy, że do tych zmian przyczyniły się silne wiatry i inne procesy. A ponieważ sygnatury różnych gazów były zmienione w różny sposób, uważamy, że wskazuje to, iż gazy te znajdują się w różnych warstwach atmosfery. Podobnie dla obserwatora z zewnątrz sygnatury pary wodnej i ozonu w atmosfery Ziemi wydawałyby się zmienione w różny sposób, gdyż znajdują się w różnych warstwach, dodaje Prinoth. A profesor Heng zauważa, że odkrycie to oznacza, iż należy sprawdzać, czy atmosfery egzoplanet nie mają trójwymiarowej struktury. To wymaga zmian w technikach analizy danych, modelowaniu komputerowym i teorii dotyczącej budowy atmosfery, stwierdza uczony. « powrót do artykułu

Sadzenie drzew i zapobieganie pożarom lasów niekoniecznie prowadzi do uwięzienia większej ilości węgla w glebie. Autorzy badań opublikowanych na łamach Nature Geoscience odkryli, że planowane wypalanie sawann, użytków zielonych oraz lasów strefy umiarkowanej może pomóc w ustabilizowaniu węgla uwięzionego w glebie, a nawet zwiększenia jego ilości. Kontrolowane wypalanie lasów, którego celem jest zmniejszenie intensywności przyszłych niekontrolowanych pożarów, to dobrze znana strategia. Odkryliśmy, że w takich ekosystemach jak lasy strefy umiarkowanej, sawanny i użytki zielone, ogień może ustabilizować, a nawet zwiększyć ilość węgla uwięzionego w glebie, mówi główny autor badań, doktor Adam Pellegrini z University of Cambridge. Wynikiem dużego niekontrolowanego pożaru lasu jest erozja gleby i wypłukiwanie węgla do środowiska. Mogą minąć nawet dziesięciolecia, nim uwolniony w ten sposób węgiel zostanie ponownie uwięziony. Jednak, jak przekonują autorzy najnowszych badań, ogień może również prowadzić do takich zmian w glebie, które równoważą utratę węgla i mogą go ustabilizować. Po pierwsze, w wyniku pożaru powstaje węgiel drzewny, który jest bardzo odporny na rozkład. Warstwa węgla zamyka zaś wewnątrz bogatą w węgiel materię organiczną. Ponadto ogień może zwiększyć ilość węgla ściśle powiązanego z minerałami w glebie. Jeśli odpowiednio dobierze się częstotliwość i intensywność pożarów, ekosystem może uwięzić olbrzymie ilości węgla. Chodzi tutaj o zrównoważenie węgla przechodzącego do gleby w postaci martwych roślin i węgla wydostającego się z gleby w procesie rozkładu, erozji i wypłukiwania, wyjaśnia Pellegrini. Gdy pożary są częste i intensywne, a tak się dzieje w przypadku gęstych lasów, wypalane są wszystkie martwe rośliny. Ta martwa materia organiczna rozłożyłaby się i węgiel trafiłby do gleby. Tymczasem w wyniku pożaru zostaje on uwolniony do atmosfery. Ponadto bardzo intensywne pożary mogą destabilizować glebę, oddzielając bogatą w węgiel materię organiczną od minerałów i zabijając bakterie oraz grzyby. Bez obecności ognia martwa materia organiczna jest rozkładana przez mikroorganizmy i uwalniana w postaci dwutlenku węgla lub metanu. Gdy jednak dochodzi do niezbyt częstych i niezbyt intensywnych pożarów, tworzy się węgiel drzewny oraz dochodzi do związania węgla z minerałami w glebie. A węgiel w obu tych postaciach jest znacznie bardziej odporny na rozkład, a tym samym na uwolnienie do atmosfery. Autorzy badań mówią, że odpowiednio zarządzane wypalanie może doprowadzić do zwiększenia ilości węgla uwięzionego w glebie. Gdy rozważamy drogi, jakimi ekosystem przechwytuje węgiel z atmosfery i go więzi, zwykle uważamy pożary za coś niekorzystnego. Mamy jednak nadzieję, że nasze badania pozwolą odpowiednio zarządzać pożarami. Ogień może być czymś dobrym, zarówno z punktu widzenia bioróżnorodności jak i przechowywania węgla, przekonuje Pellegrini. « powrót do artykułu

