Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowców od dawna intryguje pochodzenie ziemskich oceanów. Wiadomo bowiem, że po uformowaniu się naszej planety panowały na niej bardzo wysokie temperatury, wskutek których istniejąca woda natychmiast by odparowała. Co prawda mówi się o możliwości przyniesienia wody przez komety i asteroidy, jednak tutaj rodzi się kolejny problem. Otóż w kometach znajdujemy znacznie więcej deutery niż w ziemskich oceanach, a asteroidy, bombardujące Ziemię tak często, by stworzyć oceany, powinny przynieść ze sobą też olbrzymie ilości rzadkich metali. A tych nie znajdujemy aż tak dużo.

Rozwiązaniem zagadki postanowiła zająć się profesor Nora de Leeuw z University College London, która wraz ze swoim zespołem twierdzi, że woda była obecna na Ziemi od samego początku jej istnienia.

Naukowcy stworzyli komputerowy model kosmicznego pyłu składającego się z oliwinów, powszechnie znajdowanych w Układzie Słonecznym i w mgławicach wokół innych gwiazd. Symulowali, co działoby się molekułami wody przyczepionymi do takiego pyłu. Badania wykazały, że oddzielenie molekuł wody od oliwinów wymaga olbrzymich ilości energii. Tak dużych, iż pył oliwinowy jest w stanie utrzymać wodę nawet w temperaturze 630 stopni Celsjusza. To wystarczyłoby, żeby woda mogła przetrwać proces formowania się Ziemi.

Część wody na Ziemi prawdopodobnie pochodzi z tego źródła i całkiem możliwe, że jest to jej większość - mówi współautor badań, Michael Drake z University of Arizona.

W miarę formowania się planety ciśnienie i temperatury mogły doprowadzić do oderwania molekuł wody od oliwinów i uformowania oceanów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Reintrodukcja bobrów, niedźwiedzi czy żubrów znacząco poprawiłaby stan światowych ekosystemów. Zamówiony przez ONZ raport wykazał, że przywrócenie dużych ssaków może pomóc w walce z ociepleniem klimatu, poprawi stan zdrowia ekosystemów i przywróci bioróżnorodność. By osiągnąć ten cel w skali świata wystarczy reintrodukcja zaledwie 20 gatunków, których historyczne zasięgi zostały dramatycznie zredukowane przez człowieka.
      Jeśli pozwolimy powrócić tym zwierzętom, to dzięki ich obecności pojawią się warunki, które z czasem spowodują, że gatunki te pojawią się na 1/4 powierzchni planety, a to z kolei rozszerzy zasięgi innych gatunków i odbuduje ekosystemy, dzięki czemu zwiększy się ich zdolność do wychwytywania i uwięzienia węgla atmosferycznego.
      Przywracanie gatunków nie jest jednak proste. Pojawia się bowiem zarówno pytanie, który z historycznych zasięgów gatunku należy uznać za pożądany. Niektórzy obawiają się też reintrodukcji dużych drapieżników, jak np. wilki, twierdząc, że niesie to ze sobą zagrożenie dla ludzi i zwierząt hodowlanych. Badania pokazują jednak, że duże drapieżniki, wpływając na roślinożerców, doprowadzają do zwiększenia zarówno pokrywy roślinnej, jak i innych gatunków. Z kolei przywracanie historycznych zasięgów roślinożerców powoduje, że roznoszą oni nasiona, pomagają w obiegu składników odżywczych oraz zmniejszają zagrożenie pożarowe poprzez wyjadanie roślinności.
      Autorzy najnowszych badań postanowili sprawdzić, gdzie przywrócenie dużych ssaków przyniosłoby największe korzyści i w jaki sposób można to osiągnąć. Okazało się, że wystarczy reintrodukcja 20 gatunków – 13 roślinożerców i 7 drapieżników – by na całej planecie odrodziła się bioróżnorodność. Te 20 gatunków to niewiele jak na 298 gatunków dużych ssaków żyjących na Ziemi.
