Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Woda ochłodziła północną półkulę
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy zaobserwowano, w czasie rzeczywistym i skali molekularnej, jak powstaje woda. Naukowcy z Northwestern University zarejestrowali łączenie się atomów wodoru i tlenu. Obserwacji dokonano w ramach badań, w czasie których uczeni chcieli zrozumieć działanie palladu jako katalizatora reakcji prowadzącej do powstawania wody.
Uzyskanie wody za mocą palladu nie wymaga ekstremalnych warunków, zatem może być wykorzystane w praktyce do pozyskania wody tam, gdzie jest trudno dostępna. Na przykład na innych planetach. Przypomnijmy sobie Marka Watneya, granego przez Matta Damona w „Marsjaninie”. Spalał paliwo rakietowe, by uzyskać wodór, a następnie dodawał do niego tlen. Nasz proces jest bardzo podobny, ale nie potrzebujemy ognia i innych ekstremalnych warunków. Po prostu zmieszaliśmy pallad i gazy, mówi jeden z autorów badań, profesor Vinayak Dravid.
O tym, że pallad może być katalizatorem do generowania wody, wiadomo od ponad 100 lat. To znane zjawisko, ale nigdy go w pełni nie rozumieliśmy, wyjaśnia doktorant Yukun Liu, główny autor badań. Młody uczony dodaje, że do zrozumienia tego procesu konieczne było połączenie analizy struktury w skali atomowej oraz bezpośredniej wizualizacji. Wizualizowanie całego procesu było zaś niemożliwe.
Jednak w styczniu 2024 roku na łamach Science Advances profesor Dravid opisał nowatorką metodę analizowania molekuł gazu w czasie rzeczywistym. Uczony wraz z zespołem stworzyli ultracienką membranę ze szkła, która więzi molekuły gazu w reaktorach o strukturze plastra miodu. Uwięzione atomy można obserwować za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego w próżni wysokiej.
Za pomocą nowej metody uczeni zaobserwowali, jak atomy wodoru wnikają do próbki palladu, rozszerzając jej sieć atomową. Po chwili – ku zaskoczeniu uczonych – na powierzchni palladu pojawiły się krople wody. Myślę, że to najmniejsze kiedykolwiek zaobserwowane krople. Tego się nie spodziewaliśmy. Na szczęście nagraliśmy to i możemy udowodnić, że nie oszaleliśmy, cieszy się Liu.
Po potwierdzeniu, że pojawiła się woda, naukowcy zaczęli szukać sposobu na przyspieszenie reakcji. Zauważyli, że najszybciej zachodzi ona, gdy najpierw doda się wodór, później tlen. Atomy wodoru wciskają się między atomy palladu, rozszerzając próbkę. Gdy do całości zostaje dodany tlen, wodór opuszcza pallad, by połączyć się z tlenem, a próbka kurczy się do wcześniejszych rozmiarów.
Badania prowadzone były w nanoskali, ale wykorzystanie większych kawałków palladu pozwoliłoby na uzyskanie większej ilości wody. Autorzy badań wyobrażają sobie, że w przyszłości astronauci mogliby zabierać ze sobą pallad wypełniony wodorem. Gdy będą potrzebowali wody, dodadzą tlen. Pallad jest drogi, ale nasza metoda go nie zużywa. Jedyne, co jest tutaj zużywane, to gaz. A wodór to najpowszechniej występujący gaz we wszechświecie. Po reakcji pallad można wykorzystywać ponownie, mówi Liu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jest już zbyt późno, by ochronić letnią morską pokrywę lodową Arktyki i jej funkcję jako habitatu oraz elementu krajobrazu, uważa profesor Dirk Notz z Uniwersytetu w Hamburgu. Będzie ona pierwszym ważnym składnikiem systemu klimatycznego Ziemi, która zniknie w wyniku emisji gazów cieplarnianych, dodaje. Notz wraz z naukowcami z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Pohang w Korei Południowej oraz Kanadyjskiego Centrum Analiz i Modelowania Klimatu opublikował wyniki badań, z których wynika, że już w latach 30. XXI wieku może dojść do sytuacji, w której we wrześniu arktyczne wody będą wolne od lodu. I to bez względu na to, czy i jak bardzo ludzkość obniży emisje gazów cieplarnianych.