Obecny w atmosferze dwutlenek węgla napędza wzrost roślin. Wiele osób żywi przekonanie, że im więcej węgla w atmosferze, tym bujniejszy wzrost roślinności, a im więcej roślinności, tym więcej węgla z atmosfery one wchłaniają. Wyniki badań, które opublikowano właśnie na łamach Nature wskazują, że gdy więcej CO2 w atmosferze powoduje bardziej bujny wzrost roślin ma to... negatywny wpływ na zdolność gleby do przechowywania węgla. Jedno z możliwych wyjaśnień tego fenomenu brzmi: bujniejsza roślinność wykorzystuje więcej składników zawartych w glebie. A to z kolei przyczynia się do zwiększonej aktywności mikroorganizmów, w wyniku której z gleby uwalniany jest dwutlenek węgla, który bez tej dodatkowej aktywności zostałby w niej uwięziony. Wyniki badań przeczą powszechnemu przekonaniu, że im więcej biomasy rośnie, tym więcej jej się rozkłada, a zawarty w niej węgiel zostaje uwięziony w glebie. Autorzy najnowszych badań przeanalizowali dane ze 108 przeprowadzonych wcześniej eksperymentów, podczas których sprawdzano poziom węgla w glebie, tempo wzrostu roślin oraz wpływ wysokiego stężenia CO2 na oba te czynniki. Ze zdumieniem zauważyli istnienie mechanizmu, który przeczy intuicji. Gdy zwiększa się masa roślin, zwykle zmniejsza się ilość węgla w glebie, mówi główny autor badań, Cesar Terrer z Uniwersytetu Stanforda. Okazało się, że jednoczesny wzrost masy roślinnej oraz koncentracja węgla w glebie są bardzo trudne do osiągnięcia, mówi jeden z autorów badań, profesor Rob Jackson. Uczony dodaje, że obecnie stosowane modele klimatyczne nie biorą pod uwagę tego zjawiska, wskutek czego prawdopodobnie przeszacowują one zdolność gleby do przechowywania węgla pobranego z atmosfery. Szacuje się, że rośliny i gleba absorbują obecnie około 30% CO2 emitowanego przez człowieka. Oszacowanie, jak wiele węgla może zostać uwięzione w glebie jest niezwykle ważne, gdyż węgiel ten powinien pozostawać przez długi czas. Gdy roślina ulega rozkładowi, część uwięzionego w niej węgla powraca do atmosfery. Jednak gdy węgiel zostaje uwięziony w glebie, pozostaje tam przez setki lub tysiące lat, wyjaśnia Terrer. Nowa praca bazuje na opracowaniu autorstwa Terrera, Jacksona i innych, którzy w 2019 roku oszacowali, że dwukrotne – w porównaniu z epoką przedprzemysłową – zwiększenie koncentracji atmosferycznego CO2 doprowadzi do zwiększenia biomasy o około 12%, zatem rośliny prawdopodobnie odegrają znacznie mniejszą niż przewidywano rolę w wycofywaniu węgla z atmosfery. Teraz, po sprawdzeniu jednoczesnej zdolności roślin i gleby do pobierania węgla z atmosfery, uczeni doszli do wniosku, że należy zrewidować i ten mechanizm. W glebie uwięzione jest więcej węgla niż w roślinach. Dlatego też musimy się jej lepiej przyjrzeć, gdy zastanawiamy się nad przewidywanymi zmianami szaty roślinnej, stwierdza Jackson. Z badań wynika, że niespodziewanie dużo węgla mogą w przyszłości absorbować użytki zielone, jak łąki czy pastwiska. W scenariuszu, w którym CO2 jest dwukrotnie wyższe niż przed rewolucją przemysłową, zdolność użytków zielonych do przechowywania węgla rośnie o 8%. Tymczasem zdolność lasów pozostaje na tym samym poziomie co obecnie. Stanie się tak pomimo tego, iż biomasa lasów ma w tym czasie wzrosnąć o 23%, a biomasa użytków zielonych o 9%. Dzieje się tak częściowo dlatego, że drzewa wiążą w glebie stosunkowo mało pochłanianego przez siebie węgla. Z punktu widzenia bioróżnorodności sadzenie lasów na obszarach zajętych przez naturalne użytki zielone czy sawanny to błąd. Nasze badania pokazują, że ekosystemy użytków zielonych są bardzo ważne z punktu widzenia pochłaniania węgla, mówi Terrer. « powrót do artykułu

Po raz pierwszy w górnych warstwach ziemskiej atmosfery zaobserwowano kosmiczny huragan wraz z elektronowym deszczem. Odkrywcy tego zjawiska mówią, że biorąc pod uwagę warunki odnośnie plazmy i pól magnetycznych, wymaganych do pojawienia się tego zjawiska, takie burze powinny być codziennością na Ziemi. W niższych warstwach atmosfery mamy do czynienia ze znanymi wszystkim huraganami. Formują się one nad zbiornikami wodnymi o wysokiej temperaturze. Gdy ogrzane przez nie wilgotne powietrze unosi się do góry, tworzy się obszar niskiego ciśnienia, który zasysa otaczające go powietrze, tworząc silne wiatry i powodując pojawienie się chmur, co prowadzi do dużych opadów. W wyniku działania siły Coriolisa powietrze wewnątrz huraganu porusza się po okręgu. Huragany wykryto również w dolnych warstwach atmosfery Marsa, Jowisz i Saturna, a powierzchni Słońca zaobserwowano tzw. „słoneczne tornada”. Dotychczas jednak nie obserwowano wirujących mas w górnej atmosferze planet. Wspomniany na początku kosmiczny huragan został zarejestrowany nad Biegunem Północnym przez cztery satelity działające w ramach US Defense Meteorological Satellite Program. Zauważono go w jonosferze, kilkaset kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Huragan miał miejsce w sierpniu 2014 roku, ale odkryto go dopiero teraz, podczas retrospektywnej analizy danych prowadzonej pod kierunkiem naukowców z chińskiego Uniwersytetu Shandong. Dzięki narzędziom do trójwymiarowego modelowania magnetosfery uczeni stworzyli model 3D tego zjawiska. Okazało się, że był to tunel o szerokości 1000 kilometrów, który został stworzony przez wirującą plazmę. Obracała się ona w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, składała się z wielu spiralnych ramion i cichego centrum. Burza trwała przez około 8 godzin i stopniowo zanikła. Dotychczas w ogóle nie byliśmy pewni, czy kosmiczne huragany plazmowe w ogóle istnieją. Dokonanie tej obserwacji to coś niesamowitego. Burze tropikalne związane są z istnieniem olbrzymiej ilości energii, więc takie huragany kosmiczne muszą powstawać w wyniku szybkiego transferu dużych ilości energii wiatru słonecznego i naładowanych cząstek w górnych warstwach atmosfery Ziemi, mówi współautor badań, Mike Lockwood z University of Reading. Naukowcy sądzą, że kosmiczny huragan powstaje w wyniku interakcji pomiędzy wiatrem słonecznym a ziemskim polem magnetycznym. Zwracają uwagę na fakt, że zarejestrowany huragan miał miejsce podczas niskiej aktywności Słońca i niskiej aktywności geomagnetycznej, gdy międzyplanetarne pola magnetyczne były zwrócone na północ. To zaś sugeruje, że tego typu huragany mogą być częstym zjawiskiem w atmosferze Ziemi i innych planet. John Coxon, fizyk z University of Southampton, który nie brał udziału w opisywanych tutaj badaniach, przypomina, że naziemne radary są w stanie mierzyć prędkość plazmy. Interesującym byłoby sprawdzenie, czy takie radary są w stanie zarejestrować duży wir, o jakim donoszą autorzy badań, a jeśli nie, to dlaczego, mówi Coxon. Od pewnego czasu wiemy, że interesujące magnetyczne interakcje, takie jak opisane w tych badaniach, mają miejsce, gdy międzyplanetarne pola magnetyczne są zwrócone na północ. Jednak zwykle nikt się tym nie zajmuje, bo jest to uważane za mało ważne, stwierdza Maria-Theresia Walach z Lancaster University. Badania te to bardzo ładny przykład interakcji pomiędzy wiatrem słonecznym, magnetosferą, a jonosferą. O ile sam kosmiczny huragan nie ma większego wpływu na powierzchnię naszej planety, to deszcz elektronów może potencjalnie zakłócić działanie satelitów GPS czy radarów. « powrót do artykułu