      Badania wykazały, że obecnie jedynie w 6% obszarów zasięg dużych ssaków jest taki, jak przed 500 laty. Okazuje się również, że tylko w odniesieniu do 16% planety można stwierdzić, że znajdują się tam gatunki ssaków, na których zasięg nie mieliśmy większego wpływu.
      Naukowcy przyjrzeli się następnie poszczególnym regionom, by określić, ile pracy trzeba włożyć, by przywrócić w nich bioróżnorodnośc. Okazało się, że w większości Azji północnej, północnej Kanady oraz w częściach Ameryki Południowej i Afryki wystarczyłoby wprowadzić jedynie po kilka gatunków dużych ssaków, by przywrócić bioróżnorodność z przeszłości.
      I tak Europie przywrócenie bobra, wilka, rysia, renifera i żubra pozwoliłoby na powrót bioróżnorodności w 35 regionach, w których gatunki te zostały wytępione. Podobnie jest w Afryce, gdzie reintrodukcja hipopotama, lwa, sasebiego właściwego, likaona i geparda doprowadziłaby do dwukrotnego zwiększenia obszarów o zdrowej populacji ssaków w 50 ekoregionach. W Azji, po reintrodukcji tarpana dzikiego oraz wilka w Himalajach doszłoby do zwiększenia zasięgów zdrowych populacji o 89% w 10 ekoregionach. Z kolei w Ameryce Północnej do znacznego poprawienia stanu ekosystemów wystarczyłaby reintrodukcja niedźwiedzia brunatnego, bizona, rosomaka oraz niedźwiedzia czarnego.
      Reintrodukcja gatunków miałaby olbrzymie znaczenie nie tylko dla ekosystemu, ale i dla uratowania ich samych. Na przykład jednym ze zidentyfikowanych 20 kluczowych gatunków jest gazelka płocha, występująca na Saharze. Obecnie to gatunek krytycznie zagrożony, na świecie pozostało zaledwie około 200–300 osobników. Największym zagrożeniem dla niej są zaś działania człowieka – polowania i utrata habitatów.
      Przywrócenie wielu ze wspomnianych gatunków nie będzie jednak proste. Trzeba by np. zabronić polowań na nie i zapobiegać dalszej utracie habitatu. Ponadto wiele z ekoregionów poprzedzielanych jest granicami państwowymi, więc przywracanie gatunków i bioróżnorodności wymagałoby współpracy międzynarodowej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wody oceaniczne na średnich głębokościach (200–1000 m), które są domem dla wielu gatunków ryb, zaczęły w nienaturalnym tempie tracić tlen – ostrzegają chińscy uczeni na łamach pisma Amerykańskiej Unii Geofizycznej. Do roku 2080 aż 70% światowych oceanów może się dusić z powodu braku tlenu spowodowanego zmianami klimatycznymi. Nowe badania pokazały, że w ubiegłym roku doszło do przekroczenia punktu krytycznego utraty tlenu.
      Tlen rozpuszczony w oceanach jest potrzebny żyjącym tam zwierzętom do oddychania. Jednak ogrzewające się wody zawierają mniej tlenu. Naukowcy od lat obserwują powolny spadek ilości tlenu w wodach oceanicznych. Jednak najnowsze badania pokazują, że sytuacja jest bardziej dramatyczna, niż sądzono.
      Autorzy badań opublikowanych na łamach Geophysical Research Letters wykorzystali modele klimatyczne do sprawdzenia, jak i kiedy poziom utraty tlenu w wodach oceanicznych będzie większy niż naturalna zmienność. Okazało się, że na średnich głębokościach do przekroczenia poziomu naturalnej zmienności doszło prawdopodobnie w 2021 roku. Jeśli to prawda, wpłynie to np. na rybołówstwo na całym świecie. Modele przewidują, że do roku 2080 wszystkie strefy oceaniczne doświadczą większej niż naturalna utraty tlenu.