Trzeba tutaj dodać, że pojęcie Arktyki wolnej od lodu morskiego dotyczy sytuacji, w której pokrywa lodowa ma mniejszą powierzchnię niż 1 milion kilometrów kwadratowych. Wrzesień jest miesiącem, na który przypada minimum lodu morskiego w Arktyce. Miesiącem maksimum jest marzec.
Zmniejszanie się morskiej pokrywy lodowej Arktyki ma poważny wpływ na pogodę, ekosystemy i ludzi na całym świecie. Pokrywający wodę lód odbija około 90% energii słonecznej, która na niego pada. Jednak pozbawione lodu, a więc ciemniejsze, wody pochłoną to promieniowanie, zatem dodatkowo się ogrzeją. To może przyspieszyć ocieplanie klimatu, przez co przyspieszy rozmarzanie wiecznej zmarzliny, w której uwięzione są olbrzymie ilości gazów cieplarnianych, co dodatkowo przyspieszy ocieplanie klimatu. To zaś może spowodować szybszy wzrostu poziomu morza i przyspieszone topnienie lądolodu Grenlandii.
Dotychczas uważano, że pierwszy w Arktyce wolny od pływającego lodu wrzesień, nadejdzie w latach 40. XXI wieku. Wspomniane wyżej badania przesuwają ten moment o całą dekadę. Ich autorzy szacują, że działalność człowieka jest w 90% odpowiedzialna za kurczenie się pokrywy lodowej w Arktyce. Za pozostałą część odpowiadają czynniki naturalne.
Pod koniec lutego bieżącego roku powierzchnia lodu morskiego w Arktyce wynosiła 1,79 miliona kilometrów kwadratowych. To najmniej w historii pomiarów, o 136 000 km2 mniej od poprzedniego rekordu z lutego 2022 i o 1 milion km2 mniej niż średnia dla tego miesiąca z lat 1981–2020.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ponad połowa największych jezior na świecie traci wodę, wynika z badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowy z USA, Francji i Arabii Saudyjskiej. Przyczynami tego stanu rzeczy są głównie globalne ocieplenie oraz niezrównoważona konsumpcja przez człowieka. Jednak, jak zauważają autorzy badań, dzięki opracowanej przez nich nowej metodzie szacunku zasobów wody, trendów oraz przyczyn jej ubywania, można dostarczyć osobom odpowiedzialnym za zarządzanie informacji, pozwalającymi na lepszą ochronę krytycznych źródeł wody.
Przeprowadziliśmy pierwsze wszechstronne badania trendów oraz przyczyn zmian ilości wody w światowych jeziorach, wykorzystując w tym celu satelity oraz modele obliczeniowe, mówi główny autor badań, Fangfang Yao z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Boulder (CU Boulder). Mamy dość dobre informacje o słynnych jeziorach, jak Morze Kaspijskie, Jezioro Aralskie czy Salton Sea, jeśli jednak chcemy dokonać szacunków w skali globalnej, potrzebujemy wiarygodnych informacji o poziomie wód i objętości jeziora. Dzięki tej nowej metodzie możemy szerzej spojrzeć na zmiany poziomu wód jezior w skali całej planety, dodaje profesor Balaji Rajagopalan z CU Boulder.
Naukowcy wykorzystali 250 000 fotografii jezior wykonanych przez satelity w latach 1992–2020. Na ich podstawie obliczyli powierzchnię 1972 największych jezior na Ziemi. Użyli też długoterminowych danych z pomiarów poziomu wód z dziewięciu satelitów. W przypadku tych jezior, co do których brak było danych długoterminowych, wykorzystano pomiary wykorzystane za pomocą bardziej nowoczesnego sprzętu umieszczonego na satelitach. Dzięki połączeniu nowych danych z długoterminowymi trendami byli w stanie ocenić zmiany ilości wody w jeziorach na przestrzeni kilku dziesięcioleci.
Badania pokazały, że 53% największych jezior na świecie traci wodę, a jej łączny ubytek jest 17-krotnie większy niż pojemność największego zbiornika na terenie USA, Lake Meads. Wynosi zatem około 560 km3 wody.
Uczeni przyjrzeli się też przyczynom utraty tej wody. W przypadku około 100 wielkich jezior przyczynami były zmiany klimatu oraz konsumpcja przez człowieka. Dzięki tym badaniom naukowcy dopiero teraz dowiedzieli się, że za utratą wody w jeziorze Good-e-Zareh w Afganistanie czy Mar Chiquita w Argentynie stoją właśnie takie przyczyny. Wśród innych ważnych przyczyn naukowcy wymieniają też odkładanie się osadów. Odgrywa ono szczególnie ważną rolę w zbiornikach, które zostały napełnione przed 1992 rokiem. Tam zmniejszanie się poziomu wody jest spowodowane głównie zamuleniem.