Nowa, wykorzystująca światło, technologia lewitacji, pozwoli na zbadanie niedostępnych obecnie obszarów atmosfery. Mohsen Azadi i jego koledzy z University of Pennsylvania pracują nad niewielkimi urządzeniami, które – wykorzystując zjawisko fotoforezy – będą lewitowały w mezosferze, obszarze położonym 50–80 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Gęstość powietrza w mezosferze jest zbyt mała, by mogły latać tam samoloty. Nie latają tam również balony. Dlatego obszar ten jest bardzo słabo poznany. Jednym z rozwiązań problemu umieszczenia tam obiektu latającego byłoby wykorzystanie fotoforezy, ruchu miniaturowych obiektów w aerozolach, do którego dochodzi w wyniku nierównomiernego absorbowania przez nie promieniowania cieplnego. Azadi i jego zespół chcą doprowadzić do lewitacji dość sporych obiektów. Rozpoczęli eksperymenty z folią poliestrową o średnicy 6 mm i grubości 500 nm. Na spodniej stronie umieścili 300-nanometrowej grubości warstwę węglowych nanorurek, tworząc w ten sposób miniaturowe pułapki, w których uwięzione zostaje powietrze. Swoje dyski umieścili w komorze próżniowej, w której panowało ciśnienie 10 Pa, i oświetlili je światłem o intensywności porównywalnej ze światłem słonecznym. Dyski rozgrzewają się i oddają ciepło do otaczającego je powietrza. Powietrze uwięzione w nanorurkach ogrzewane jest dłużej, niż to nad dyskiem. Dzięki temu, gdy już się wyrwie z nanorurkowej pułapki, ma większą prędkość. Powstaje siła pchająca dysk do góry i umożliwiająca mu lewitowanie. Naukowcy, odpowiednio manipulując intensywnością światła, byli w stanie kontrolować, w jaki sposób porusza się dysk. Stworzyli na tej podstawie model teoretyczny jego wznoszenia się i ruchu. Potrzebne są jeszcze dodatkowe badania i prace nad tą koncepcją, jednak już wkrótce może być ona na tyle rozwinięta, że możliwe będzie skonstruowanie lekkich urządzeń latających samodzielnie na wysokości od 50 do 100 kilometrów i zabierających dodatkowe obciążenie o wadze 10 mg. Co więcej, możliwości takich urządzeń będzie można zwiększyć, jeśli setki tego typu lewitujących dysków zostaną połączone za pomocą lekki włókien węglowych. Tego typu „rój” połączonych dysków mógłby zostać wyposażony w urządzenia do badania zapylenia mezosfery czy śledzenia cyrkulacji powietrza. Możliwe stałoby się zatem badanie najsłabiej poznanego obszaru atmosfery. « powrót do artykułu

Bogata w tlen atmosfera utrzyma się na Ziemi jeszcze przez około miliard lat, twierdzi para naukowców z Toho University i NASA Nexus for Exoplanet Systems Science. Na łamach Nature Geoscience Kazumi Ozaki i Christopher Reinhard opisali wyniki swoich symulacji dotyczących przyszłości naszej planety. Wiemy, że z czasem tracące masę Słońce zacznie się powiększać, pochłonie Merkurego i Wenus, a jego zewnętrzne warstwy sięgną Ziemi. Jednak życie na naszej planecie przestanie istnieć na długo przed tym. Ozaki i Reinhard twierdzą, że za około 1 miliard lat Słońce stanie się się bardziej gorące niż obecnie. Będzie emitowało więcej energii przez co na Ziemi dojdzie do spadku zawartości dwutlenku węgla w atmosferze, który będzie absorbował tę energię i się rozpadał. Spalona zostanie też warstwa ozonowa. Spadek poziomu CO2 zaszkodzi roślinom, które będą przez to wytwarzały mniej tlenu. Po około 10 000 lat takiego procesu poziom dwutlenku węgla w atmosferze będzie tak niski, że życie roślinne przestanie istnieć. Bez produkujących tlen roślin nie przetrwają zaś zwierzęta i inne formy życia. Symulacja wykazała, że dojdzie również do wzrostu poziomu metanu, co dodatkowo zaszkodzi organizmom żywym potrzebującym tlenu. Zatem za około miliard lat na Ziemi pozostaną jedynie organizmy beztlenowe. Nasza planeta zacznie przypominać samą siebie z okresu przed pojawieniem się roślin i zwierząt. Jeśli Ozaki i Reinhard mają rację, to kres życia na Ziemi, a przynajmniej życia bardziej złożonego niż organizmy beztlenowe, nastąpi szybciej niż dotychczas zakładano. Przeprowadzone przez nich badania mogą pomóc w poszukiwaniu życia na innych planetach. « powrót do artykułu

