Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Czemu rtęć jest groźniejsza w oceanie?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Tonąca padlina ryb żyjących w wodach przy powierzchni transportuje toksyczną rtęć do najbardziej odległych i niedostępnych części oceanów, w tym do Rowu Mariańskiego.
Większość tej rtęci zaczyna swoją długą podróż do rowów oceanicznych jako zanieczyszczenie atmosferyczne z elektrowni węglowych, górnictwa czy fabryk cementu.
To 2 podstawowe wnioski, wysnute przez zespół, którego pracami kierował Joel Blum z Uniwersytetu Michigan. Autorzy publikacji z pisma PNAS analizowali izotopowy skład rtęci z ryb (dennikowatych) i skorupiaków (obunogów) z dwóch rowów oceanicznych: Rowu Mariańskiego i Kermadec.
Rtęć, która jak sądzimy, była kiedyś w stratosferze, znajduje się teraz w najgłębszych rowach oceanicznych na Ziemi - podkreśla Blum.
Wcześniej wiele osób uważało, że antropogeniczna rtęć jest ograniczona głównie do 1000 m pod powierzchnią oceanów. My jednak odkryliśmy, że choć część rtęci w rowach oceanicznych ma pochodzenie naturalne, to większość wiąże się z ludzką działalnością.
Na czerwcowej konferencji ekipa Bluma i grupa Ruoyu Suna z Tianjin University niezależnie doniosły o wykryciu antropogenicznej rtęci w organizmach z rowów oceanicznych.
Chińczycy (ich wyniki ukazały się 7 lipca w Nature Communications) doszli do wniosku, że rtęć dostaje się do rowów oceanicznych z mikroskopijnymi fragmentami tonącej materii organicznej, nieustannie opadającymi z położonych wyżej warstw wody.
W artykule z PNAS Blum i inni sugerują jednak, że większość rtęci dostaje się do rowów z padliną ryb żerujących w wyższych warstwach oceanu.
Czemu ma znaczenie, czy rtęć z rowów pochodzi z tonącej padliny ryb, czy z deszczu detrytusu? Ponieważ naukowcy i ustawodawcy chcą wiedzieć, jak globalne zmiany w emisji rtęci wpłyną na jej poziom w organizmach morskich. Mimo że w ostatnich latach emisje w Ameryce Północnej i Europie uległy obniżeniu, Chiny oraz Indie rozszerzają wykorzystanie węgla, przez co emisje w skali globalnej rosną.
Próbując określić wpływ na organizmy morskie, naukowcy polegają na modelach globalnych. Dopracowanie tych modeli wymaga jak najdokładniejszego określenia obiegu rtęci w oceanach, a także między oceanem a atmosferą.
Owszem, jemy ryby schwytane w płytszych wodach, a nie w rowach oceanicznych. Aby jednak modelować przyszłe zmiany w wodach blisko powierzchni, musimy określić obieg rtęci w całym oceanie - wyjaśnia Blum.
Naukowcy przypominają, że każdego roku w wyniku ludzkiej aktywności do atmosfery dostaje się sporo rtęci (> 2000 t). Bywa, że pokonuje ona wiele kilometrów, nim osiądzie na ziemi lub na powierzchni wody. Mikroorganizmy mogą ją biotransformować do metylortęci (MeHg), która akumuluje się w rybach, osiągając poziomy toksyczne dla ludzi i innych stworzeń.
Naukowcy przypominają o neurotoksycznym działaniu MeHg. Wg autorów publikacji "Ryby i owoce morza jako źródło narażenia człowieka na metylortęć" [PDF], metylortęć łatwo przenika przez barierę krew-mózg oraz krew-łożysko. Przechodzi także do mleka matek, przyczyniając się do narażenia niemowląt, które mogą kumulować rtęć w krwinkach i mózgu. Powoduje to uszkodzenie ośrodkowego układu nerwowego. Mózg rozwijającego się płodu jest najbardziej wrażliwy na toksyczne działanie metylortęci.
W ramach swoich badań Blum i inni analizowali skład izotopowy metylortęci z tkanek dennikowatych i obunogów, schwytanych na głębokości do 10.250 m w Rowie Mariańskim i do 10.000 m w Rowie Kermadec.