Podczas gdy w większości jezior i zbiorników wody jest coraz mniej, aż 24% z nich doświadczyło znacznych wzrostów ilości wody. Są to głównie zbiorniki znajdujące się na słabo zaludnionych terenach Tybetu i północnych części Wielkich Równin oraz nowe zbiorniki wybudowane w basenach Mekongu czy Nilu.
Autorzy badań szacują, że około 2 miliardów ludzi mieszka na obszarach, gdzie w zbiornikach i jeziorach ubywa wody, co wskazuje na pilną potrzebę uwzględnienia takich elementów jak zmiany klimatu, konsumpcja przez człowieka czy zamulanie w prowadzonej polityce. Jeśli na przykład konsumpcja przez człowieka jest ważnym czynnikiem prowadzącym do utraty wody, trzeba wprowadzić mechanizmy, które ją ograniczą, mówi profesor Ben Livneh. Uczony przypomina jezioro Sevan w Armenii, w którym od 20 lat poziom wody rośnie. Autorzy badań łączą ten wzrost z wprowadzonymi i egzekwowanymi od początku wieku przepisami dotyczącymi sposobu korzystania z wód jeziora.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Glony Malosira arctica, które żyją pod lodem Arktyki, zawierają 10-krotnie więcej mikroplastiku niż otaczające je wody. Koncentracja plastiku na początku łańcucha pokarmowego to bardzo zła informacja. Może on zagrażać stworzeniom, które żyją się glonami i wędrować w górę łańcucha pokarmowego. Ponadto gromady martwych glonów bardzo szybko transportują plastik na dno morskie, co może wyjaśniać wysoką koncentrację mikroplastiku w osadach.
Wiosną i latem Melosira arctica bardzo szybko się rozrasta, tworząc metrowej długości łańcuchy. Gdy giną, a lód nad nimi się roztapia, glony w ciągu zaledwie jednego dnia opadają na dno położone tysiące metrów poniżej. Są niezwykle ważnym źródłem pożywienia dla mieszkających tam zwierząt i bakterii. Jednak, jak się okazuje, niosą ze sobą duże ilości plastiku.
W końcu znaleźliśmy prawdopodobne wyjaśnienie dlaczego największa koncentracja mikroplastiku na tym obszarze występuje na krawędziach pól lodowych, nawet w osadach dennych, mówi doktor Melanie Bargmann z Instytutu Badań Morskich i Polarnych im Alfreda Wegenera (AWI). Z wcześniejszych badań naukowcy wiedzieli jedynie, że mikroplastik gromadzi się w lodzie, z którego jest uwalniany, gdy ten topnieje. Tempo, z jakim glony opadają na dno, wskazuje, że wędrują niemal po linii prostej. Tworzący lód śnieg opada wolniej, jest przemieszczany przez prądy, więc pochodzący zeń plastik opada na dno dalej. Teraz, wiedząc, że mikroplastik przemieszcza się na dno wraz z martwymi Malosira, wiemy, dlaczego pod lodem koncentracja plastiku jest większa, dodaje uczona.
Naukowców z AWI, Ocean Frontier Institute, Dalhousie University i University of Canterbury zaskoczyła olbrzymia ilość mikroplastiku w glonach. Okazało się, że zawierają one średnio 31 000 ± 19 000 fragmentów mikroplastiku na każdy metr sześcienny. To dziesięciokrotnie więcej niż otaczające je wody. Nagromadzenia glonów mają śluzowatą, kleistą powierzchnię. Prawdopodobnie to przez nią gromadzą mikroplastik z powietrza, wody, lodu i innych źródeł. Gdy już glony przechwycą mikroplastik, albo przetransportują go na dno, albo zostanie on wraz z nimi zjedzony jeszcze na powierzchni, dodaje Deonie Allen z University of Canterbury.