Naukowcy z International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) i The University of Western Australia (UWA) we współpracy ze specjalistami z Francuskiego Narodowego Centrum Badań Kosmicznych (CNES) i laboratorium Systèmes de Référence Temps-Espace w Obserwatorium Paryskim ustanowili rekord świata dla najbardziej stabilnej transmisji światła laserowego przez atmosferę. Wykorzystano przy tym nowatorskie australijskie rozwiązania stabilizacji fazy w połączeniu z zaawansowanymi terminalami optycznymi. Dzięki temu przesłano światło lasera, które nie zostało zakłócone przez obecność atmosfery. "Jesteśmy w stanie korygować turbulencje w 3D, czyli w lewo-prawo, góra-dół oraz, co najważniejsze, wzdłuż trasy promienia. Nasza technologia działa tak, jakby atmosfera nie istniała. Dzięki temu możemy wysłać wysoce stabilny sygnały laserowe o wysokiej jakości", mówi główny autor badań, doktorant Benjamin Dix-Matthews z ICRAR i UWA. Wynikiem prac zespołu jest stworzenie najbardziej precyzyjnej metody pomiaru upływu czasu w dwóch różnych lokalizacjach. Doktor Sascha Schediwy w ICRAR-UWA mówi, że osiągnięcie to niesie ze sobą niezwykle ekscytujące możliwości. Jeśli będziemy mieli jeden z takich terminali optycznych na Ziemi, a drugi na satelicie krążącym wokół planety, to możemy zacząć badać podstawy fizyki. Będzie można z niedostępną wcześniej precyzją przetestować ogólną teorię względności Einsteina oraz sprawdzić, czy podstawowe stałe fizyczne podlegają zmianom w czasie. Jednak nowa technologia znajdzie też bardziej praktyczne zastosowania. Będzie można na przykład udoskonalić satelitarne pomiary zmiany poziomów wód czy odkrywać podziemne złoża minerałów, dodaje Schediwy. Nowy system posłuży też optycznej komunikacji. Nasza technologia może pozwolić na zwiększenie o wiele rzędów wielkości tempa komunikacji optycznej z satelitami. Przyszła generacja satelitów będzie mogła znacznie szybciej otrzymać potrzebne informacje z Ziemi, dodaje. Technologia, którą właśnie przetestowano, powstała na potrzeby projektu Square Kilometre Array – największego radioteleskopu na świecie. « powrót do artykułu

NASA poinformowała, że satelita OGO-1 spłonął w atmosferze Ziemi po 56 latach przebywania na orbicie okołoziemskiej. Orbiting Geophysics Observatory 1 został wystrzelony we wrześniu 1964 roku. Był pierwszym z 5 satelitów badających pole magnetyczne Ziemi w ramach misji OGO. Był też ostatnim z nich, który wszedł w ziemską atmosferę. Misja satelity zakończyła się w 1971 roku i od tamtej pory krążył bez celu wokół naszej planety. W wyniku tarcia o górne warstwy atmosfery ważący 487 kilogramów satelita coraz bardziej spowalniał, w wyniku czego zmniejszał wysokość. W końcu 29 sierpnia o godzinie 22:44 czasu polskiego wszedł w atmosferę nad Oceanem Spokojnym i w niej spłonął, nie stanowiąc zagrożenia dla ludzi. NASA dość precyzyjnie wyliczyła miejsce i moment tego wydarzenia. OGO-1 wszedł w atmosferę o około 25 minut wcześniej, niż przewidywała NASA, w wyniku czego miejsce pojawienia się w atmosferze znajdowało się o około 160 kilometrów na południowy-wschód od Tahiti. Dzięki temu NASA mogła nie tylko śledzić satelitę za pomocą radarów, ale również zebrała relacje od mieszkańców Tahiti, którzy obserwowali płonący w atmosferze pojazd. Satelity OGO były wystrzeliwane w latach 1964–1969. Wszystkie spłonęły już w atmosferze naszej planety. « powrót do artykułu

Pod koniec triasu poziom atmosferycznego CO2 był podobny, jak ten, przewidywany dla poziomu w XXI wieku. Trias trwał od 252 do 201 milionów lat temu. Rozpoczął się i zakończył dużym wymieraniem gatunków. Na łamach Nature Communications naukowcy opisali wyniki badań nad bazaltami z formacji Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). Naukowcy z Uniwersytetów w Padwie, Budapeszcie, Tomsku, Oslo, Leeds oraz z kanadyjskiego McGill University i z Sorbony przeanalizowali 200 skał, w których były uwięzione bąble powietrza. Najpierw upewnili się, że zawarty w nich dwutlenek węgla rzeczywiście pochodzi z atmosfery. Następnie przeprowadzili analizy, które pozwoliły im obliczyć stężenie CO2 w atmosferze, w czasie, gdy bąble zostały w magmie uwięzione. CAMP to największa na Ziemi wielka pokrywa lawowa. Pokrywa ona powierzchnię około 11 milionów kilometrów kwadratowych. CAMP powstała przed około 201 milionami lat. Doszło wówczas do serii czterech gigantycznych erupcji, z których każda trwała od kilkuset do kilku tysięcy lat. W wyniku tych wydarzeń na powierzchnię wydostały się nawet 3 miliony km3 magmy. Teraz dowiadujemy się, że podczas takich długotrwałych erupcji do atmosfery przedostało się wystarczająco dużo CO2, by zwiększyć średnie temperatury na Ziemi o 2 stopnie Celsjusza. Masowe wymieranie, które było następstwem tych erupcji, doprowadziło do wyginięcia około 75% gatunków i otworzyło drogę do dominacji dinozaurów. « powrót do artykułu