Zważywszy na głębokość rowów i ciśnienie, trudno zdobyć te próbki. Rowy oceaniczne należą do najsłabiej zbadanych ekosystemów, a dennikowate z Rowu Mariańskiego odkryto dopiero w 2014 r.
Akademicy przypominają, że rtęć ma siedem stabilnych (nieradioaktywnych) izotopów. Stosunek różnych izotopów daje unikatową chemiczną sygnaturę, którą można wykorzystać jako narzędzie diagnostyczne do porównywania próbek z poszczególnych lokalizacji.
Stosując różne techniki (wiele z nich powstało w laboratorium Bluma), naukowcy wykazali, że rtęć z obunogów i dennikowatych z rowów miała sygnaturę pasującą do rtęci z żerujących na głębokości ok. 500 m ryb ze środkowego Pacyfiku. Ryby te były analizowane przez zespół Bluma w ramach wcześniejszego badania.
Jednocześnie Amerykanie zauważyli, że izotopowy skład rtęci z tonących drobinek detrytusu nie pasował do sygnatury organizmów z rowów.
Naukowcy wyciągnęli więc wniosek, że rtęć z organizmów z rowów została przetransportowana z padliną ryb żerujących w oświetlonej warstwie wody blisko powierzchni (tam zaś większość rtęci pochodzi ze źródeł antropogenicznych).
Badaliśmy organizmy z rowów, ponieważ żyją one w najgłębszych i najodleglejszych zakątkach Ziemi i oczekiwaliśmy, że tamtejsza rtęć będzie niemal wyłącznie pochodzenia geologicznego - z głębinowych źródeł wulkanicznych. Tymczasem, ku naszemu zdziwieniu, znaleźliśmy dowody wskazujące, że rtęć w organizmach z rowów pochodzi z warstwy fotycznej oceanu.
Antropogeniczna rtęć trafia do oceanu w postaci opadu, depozycji suchej (kurzu naniesionego przez wiatr), a także spływu z rzek.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Duke University stworzono prototyp diody termicznej, który zachowuje zalety takich urządzeń, a jednocześnie nie ma ich wad. Może stać się ona podstawą do stworzenia technologii, które znacznie udoskonalą zarówno ogniwa słoneczne jak i laptopy.
Dioda termiczna to urządzenie, które przewodzi ciepło tylko w jedną stronę. Pozwala zatem np. na odprowadzenie ciepła z danego kierunku i jednocześnie działa jak izolator, uniemożliwiając powrót energii cieplnej.
Dioty termiczne są produkowane z ciał stałych, jednak najbardziej efektywne są diody, które działają dzięki zjawisku zmiany fazy, polegające na parowaniu i skraplaniu. Diody zmiennofazowe odprowadzają nawet 100-krotnie więcej ciepła niż diody z ciał stałych. Jednak mają dwa poważne ograniczenia, które powodują, iż nie nadają się do wszystkich zastosowań. Po pierwsze, ich działanie zależy od grawitacji, po drugie zaś - muszą mieć kształt tuby. To wyklucza użycie zmiennofazowych diod np. w elektronice przenośnej, gdyż powinny tam działać niezależnie od orientacji urządzenia. Nie nadają się też np. do stosowania z panelami słonecznymi, ponieważ tam przydałyby się diody o dużych powierzchniach.
Profesor Chuan-Hua Chen z Duke University i jego zespół postanowili wykorzystać krople wody, które odskakują z powierzchni superhydrofobowych i przemieszczają się w stronę powierzchni superhydrofilowych. Przed kilkunastoma miesiącami to właśnie Chen jako pierwszy sfilmował zachowanie kropli wody na powierzchniach superhydrofobowych. Okazało się, że krople dosłownie odskakują z takich powierzchni.
Naukowcy przeprowadzili obecnie eksperyment, w ramach którego naprzeciwko materiału superhydrofobowego umieścili materiał superhydrofilowy.