      Na głębokości od 200 do 1000 metrów rozciąga się strefa mezopelagialu. Wiele gatunków komercyjnie poławianych ryb żyje właśnie w tej strefie. Ubytek tlenu oznacza, że ucierpi rybołówstwo i dostawy żywności, nie mówiąc już o stratach środowiskowych.
      Wraz z globalnym ociepleniem rośnie temperatura wód oceanicznych. A w ciepłej wodzie rozpuszcza się mniej tlenu, co z kolei zmniejsza mieszanie się poszczególnych warstw wody. Mezopelagial jest szczególnie wrażliwy na ubytek tlenu, gdyż z jednej strony nie jest wzbogacany tlenem z atmosfery oraz fotosyntezy, jak wyżej położone warstwy, a z drugiej to w nim zachodzi większość zużywających tlen procesów rozkładu glonów.
      Dla nas to bardzo ważna strefa oceanu, gdyż żyje w niej wiele komercyjnie poławianych gatunków ryb. Ubytek tlenu wpływa też na inne morskie zasoby, ale ryby są dla nas najważniejsze i mają największy wpływ na naszą codzienną dietę, mówi główna autorka badań, Yuntao Zhou z Shanghai Jiao Tong University. Oceanograf Matthew Long z amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR), który nie brał udziału w badaniach, komentuje, że badania chińskich uczonych pokazują, jak pilna jest potrzeba zapobiegania zmianom klimatu. Ludzkość zmienia obecnie stan metaboliczny największego ekosystemu na planecie, a konsekwencji tej zmiany nie znamy.
      Chińscy naukowcy przyjrzeli się utracie tlenu w epipelagialu (0–200 m), mezopelagialu (200–1000 m) i batypelagialu (1000–4000 m). Poddali analizie matematycznej dane, by sprawdzić, kiedy zmiany w ilości rozpuszczone w nich tlenu będą większe, niż naturalna zmienność. Połączyli je z dwoma modelami klimatycznymi – jednym zakładającym wysoką emisję gazów cieplarnianych przez człowieka i drugim, zakładającym niską emisję.
      W obu zbadanych scenariuszach to właśnie mezopelagial jest tą strefą, która najszybciej traci tlen, a utrata występuje na największym obszarze globalnych oceanów. W scenariuszu niskiej emisji proces utraty ponad naturalną zmienność rozpoczyna się 20 lat później, niż w scenariuszu emisji wysokiej. To zaś pokazuje, że ograniczenie emisji może pomóc w opóźnieniu niekorzystnych zmian.
      Naukowcy zauważyli tez, że oceany położone bliżej biegunów są bardziej narażone na utratę tlenu. Nie wiadomo, dlaczego tak się dzieje, ale może mieć to związek z faktem, że okolice biegunów ocieplają się najszybciej. Dochodzi też do rozszerzania tropikalnych stref znanych z niskiej zawartości tlenu, mówi Zhou. Strefy o minimalnej zawartości tlenu rozprzestrzeniają się na wyższe szerokości geograficzne, zarówno na północ, jak i południe. To zjawisko, na które powinniśmy zwrócić więcej uwagi, stwierdza uczona. Obecnie nie wiadomo, czy gdyby całkowicie udało się powstrzymać globalne ocieplenie, to czy poziom tlenu w oceanach powrócił do epoki przedprzemysłowej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Historia naszej planety, to historia 4,5 miliarda lat schładzania się. Dzięki temu, że Ziemia stygnie, uformowała się jej sztywna skorupa i mogło powstać życie. Jednocześnie dzięki temu, że nie wystygła, istnieją takie procesy jak tektonika płyt i wulkanizm. Gdy wnętrze planety wystygnie, te kluczowe procesy zatrzymają się. Nie wiemy jednak, jak szybko nasza planeta się wychładza i kiedy procesy przebiegające w jej wnętrzu zatrzymają się.