Microsoft oznajmił, że ma zamiar nie tylko zredukować zredukować emisję węgla związaną ze swoją działalnością, ale usunie z atmosfery węgiel, który wyemitował w całej swojej historii. Koncern wyznaczył sobie dwa ambitne terminy. Do roku 2030 firma chce tk zmienić sposób swojego działania, że będzie więcej węgla wycofywała z atmosfery niż go emitowała, a do roku 2050 ma zamiar wycofać z atmosfery cały węgiel, jaki w związku z prowadzoną przez siebie działalnością wyemitowała od swojego powstania w 1975 roku. To zdecydowane przebicie zapowiedzi Amazona, który obiecał, że do roku 2040 stanie się firmą neutralną pod względem emisji węgla. "Podczas gdy cały świat potrzebuje zredukować emisję netto do zera, ci z nas, których stać na szybsze i bardziej ambitne działanie, powinni to zrobić. Dlatego dzisiaj ogłaszamy nowy plan zredukowania, a docelowo usunięcia z atmosfery, całej emisji powodowanej przez Microsoft", oświadczył prezes Brad Smith. Koncern oznajmił, że do 2030 roku o ponad połowę zmniejszy zarówno swoją własną emisję jak i całego swojego łańcucha dostaw. Koncern pomoże swoim dostawcom i innym partnerom w redukcji ich śladu węglowego, przeznaczy też miliard dolarów na rozwój technologii związanych z redukcją emisji węgla, jego przechwytywaniem i usuwaniem z atmosfery. Od przyszłego zaś roku będzie wymagał od swoich nowych partnerów, by wdrażali politykę redukcji emisji. Firma zapowiedziała też, że co roku będzie publikowała Environmental Sustainability Report, w którym szczegółowo przedstawi poziom swojej emisji i działania zmierzające do jej zmniejszenia. « powrót do artykułu

Przy odpowiednio wysokim stężeniu CO2 w atmosferze może dojść do uruchomienia nieznanego wcześniej mechanizmu, który zwiększy średnią temperaturę powierzchni Ziemi o dodatkowe 8 stopni Celsjusza. Nowo odkryte zjawisko może pozwolić też na wyjaśnienie pewnej zagadki sprzed 50 milionów lat. Profesor Tapio Schneider z California Institute of Technology opublikował w Nature Geoscience wyniki swoich symulacji komputerowych. Okazało się, że jeśli stężenie CO2 w atmosferze przekroczy 1200 ppm (części na milion), dojdzie do rozpadu stratusów, chmur pokrywających około 20% oceanicznych obszarów subtropikalnych. Stratusy ochładzają planetę, a że są tak bardzo rozpowszechnione, ich wpływ jest znaczny. Schenider oraz Colleen Kaul i Kyle Pressel z Pacific Northwest National Laboratory przeprowadzili na superkomputerach symulację ruchu stratusów i ich zachowania się przy rosnącym stężeniu CO2. Okazało się, że gdy poziom dwutlenku węgla przekroczył 1200 ppm doszło do rozpadu stratusów, a to z kolei spowodowało ogrzanie się Ziemi o kolejnych 8 stopni Celsjusza. Co więcej, zauważono, że stratusy nie zaczęły ponownie się formować dopóki poziom CO2 nie spadł znacznie poniżej poziomu, w którym się rozpadały. W bieżącym roku średni poziom CO2 w atmosferze przekroczy 410 ppm, czyli będzie o 130 ppm wyższy od średniego poziomu sprzed epoki przemysłowej. Najwyższy tegoroczny poziom zarejestrowany na Mauna Loa wyniósł 414,27 ppm. Jeśli ludzkość będzie emitowała dwutlenek węgla tak, jak dotychczas, to poziom 1200 ppm zostanie przekroczony po roku 2100. Już samo zwiększenie koncentracji CO2 do tego poziomu, będzie oznaczało, że średnie temperatury na Ziemi będą o 6 stopni Celsjusza wyższe, niż w epoce przedprzemysłowej. Rozpad stratusów doda do tego jeszcze 8 stopni Celsjusza. Wzrost temperatur o 14 stopni byłby katastrofalny. Przy takiej temperaturze w tropikach nie mogłyby żyć zwierzęta stałocieplne, w tym i ludzie. Badania Schneidera i jego kolegów pozwalają też na rozwiązanie starej zagadki paleoklimatologicznej. Z danych geologicznych wiemy, że w eocenie, przed około 50 milionami lat, w Arktyce nie było lodu, żyły tam za to krokodyle. Jednak modele klimatyczne wskazują, że taki scenariusz wymaga, by stężenie CO2 przekraczało 4000 ppm. Z badań wiemy zaś, że w tym czasie koncentracja dwutlenku węgla wynosiła poniżej 2000 ppm. Odkrycie, że przy takiej koncentracji doszłoby do rozpadu stratusów i dodatkowego ogrzania powierzchni Ziemi pozwala wyjaśnić te niezgodności. Profesor Schneider zastrzega, że wspomniane 1200 ppm to zgrubny szacunek, a nie dokładna granica, przy której stratusy zaczynają się rozpadać. « powrót do artykułu