Z glonów mikroplastik trafia do żywiącego się nimi zooplanktonu, stamtąd zaś do organizmów ryb, następnie ludzi czy niedźwiedzi polarnych. Szczegółowe analizy wykazały, że w arktycznych glonach znajduje się polietylen, polistyren, nylon, akryl i inne rodzaje plastików. Zawierają one barwniki, plastyfikatory, środki opóźniające palenie się oraz olbrzymią ilość innych substancji chemicznych, a ich łączny wpływ na środowisko i organizmy żywe trudno jest ocenić. Mikroplastik wykryto już w ludzkich jelitach, krwi, naczyniach krwionośnych, płucach, łożysku i mleku matki. Wiemy, że może wywoływać reakcje zapalne, ale jego całkowity wpływ na zdrowie nie został jeszcze dobrze poznany, dodaje Bergmann. A Steve Allen z Dalhousie University przypomina, że mikroplastik znaleziono w każdym fragmencie ludzkiego ciała, w którym go poszukiwano. U zanieczyszczonych nim organizmów obserwowano zmiany zachowania, zaburzenia wzrostu, płodności i zwiększenie śmiertelności.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Specjaliści od biomechaniki z Cornell University obliczyli maksymalną wysokość, z jakiej możemy skoczyć do wody bez większego ryzyka wyrządzenia sobie krzywdy. Uwzględnili rodzaj skoku, a zatem to, która część ciała najpierw styka się z wodą. Woda jest 1000-krotnie gęstsza niż powietrze, więc skacząc przemieszczamy się z bardzo rzadkiego do bardzo gęstego medium, co wiąże się z silnym uderzeniem, mówi profesor Sunghwan Jung, główny autor artykułu opublikowanego na łamach Science Advances.
Z eksperymentów wynika, że w przypadku osoby, która nie przeszła odpowiedniego treningu, skok do wody z wysokości ponad 8 metrów grozi uszkodzeniami kręgosłupa i karku w sytuacji, gdy jako pierwsza z wodą styka się głowa. Jeśli zaś skoczymy tak, by jako pierwsze z wodą zetknęły się dłonie, to przy skoku z wysokości ponad 12 metrów ryzykujemy uszkodzeniem obojczyka. Z kolei uszkodzenie kolana jest prawdopodobne przy skoku na stopy z wysokości ponad 15 metrów.
Chcieliśmy sprawdzić, jak pozycja przy skoku do wody wpływa na ryzyko odniesienia obrażeń. Motywowała nas też chęć opracowania ogólnej teorii dotyczącej tego, jak obiekty o różnych kształtach wpadają do wody. Prowadziliśmy więc analizy zarówno kształtu ludzkiego ciała i różnych rodzajów skoków, jak i ciał zwierząt. Mierzyliśmy przy tym oddziałujące siły, dodaje Jung.
Na potrzeby badań naukowcy wydrukowali trójwymiarowe modele ludzkiej głowy i tułowia, głowy morświna zwyczajnego, dzioba głuptaka zwyczajnego oraz łapy jaszczurki z rodzaju Basiliscus. W ten sposób mogli zbadać różne kształty podczas zetknięcia się z wodą. Wrzucali do niej swoje modele, mierzyli działające siły oraz ich rozkład w czasie. Brali pod uwagę wysokość, z jakiej modele wpadały do wody, a znając działające siły oraz wytrzymałość ludzkich kości, mięśni i ścięgien byli w stanie wyliczyć ryzyko związane ze skakaniem do wody z różnych wysokości. Biomechanika człowieka dysponuje olbrzymią literaturą dotyczącą urazów w wyniku upadków, szczególnie wśród osób starszych, oraz urazów sportowych. Nie znam jednak żadnej pracy dotyczącej urazów podczas skoków do wody, mówi profesor Jung.
Badania dają nam też wiedzę na temat przystosowania się różnych gatunków zwierząt do nurkowania. Na przykład głuptak zwyczajny ma tak ukształtowany dziób, że może wpadać do wody z prędkością do 24 m/s czyli ponad 86 km/h. Jung i jego zespół od dłuższego czasu badana mechanikę nurkowania zwierząt. Obecnie naukowcy skupiają się na tym, jak lisy nurkują w śniegu.
Jesteśmy dobrymi inżynierami. Potrafimy zbudować samolot i okręt podwodny. Ale przechodzenie pomiędzy różnymi ośrodkami, co sprawnie robią zwierzęta, nie jest łatwym zadaniem. A to bardzo interesująca kwestia. Inżynierowie chcieliby np. budować drony, które sprawnie poruszałyby się w powietrzu, a później wlatywały pod wodę. Może dzięki naszym badaniom wpadną na odpowiednie rozwiązania. My zaś próbujemy zrozumieć podstawy mechaniki, dodaje Jung.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.