      Odpowiedzią na te pytania może dać zbadanie przewodnictwa cieplnego minerałów znajdujących się na granicy między jądrem a płaszczem Ziemi. To bardzo ważne miejsce, w którym lepkie skały mają bezpośredni kontakt z płynnym zbudowanym głównie z niklu i żelaza zewnętrznym jądrem. Gradient temperatury pomiędzy jądrem zewnętrznym a płaszczem jest bardzo duży, zatem potencjalnie może tam przepływać sporo ciepła. Warstwa graniczna zbudowana jest głownie z bridgmanitu.
      Profesor Motohiko Murakami ze Szwajcarskiego Instytutu Technologicznego w Zurichuy (ETH Zurich) wraz z naukowcami z Carnegie Institute for Science opracowali złożony system pomiarowy, który pozwolił im na wykonanie w laboratorium oceny przewodnictwa cieplnego bridgmanitu w warunkach ciśnienia i temperatury, jakie panują we wnętrzu Ziemi. Wykorzystali przy tym niedawno opracowaną technikę optycznego pomiaru absorpcji diamentu podgrzewanego impulsami laserowymi.
      Dzięki tej nowej technice wykazaliśmy, że przewodnictwo cieplne bridgmanitu jest około 1,5-razy większe niż się przyjmuje, mówi profesor Murakami. To zaś wskazuje, że przepływ ciepła pomiędzy jądrem a płaszczem jest większy. A większy przepływ ciepła oznacza, że konwekcja w płaszczu zachodzi szybciej i Ziemia szybciej się ochładza. Tektonika płyt może więc w rzeczywistości spowalniać szybciej, niż się obecnie przyjmuje.
      Grupa Murakami wykazała jednocześnie, że szybsze wychładzanie się płaszcza zmieni fazy minerałów na granicy jądra i płaszcza. Schładzający się bridgmanit zmieni się w minerał, który będzie jeszcze efektywniej przewodził ciepło, zatem stygnięcie Ziemi jeszcze bardziej przyspieszy.
      Wyniki naszych badań rzucają nowe światło na ewolucję dynamiki Ziemi. Wskazują, że Ziemia, podobnie jak Merkury czy Mars, schładza się szybciej i stanie się szybciej nieaktywna, wyjaśnia Murakami.
      Trudno jednak powiedzieć, ile czasu minie zanim ruchy konwekcyjne w płaszczu ustaną. Wciąż wiemy zbyt mało, by określić, kiedy do tego dojdzie, przyznają naukowcy. Żeby się tego dowiedzieć, uczeni muszą najpierw lepiej rozpoznać w czasie i przestrzeni procesy konwekcyjne w płaszczu. Ponadto muszą wiedzieć, jak rozpad pierwiastków radioaktywnych we wnętrzu Ziemi, który jest jednym z głównych źródeł ciepła, wpływa na dynamikę procesów płaszcza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Big Bear Solar Observatory, Instituto de Astrofísica de Canarias oraz New York University poinformowali, że Ziemia pociemniała w wyniku zmian klimatycznych. Główną zaś przyczyną zmniejszonego współczynnika odbicia naszej planety są ogrzewające się oceany. Na potrzeby swoich badań uczeni wykorzystali dane z 20 lat (1998–2017) pomiarów światła popielatego oraz pomiary satelitarne. Okazało się, że w tym czasie doszło do znacznego spadku albedo – stosunku światła padającego do odbitego – Ziemi.
      Światło popielate to światło odbite od Ziemi, które pada na nieoświetloną przez Słońce powierzchnię Srebrnego Globu. Możemy z łatwością zaobserwować je w czasie, gdy Księżyc widoczny jest jako cienki sierp o zmierzchu lub świcie. Widzimy wtedy słabą poświatę na pozostałej części jego tarczy. To właśnie światło popielate, odbite od naszej planety światło słoneczne, które dotarł do Księżyca.