Gdy powierzchnia superhydrofobowa jest chłodniejsza od superhydrofilowej zachodzi bardzo efektywny proces transportu ciepła, przypominający pocenie się, które odbiera ciepło z organizmu. Natomiast gdy materiał superhydrofobowy jest cieplejszy, transport ciepła zostaje zablokowany, a całość zachowuje się jak okno z dwiema szybami. Jako, że skaczące kropelki są niezwykle małe, wpływ grawitacji na nie jest pomijalny. A to oznacza, że urządzenia korzystające z takiej diody mogą być zorientowane w dowolnym kierunku - mówi Chen. Co więcej, taką diodę można łatwo skalować, zatem można będzie budować zarówno diody do chłodzenia smartfonów, jak i takie, które trafią na dachy budynków.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Młode amfipriony, zwane także błazenkami, posługują się słuchem, by w ciągu dnia wykryć i ominąć obfitujące w drapieżniki rafy koralowe. Wydaje się jednak, że wzrost zakwaszenia oceanów pogarsza ich słuch, co wystawia ryby na oczywiste niebezpieczeństwo (Biology Letters).
Od rewolucji przemysłowej niemal połowa dwutlenku węgla, uwolnionego w wyniku spalania paliw kopalnych, została pochłonięta przez oceany. Wskutek tego pH wody zaczęło spadać szybciej niż kiedykolwiek wcześniej w ciągu ostatnich 650 tys. lat. Podczas gdy uprzednie badania pokazały, że zjawisko to prowadzi do utraty przez ryby węchu, najnowsze studium ichtiologów z Uniwersytetu w Bristolu oraz Uniwersytetu Jamesa Cooka dodało do tego również upośledzenie słuchu.
Jak wyjaśnia dr Steve Simpson ze Szkoły Nauk Biologicznych Uniwersytetu Bristolskiego, na początku młode amfipriony trzymano w dzisiejszych warunkach, potem wypróbowano 2 kolejne scenariusze z dodatkowymi dawkami CO2; uzwględniono przy tym przewidywania Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) na 2050 i 2100 rok. Po 17-20 dniach Simpson monitorował reakcje narybku na odgłosy rafy bogatej w drapieżniki, na które składały się m.in. dźwięki wydawane przez skorupiaki oraz inne ryby.
Zaprojektowaliśmy zupełnie nową komorę wyboru, która pozwoliła nam odtwarzać hałasy rafy przez podwodne głośniki i monitorować, jak nasze laboratoryjne ryby reagują. Ryby hodowane w warunkach odpowiadających współczesnym odpływały od źródła dźwięków drapieżnika, ale już osobniki hodowane przy stężeniach CO2 przewidywanych na 2050 i 2100 r. nie wykazywały żadnej reakcji.
Brytyjsko-australijskie studium zademonstrowało, że zakwaszenie oceanów wpływa nie tylko na zewnętrzne systemy czuciowe, ale także na te zlokalizowane głębiej w ciele ryb (uszy są np. ukryte z tyłu głowy). Umieściliśmy dzisiejsze ryby w jutrzejszych warunkach [...]. Nie wiemy, czy w ciągu życia kilku kolejnych pokoleń zwierzęta te zdołają się przystosować i tolerować zakwaszenie oceanów.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Jednym ze sposobów systemowej walki z powszechną otyłością ma być obowiązkowe opisywanie produktów spożywczych pod względem składu i wartości kalorycznej. Czy jednak takie oznaczenia wpływają na zachowania konsumentów? Badania Duke University wskazują, że nie bardzo.
Naukowcy z Duke University Medical Center postanowili przeprowadzić badania na temat skuteczności kalorycznego oznaczania produktów, korzystając z okazji wprowadzenia stosownych przepisów w Hrabstwie King (w stanie Washington). Władze okręgowe wprowadziły tam nakaz opisywania wartości kalorycznej produktów podawanych w dużych (powyżej 14 punktów) sieciach restauracji i barów. Od wejścia w życie przepisów w styczniu 2009 roku, przez 13 miesięcy uniwersyteccy uczeni wraz z Wydziałem Zdrowia Seattle i Hrabstwa King obserwowali zachowanie klientów sieci Taco Time i porównywali je z zachowaniem przed wprowadzeniem nakazu.
Główny autor studium, Eric Finkelstein, opierając się o wyniki wcześniejszych, podobnych badań, spodziewał się, że zmiana zachowań będzie niewielka, ale znacząca. Niestety, zawiódł się, ponieważ podawanie kalorii w restauracyjnym menu nie wpłynęło ani na liczbę sprzedawanych produktów, ani na średnią kaloryczność zamawianych posiłków. Taki rezultat wskazuje - powiedział Finkelstein - że obligatoryjne opisywanie menu nie jest wystarczającym bodźcem do zmiany zachowań konsumentów, jeśli nie jest połączone z innymi metodami.