Wycinanie drzew w sposób nieunikniony prowadzi do uwalniania węgla do środowiska, jednak wpływ wylesiania na zmiany klimatyczne jest znacznie przeszacowany, twierdzą autorzy najnowszych badań. Zespół pracujący pod kierunkiem naukowców z Ohio State University i Yale University obliczył, że od roku 1900 wycinka lasów w celu pozyskania drewna oraz pod uprawy przyczyniła się do emisji 92 miliardów ton węgla. Nasze wyliczenia dały wynik aż pięciokrotnie mniejszy niż poprzednie szacunki, które mówiły, że od roku 1900 wylesianie przyczyniło się do emisji 484 miliardów ton węgla, czyli jest odpowiedzialne aż za 1/3 emisji antropogenicznej, mówi profesor Brent Sohngen z Ohio State University. Uczony zauważa, że autorzy poprzednich szacunków nie wzięli pod uwagę nowych nasadzeń drzew oraz innych metod zarządzania lasami, które zmniejszyły wpływ wylesiania na środowisko. Model obliczeniowy, który wykorzystano przy najnowszych badanach, brał pod uwagę wiele różnorodnych działań z zakresu gospodarki leśnej, które przyczyniły się do zmniejszenia negatywnego wpływu wycinki. W ciągu ostatnich stu lat dokonał się znaczący zwrot w gospodarce leśnej. Lasy zaczęto postrzegać jako zasób odnawialny, a nie nieodnawialny. Szacujemy, że działania takie jak zalesianie i inne techniki gospodarki znacząco zmniejszyły niekorzystny wpływ wycinki lasu na środowisko, mówi Sohngen i wyjaśnia, iż autorzy poprzednich badań brali pod uwagę odrastanie lasu jedynie w sposób naturalny, bez żadnej interwencji człowieka. Użytkowanie ziemi i zmiany w jej użytkowaniu mają stosunkowo niewielki wpływ na emisję węgla w porównaniu z niemal 1300 miliardami ton wyemitowanymi w tym samym czasie przez przemysł, dodaje Sohngen. Dotychczasowe szacunki mówiły, że wycinka drzew odpowiada za 27% antropogenicznej emisji węgla od roku 1900. Nowe szacunki pokazują, że odsetek ten jest mniejszy i wynosi 7%. Przeszacowano emisję, gdyż nie wzięto pod uwagę ponownego zalesiania, które jest techniką stosowaną na całym świecie od 70 lat. Zalesianie to rynkowa odpowiedź na spostrzeżenie, że do lat 90. zabraknie starych drzew. Wtedy to, w latach 50. firmy zajmujące się wycinką zaczęły również sadzić drzewa i zarządzać lasami. W ten sposób cały przemysł drzewny stopniowo zmienił się z przemysłu wydobywczego zasobów nieodnawialnych w przemysł uprawy drzew, dodaje współautor badań, Robert Mendelsohn z Yale University. W artykule opublikowanym na łamach Journal of Forest Economics, którego cały numer specjalny poświęcono metodom obliczeniowym służącym ocenie wpływu lasów na obieg węgla, naukowcy zauważają, że jeśli przyjrzymy się trendom z ostatnich dekad, to zauważymy, że w walce z globalnym ociepleniem należy skupić się przede wszystkim na emisji przemysłowej. Tym bardziej, że w ciągu ostatnich 10–15 lat wyraźnie widać, że coraz mniej starych lasów jest wycinanych i trend ten prawdopodobnie utrzyma się w przyszłości. Nie oznacza to jednak, że możemy zrezygnować z ochrony lasów. Wręcz przeciwnie. Ekonomiści zauważają, że jeśli rządy na całym świecie będą prowadziły odpowiednią gospodarkę, przyjmą rozwiązania zachęcające do ochrony lasów, to działania takie odegrają olbrzymią rolę w walce ze zmianami klimatu. Wylesianie jest postrzegane jako olbrzymie źródło emisji węgla, jednak nie jest to duże źródło. Wielkim źródłem jest sektor energetyczny i to na nim powinniśmy skupić swoją uwagę. Na nim oraz na zwiększeniu roli lasów jako czynnika chroniącego środowisko, stwierdza Sohngen. Możliwe jest takie zarządzanie światowymi lasami, by przechowywały one więcej węgla niż obecnie. Część z tego dodatkowego węgla może być przechowywana w niemal niezmiennym lesie tropikalnym, który w ogóle nie jest wycinany, a część w lasach zarządzanych przez człowieka. W dalszej przyszłości lasy mogą stać się źródłem energii. Jeśli drewno będzie spalane, a jednocześnie będziemy przechwytywać i przechowywać węgiel z tego spalania, to lasy mogą efektywnie wyłapywać węgiel z atmosfery i pomogą osiągnąć długoterminowe cele jeśli chodzi o utrzymanie średnich temperatur na Ziemi, dodaje uczony. « powrót do artykułu

W atmosferze planety krążącej wokół czerwonego karła odkryto parę wodną. K2-18 b to skalista superziemia znajdująca się w ekosferze swojej gwiazdy. Najprawdopodobniej panują na niej temperatury podobne do ziemskich, zatem woda może istnieć też na powierzchni planety, co czyni ją jednym  najbardziej obiecujących celów przyszłych badań naukowych. To jedyna planeta poza Układem Słonecznym, o której wiemy, że panuje na niej temperatura pozwalająca na istnienie wody w stanie ciekłym, która ma atmosferę i wodę. To – jak dotychczas – najlepszy kandydat, na którym może istnieć życie, mówi główny autor badań, Angelos Tsiaras z University College London. Planeta K2-18 b znajduje się w odległości 110 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Lwa. Krąży ona wokół niewielkiego czerwonego karła o masie zaledwie 1/3 masy Słońca. Jak mówią naukowcy, gwiazda jest zadziwiająco spokojna. Planeta okrąża gwiazdę w ciągu 33 ziemskich dni. Znajduje się bowiem 2-krotnie bliżej niej niż Merkury Słońca. Biorąc pod uwagę fakt, że gwiazda ta jest znacznie chłodniejsza niż Słońce, planeta otrzymuje tyle samo promieniowania, co Ziemia. Z naszych obliczeń wynika, że panują na niej temperatury podobne do ziemskich, wyjaśnia Tsiaras. Uczeni wyliczyli, że rozpiętość temperatur na K2-18 b wynosi od -73 do 47 stopni Celsjusza. Dla porównania, zarejestrowana rozpiętość temperatur na Ziemi to od -84 do 49 stopni Celsjusza. K2-18 b ma średnicę około 2-krotnie większą od średnicy Ziemi i jest od niej około 8-krotnie bardziej masywna. To oznacza, że jest planetą skalistą, a jako, że ma atmosferę z parą wodną oraz odpowiednie temperatury, woda powinna być również na jej powierzchni. Jednak astronomowie nie mogą być tego pewni. Badania prowadzili bowiem za pomocą Teleskopu Hubble'a, który nie może zbyt szczegółowo określać składu atmosfer egzoplanet. Przez to nie mogą być pewni, ile wody znajduje się w atmosferze. Obecnie jej ilość określono na od 0,01 do 50 procent. Aby się tego dokładnie dowiedzieć, będziemy musieli poczekać, aż w przestrzeń kosmiczną trafią teleskopy kolejnej generacji: Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST), który ma zostać wystrzelony w 2021 roku czy Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large survey (ARIEL). Nad tym drugim pracuje Europejska Agencja Kosmiczna, a teleskop ma rozpocząć pracę w drugiej połowie przyszłej dekady. « powrót do artykułu