      Obecnie, jak czytamy na łamach pisma Geophysical Research Letters wydawanego przez American Geophysical Union, Ziemia odbija o około 0,5 W na m2 mniej światła niż przed 20 laty, a do największego spadku doszło na przestrzeni 3 ostatnich lat badanego okresu. Taka wartość oznacza, że współczynnik odbicia naszej planety zmniejszył się o około 0,5%. Ziemia odbija około 30% padającego na nią światła słonecznego.
      Taki spadek albedo był dla nas zaskoczeniem, gdyż przez wcześniejszych 17 lat utrzymywało się ono na niemal stałym poziomie, mówi Philip Goode z Big Bear Solar Observatory.
      Na albedo planety wpływają dwa czynniki, jasność jej gwiazdy oraz współczynnik odbicia samej planety. Badania wykazały zaś, że obserwowane zmiany albedo Ziemi nie są skorelowane ze zmianami jasności Słońca, a to oznacza, że przyczyna zmian albedo znajduje się na samej Ziemi.
      Jak wykazały dalsze analizy, satelity pracujące w ramach projektu Clouds and the Earth’s Radiant Energy System (CERES) zarejestrowały spadek pokrywy nisko położonych jasnych chmur tworzących się nad wschodnią częścią Pacyfiku. Do spadku tego doszło u zachodnich wybrzeży obu Ameryk. Z innych zaś badań wiemy, że w tamtym regionie szybko rośnie temperatura wód powierzchniowych oceanu, a zjawisko to spowodowane jest zmianami w dekadowej oscylacji pacyficznej (PDO). Zaś zmiany te są najprawdopodobniej wywołane globalnym ociepleniem.
      Zmniejszenie współczynnika odbicia oznacza również, że w całym ziemskim systemie zostaje uwięzione więcej energii słonecznej niż wcześniej. To może dodatkowo napędzać globalne ocieplenie.
      Specjaliści zauważają, że to niepokojące zjawisko. Jakiś czas temu naukowcy meli nadzieję, że globalne ocieplenie doprowadzi do pojawienia się większej ilości chmur i zwiększenia albedo Ziemi, co złagodzi wpływ człowieka na klimat i go ustabilizuje. Tymczasem okazało się, że chmur tworzy się mniej, przez co albedo spada.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W górnych 2 kilometrach skorupy ziemskiej znajduje się około 24 milionów kilometrów sześciennych wody. To w większości woda pitna. Jednak poniżej tego rezerwuaru, zamknięte w skałach, znajdują się kolejne rozległe zasoby wodne, złożone głównie z solanki liczącej sobie setki milionów, a może nawet ponad miliard lat. Najnowsze szacunki pokazują, że zasoby te, wraz z położoną powyżej wodą, stanowią największy rezerwuar wody na Ziemi.
      Dotychczas uważano, że największymi, poza oceanami, rezerwuarami wody na Ziemi są lodowce i lądolody, których objętość wynosi około 30 milionów km3. Okazuje się jednak, że prawdopodobnie musimy zweryfikować swoje przekonania.
      Dość dobrze wiemy, ile wody znajduje się w górnej 2-kilometrowej warstwie skorupy ziemskiej. Jednak zasoby położone poniżej, na głębokości nawet do 10 kilometrów, są znacznie słabiej poznane. Ich oszacowania podjęli się naukowcy z międzynarodowego zespołu, w skład którego wchodzili uczeni z USA, Kanady, Wielkiej Brytanii i Hongkongu.
      Uczeni zbadali strefę „głębokich wód podziemnych”, położonych na głębokości 2–10 kilometrów. W swojej pracy uwzględnili rozkład skał osadowych oraz skrystalizowanych oraz szacunki dotyczące związku porowatości skał z głębokością, na jakiej się znajdują. Szacunki wykazały, że na głębokości poniżej 2 kilometrów znajduje się około 20 milionów km3 wody. Jeśli szacunki te są prawidłowe, to w skorupie ziemskiej, na głębokości do 10 kilometrów zamkniętych jest 44 miliony km3 wody. To zaś oznacza, że wody tej jest więcej, niż wody zamkniętej w lądolodach. Odkrycie takie pozwoli lepiej zrozumieć budowę planety i procesy geochemiczne zachodzące na Ziemi.