Współautor studium, Kiersten Strombotne, uważa, że podawanie wartości kalorycznej nie ma sensu w warunkach, kiedy normalnie dostępne są dietetyczne wersje produktów. Jeśli sklep oferuje colę zwykłą i dietetyczną, to czy podawanie liczby kalorii daje jakąkolwiek wartościową informację? - mówi. - Osoby chcące kupić napój niskokaloryczny i tak wiedzą, że należy kupić colę dietetyczną.
Przyczyną „fiaska" programu w tej akurat sieci może być fakt, że restauracje Taco Time już wcześniej, z własnej woli, oznaczały zdrowe i niskokaloryczne produkty odpowiednimi znakami w menu. Oznaczałoby to, że proste i czytelne oznaczenie graficzne jest lepszym nośnikiem informacji dla konsumenta, który rozważa dobór diery, zaś dodatkowe, liczbowe informacje nie mają większego znaczenia.
Badania są istotne dla planów rządu Stanów Zjednoczonych, który w ramach reformy zdrowia chce wprowadzić podobne przepisy w całym kraju. Wyniki powinny jednak zainteresować również rządy innych krajów, jako że podobne tendencje ustawodawcze są silne we wszystkich krajach rozwiniętych.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy będą mogli studiować pod mikroskopem właściwości supergęstych gwiazd neutronowych, materii z momentu Wielkiego Wybuchu, czy weryfikować założenia teorii strun oraz projektować nadprzewodniki. A to wszystko dzięki zimnemu gazowi Fermiego.
Gaz Fermiego to model, tzw. idealny gaz kwantowy, nazywany czasem szóstym stanem materii. John Thomas, fizyk z Duke University, wcielił ten koncept w życie, schładzając atomy litu-6 do temperatury bliskiej zeru absolutnemu (milionowe i miliardowe części Kelvina) i chwytając je w pułapkę - milimetrowej wielkości miseczkę stworzoną przez promienie lasera. Taka próbka, poddana dodatkowo działaniu odpowiednio dobranego pola magnetycznego zyskuje wyjątkowe właściwości, wśród nich niemal całkowity brak oporu podczas przepływu. To zjawisko podobne do nadciekłości, a dzieje się tak, ponieważ atomy gazu Fermiego oddziałują ze sobą tak silnie, jak tylko to możliwe.
Eksperyment ma na celu zbadanie lepkości takiego gazu. Gaz Fermiego zachowuje się w różny sposób, w zależności od temperatury. Uwalniając schłodzone do miliardowych części Kelvina atomy z laserowej pułapki i chwytając ponownie wywołuje się ich drgania, które upodabniają próbkę do trzęsącej się galaretki. Mierząc oscylacje, można określić dokładnie lepkość próbki. W nieco wyższych temperaturach, rzędu milionowych części Kelvina, uwalniany gaz zmienia kształt z „cygara" na „naleśnik", z szybkością również zależną od temperatury. W tak niskich temperaturach właściwości gazu zależą od najmniejszej naturalnej podziałki, czy „linijki" - odległości pomiędzy atomami. Rozmiar ten określa skalę dla energii, temperatury, czy lepkości właśnie.
Taki egzotyczny stan materii występuje w naturze, ale nie sposób go tam badać. Na przykład gwiazdy neutronowe, poza tym, że nieosiągalne, są tak gęste, że najmniejszy okruch ważyłby setki lub tysiące ton. Interesującego kosmologów stanu materii w kilka mikrosekund po Wielkim Wybuchu (plazma kwarkowo-gluonowa) również nie da się bezpośrednio badać. Stworzenie w laboratorium skalowalnego modelu niektórych właściwości tych stanów pozwoli na weryfikację różnych hipotez i założeń. Po przeprowadzeniu odpowiednich wyliczeń dla niskich temperatur będzie można ocenić również niektóre założenia teorii strun. W zastosowaniach bardziej praktycznych, płynność doskonała, jaką uzyskuje stworzony gaz Fermiego, pozwoli badać oczekiwane właściwości wysokotemperaturowych nadprzewodników.
O swoim eksperymencie opowiada sam John Thomas:
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.