Pojawiają się coraz większe obawy o to, że ludzkość może doprowadzić do nieodwracalnych katastrofalnych zmian klimatycznych. Wiele wskazuje na to, że potrzebne są radykalne działania, na ich przeprowadzenie zostało niewiele czasu, a nikt nie kwapi się, by działania takie rozpocząć. Jeśli nic się nie zmieni, to do roku 2030 średnia temperatura na Ziemi może być o 1,5 stopnia Celsjusza wyższa niż w epoce przedprzemysłowej. Jednak, jak dowiadujemy się z najnowszego raportu IPCC, jeśli posadzimy dodatkowo 1 miliard hektarów lasu, to wspomniany wzrost temperatury o 1,5 stopnia Celsjusza przeciągniemy do roku 2050. Zyskamy więc dodatkowe 2 dekady na wprowadzenie zmian. Miliard hektarów to 10 milionów kilometrów kwadratowych czyli nieco więcej niż powierzchnia USA. Ekolodzy Jean-Francois Bastin i Tom Crowther ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Zurichu postanowili sprawdzić, czy obecnie na Ziemi da się zasadzić tyle dodatkowych drzew i gdzie można by je zasadzić. Naukowcy przeanalizowali niemal 80 000 zdjęć satelitarnych, badając obecną pokrywę leśną naszej planety. Następnie skategoryzowali poszczególne obszary Ziemi biorąc pod uwagę 10 cech charakterystycznych gleby i klimatu. Dzięki temu zidentyfikowali obszary, na których może rosnąć konkretny typ lasu. Od powierzchni tych obszarów odjęli powierzchnię zajmowaną obecnie przez lasy, miasta i pola uprawne. W ten sposób obliczyli, ile lasu można zasadzić obecnie na Ziemi. Okazało się, że na Ziemi jest obecnie miejsce na 900 milionów hektarów lasu, który można zasadzić nie zajmując przy tym pól uprawnych i terenów miejskich. Ten dodatkowy las w ciągu kilku dekad usunąłby z atmosfery 205 milionów ton węgla, czyli sześciokrotnie więcej niż ludzkość wyemitowała w roku 2018. To pokazuje rolę, jaką odgrywają lasy, mówi Greg Asner z Arizona State University. Jeśli chcemy osiągnąć cele, jakie ludzkość sobie wyznaczyła, musimy zaprzęgnąć las do pomocy. Warto tutaj zauważyć, że rola lasów nie ogranicza się tylko do usuwania węgla z atmosfery. Lasy m.in. zwiększają bioróżnorodność, poprawiają jakość wody, zapobiegają erozji gleby. Pozostaje też pytanie, ile kosztowałoby zalesianie Ziemi na masową skalę. Crowther szacuje koszt posadzenia jednego drzewa na około 30 centów, a to oznacza, że koszt całego przedsięwzięcia wyniósłby około 300 miliardów USD. Naukowcy przyznają, że szacunki dotyczące ilości węgla pochłanianego przez przyszłe lasy nie są zbyt precyzyjne. Jednak wkrótce się to zmieni. Pod koniec ubiegłego roku NASA wysłała na Międzynarodową Stację Kosmiczną urządzenie GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation), które za pomocą laserów tworzy precyzyjną trójwymiarową mapę lasów, od ściółki po korony drzew. Dane z GEDI pozwolą uczonym znacznie bardziej precyzyjnie oceniać ilość węgla pochłanianego przez roślinność. « powrót do artykułu