      Szacunki te zwiększają nasze rozumienie ilości wody na Ziemi i dodają nowy wymiar do rozumienia cyklu hydrologicznego, mówi Grant Ferguson, hydrolog z University of Saskatchewan.
      Te głęboko położone zasoby wody nie mogą być co prawda wykorzystane w celach spożywczych czy do nawadniania, ale dokładne szacunki ilości wody oraz tego, czy i w jaki sposób jest ona włączona w obieg wody na powierzchni, są potrzebne do planowania takich działań jak produkcja wodoru, składowanie odpadów atomowych czy pobieranie z powietrza i bezpieczne składowanie dwutlenku węgla. Jeśli bowiem chcemy np. bezpiecznie składować pod ziemią odpady atomowe, musimy znaleźć takie miejsce, do którego nie ma dostępu woda, trafiająca później na powierzchnię lub do płytko położonych zbiorników podziemnych. Unikniemy w ten sposób zanieczyszczenia wód, z których korzystamy.
      Głęboko położone zbiorniki wody, te znajdujące się na głębokości poniżej 2 kilometrów, mogą być izolowane od setek milionów czy miliarda lat. Mogą nie mieć żadnego połączenia ze światem zewnętrznym. Są więc kapsułami czasu, dzięki którym możemy lepiej poznać warunki panujące na Ziemi w przeszłości. Mogą też zawierać wciąż aktywne mikroorganizmy sprzed setek milionów lat.
      Naukowcy mogą szacować głęboko położone zasoby wodne obliczając, jak wiele wody może być zamkniętych w skałach. To zaś zależy od porowatości skał. Wcześniejsze szacunki skał znajdujących się na głębokości 2–10 kilometrów skupiały się na skałach krystalicznych, jak granit, które charakteryzują się niską porowatością. Jednak autorzy najnowszych badań dodali do tych szacunków skały osadowe, znacznie bardziej porowate. I stwierdzili, że mogą one przechowywać dodatkowo 8 milionów kilometrów sześciennych wody.
      Jako, że woda ta jest położona głęboko i często wśród skał o niskiej przepuszczalności, w dużej mierze nie jest włączona w cykl hydrologiczny planety. Tym bardziej, że to głównie solanka, która może być o 25% bardziej gęsta od wody morskiej. A to jeszcze bardziej utrudnia jej przedostanie się do wyżej położonych warstw skorupy ziemskiej. Nie jest to jednak całkowicie wykluczone. Różnica ciśnień w obszarach położonych na różnych wysokościach może powodować, że obieg wody sięga naprawdę głęboko. W kilku miejscach Ameryki Północnej udokumentowano obieg wody, w ramach którego woda z powierzchni trafia nawet głębiej niż 2 kilometry w głąb skorupy ziemskiej.
      Najnowsze szacunki bardzo zainteresowały specjalistów badających biosferę. Dotychczas odkryliśmy mikroorganizmy na głębokości 3,6 kilometra. Jeśli gdzieś jest woda w stanie ciekłym, jest też spora szansa na obecność mikroorganizmów. Mogą one żyć dzięki reakcjom chemicznym. Jeśli wokół nich znajdują się odpowiednie pierwiastki, mogą je wykorzystać do wytwarzania energii, mówi mikrobiolog Jennifer Biddle z University of Delaware. Badanie tych głęboko położonych wód może też powiedzieć nam sporo o potencjalnym życiu w innych miejscach Układu Słonecznego. Jeśli i na Marsie znajdują się głęboko położone zbiorniki wodne, może tam być życie. Zatem tego typu habitaty na Ziemi mogą być bardzo dobrymi analogiami innych ciał niebieskich, jak Mars czy Enceladus, księżyc Saturna, który na pewno zawiera wodę w swoim wnętrzu, dodaje Biddle.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...