Nowe badania rdzeni lodowców z Mont Blanc wykazały, że działalność górnicza starożytnych Rzymian co najmniej 10-krotnie zwiększyła koncentrację ołowiu w powietrzu. Rzymianie zanieczyszczali powietrze bardziej i na dłużej, niż dotychczas przypuszczano. Rzymianie byli pierwszą europejską cywilizacją, która na masową skalę pozyskiwała ołów potrzebny im do produkcji rur wodociągowych i przedmiotów codziennego użytku oraz srebro, z którego bito monety. Zanieczyszczali przy tym powietrze samym ołowiem oraz równie toksycznym antymonem. W głębokich partiach rdzeni lodowych pozyskanych z Mont Blanc zachowały się zapisy dwóch dużych skoków zanieczyszczeń. Jeden miał miejsce w III wieku przed Chrystusem, a kolejny w drugim wieku naszej ery. To pierwsze badania starożytnego zanieczyszczenia powietrza prowadzone na lodowych rdzeniach alpejskich. Pozwalają nam one lepiej ocenić wpływ rzymskiej emisji na Europę oraz porównać jej skalę z zanieczyszczeniami ołowiem z silników spalinowych z lat 1950–1985, mówi współautor badań, Michel Legrand z Universite Grenoble Alpes. Alpejski lód dowodzi, że emisja ołowiu w starożytności aż 10-krotnie zwiększyła stężenie ołowiu w  powietrzu. Dla porównania, użycie benzyny ołowiowej zwiększyło to stężenie od 50 do 100 razy. Innymi słowy, zanieczyszczenia generowane przez Rzymian były od 5 do 10 razy mniejsze niż zanieczyszczenia powodowane przez benzynę ołowiową. Jednak były one emitowane znacznie dłużej, przez wiele wieków, a nie przez 30 lat w czasie których używano benzyny ołowiowej, dodaje Legrand. Najnowsze badania to kolejny już dowód na to, że zanieczyszczenia przemysłowe na dużą skalę znacznie wyprzedzają rewolucję przemysłową. Tego typu badania są o tyle istotne, że obecnie istniejące normy określają akceptowalne poziomy zanieczyszczeń ołowiem wykorzystując jako punkt odniesienia stan sprzed rewolucji przemysłowej. Zanieczyszczenia są generowane przez człowieka od bardzo dawna i punkt odniesienia, o którym sądziliśmy, że jest poziomem naturalnym, wcale takim nie jest. Wszystkie normy zanieczyszczeń bazujące na założeniu naturalnego stanu sprzed epoki preindustrialnej są nieprawidłowe, mówi Alex More, historyk klimatu z Uniwersytetu Harvarda. W szczycie swojej potęgi Rzym wydobywał ołów w wielu miejscach Europy. Produkcja tego metalu załamała się po rozpadzie imperium w V wieku i równie dużo ołowiu zaczęto wytwarzać dopiero 1300 lat później, w czasie rewolucji przemysłowej. Już wcześniej prowadzono badania nad rzymskimi zanieczyszczeniami powietrza analizując w tym celu rdzenie lodowe z Grenlandii. Odkryto w nich fascynującą szczegółową historię rzymskiego górnictwa. Jednak, jako że Grenlandia położona jest daleko od Europy, naukowcy nie byli pewni, jaki był poziom zanieczyszczenia ołowiem w samej Europie. Wcześniej prowadzono badania rdzeni lodowych pod kątem zanieczyszczeń ołowiem, ale sprawdzano inne okresy, nie czasy Imperium Romanum. Na przykład z badań z roku 2017 dowiadujemy się, że w czasie pandemii Czarnej Śmierci w latach 1349–1353 wydobycie ołowiu spadło niemal do zera. Najnowsze badania dają wgląd w zanieczyszczenia ołowiem w od epoki brązu sprzed 5000 lat po wczesne średniowiecze. Wykazały one, że Rzymianie zanieczyszczali tym metalem Europę od około 350 roku przed naszą erą do 175 roku po Chrystusie. W tym czasie doszło do dwóch skoków poziomu zanieczyszczeń, gdy koncentracja ołowiu w atmosferze była ponad 10-krotnie większa niż naturalna. Pierwszy skok miał miejsce około 250 roku przed Chrystusem, a drugi w roku 120. Zjawiska takie są skorelowane z historią Rzymu. Do roku 250 p.n.e. republika rzymska objęła swoim zasięgiem cały Półwysep Apeniński, a za cesarza Trajana (98–117) Cesarstwo Rzymskie osiągnęło szczyt swojego rozwoju terytorialnego. Pomiędzy tymi dwoma skokami zanieczyszczeń produkcja ołowiu spadała, jednak nigdy do poziomu sprzed ekspansji Rzymu. Naukowcy z Grenoble jako pierwsi zbadali też stężenie antymonu i stwierdzili, że było ono 6-krotnie wyższe niż wcześniej. Antymon jest obok arsenu, miedzi, srebra i złota powszechnym towarzyszem rud ołowiu. Ostatecznym celem jest zbadanie wpływ człowieka na atmosferę na przestrzeni wielu tysiącleci. Już teraz wiemy, że jest to obraz bardziej złożony, niż sądziliśmy, mówi More. « powrót do artykułu

Naukowcy z Północnowschodniego Instytutu Geografii i Agroekologii Chińskiej Akademii Nauk przeprowadzili badania wpływu dwutlenku węgla na plony i jakość zbóż. Okazuje się, co potwierdzają wcześniejsze badania, że zwiększenie koncentracji CO2 w atmosferze do pewnego stopnia zwiększa plony, jednak prowadzi do spadku ilości składników odżywczych w roślinach. Chińczycy podzielili eksperyment na dwie części. W ramach pierwszej z nich uprawiali pszenicę w warunkach zwiększonej ilości dwutlenku węgla w powietrzu. Zebrali pierwszą generację takiej pszenicy i poddali ją badaniom. Okazało się, że więcej CO2 oznaczało wyższe plony. Poza tym, nie zauważono różnic. Później pszenica była znowu wysiewana. Ponownie zbadano ją po kolejnych trzech generacjach. Okazało się, że w ciągu czterech generacji w ziarnach spadła zawartość azotu, potasu, wapnia, protein i aminokwasów. To zaś oznacza, że w przyszłości ludzie będą spożywali mniej składników odżywczych, co będzie wiązało się z występowaniem większej liczby problemów zdrowotnych. Podobne badania prowadzili przed rokiem naukowcy z Uniwersytetu Harvarda. Ostrzegali wówczas, że utrata składników odżywczych przez rośliny uprawne spowoduje, że niedobory protein pojawią się u dodatkowych 150 milionów ludzi, a niedobory cynku dotkną dodatkowych 150-200 milionów ludzi. Ponadto około 1,4 miliarda kobiet w wieku rozrodczym i dzieci, które już teraz żyją w krajach o wysokim odsetku anemii, utracą ze swojej diety około 3,8% żelaza. Autorzy najnowszych badań zauważają, że krótkoterminowe badania nad wpływem zwiększonej ilości dwutlenku węgla na rośliny uprawne nie są w stanie wykazać wszystkich zagrożeń związanych z rosnącą koncentracją tego gazu w atmosferze. « powrót do artykułu