Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Zimne potwierdzenie ocieplenia
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Virginia Tech wykazali, że lodowy dysk może sam się napędzać na odpowiednio przygotowanej powierzchni, podobnie do kropli wody, na którą działa zjawisko Leidenfrosta. Każdy z nas obserwował, że kropla wody upuszczona na gorącą powierzchnię, odparowuje przez długi czas, poruszając się po powierzchni. Amerykańscy uczeni odkryli, że kawałek lodu może samodzielnie napędzać się na powierzchni o wzorze przypominającym układ rybich ości.
Badaczy z Virginia Tech zainspirowała rozwiązana ledwie przed 11 laty zagadka wędrujących głazów z Racetrack Playa z kalifornijskiej Doliny Śmierci. Tam kry, przesuwające się pod wpływem wiatru, przesuwają kamienie. Jonathan Boreyko postanowił stworzyć takie warunki, by lód samodzielnie się przesuwał. Wraz z zespołem przez trzy lata prowadził eksperymenty. Gdy zaś udało się doprowadzić do samodzielnego ruchu lodowego dysku, przez kolejne dwa lata naukowcy tworzyli model wyjaśniający obserwowane zjawisko.
Kluczem do sukcesu była aluminiowa powierzchnia ponacinana we wzór rybich ości. Wystarczy, że powierzchnia zostanie rozgrzana powyżej temperatury topnienia – nie jest więc potrzebna, jak w zjawisku Leidenfrosta, bardzo wysoka temperatura – by lód zaczął się poruszać. Jest on napędzany przez kierunkowy przepływ wody w nacięciach na powierzchni. Początkowo kawałek lodu rusza bardzo wolno, by gwałtownie przyspieszyć.
Niezwykle interesujące okazało się spryskanie powierzchni aluminium cieczą hydrofobową. Naukowcy spodziewali się, że spowoduje to przyspieszenie lodu. Tymczasem dysk w ogóle się nie przesunął. To pozwoliło badaczom wyjaśnić obserwowane zjawisko. Doszli do wniosku, że na powierzchni pokrytej płynem hydrofobowym woda z roztapiającego się lodu zostaje ściśnięta i lodowy dysk utyka na krawędziach wyżłobień. Woda ciągle płynie kanalikami, ale lód nie jest już w stanie się na niej unosić.
Bez powłoki hydrofobowej woda po jednej stronie lodowego dysku tworzy kałużę, jej obecność powoduje nierównowagę napięcia powierzchniowego po obu stronach lodu, co powoduje, że zaczyna się on poruszać.
Boreyko uważa, że odkryte przezeń zjawisko być może posłuży do celów praktycznych. Wyobraźmy sobie, że wzór na powierzchni tworzy okręgi, a nie proste linie. Wówczas roztapiający się obiekt kręciłby się w kółko. A teram wyobraźmy sobie, że na powierzchni lodu umieszczamy magnesy. One też by się obracały, co można by wykorzystać do produkcji energii, stwierdza uczony.
Badania zostały opublikowane na łamach ACS Applied Materials & Interfaces.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W środowisku naukowym od dawna trwa debata, czy w czasie okresów największego ochłodzenia Arktyka była cała pokryta lodowcem szelfowym o grubości dochodzącym do 1 kilometra. O istnieniu takiego lodowca ma świadczyć podmorski krajobraz Arktyki i dane geochemiczne. Międzynarodowy zespół naukowy z Norwegii, Niemiec i Wielkiej Brytanii poinformował na łamach Science Advances, że zmiany bioproduktywności wody nie uprawniają do stwierdzenia, by w czasie ostatnich 750 tysięcy lat w Arktyce istniał lodowiec rozciągający się mniej więcej od Svalbardu po Islandię.
Naukowcy zbadali próbki pobrane z dna morskiego na północny zachód od Svalbardu i na północ od Islandii. Analizowali znajdujące się tam chemiczne ślady obecności glonów sprzed tysiącleci. Niektóre z tych glonów żyją w otwartych wodach, inne pod sezonowym lodem, który znika co roku. Badania pokazały, że życie istniało tam nawet w najzimniejszych okresach. To oznacza, że w powierzchni musiało docierać światło, wody były otwarte. Takie ślady by nie istniały, gdyby cała Arktyka była pokryta kilometrową warstwą lodu, mówi główny autor badań, Jochen Knies z Arktycznego Uniwersytetu Norwegii.
Jednym z kluczowych dowodów była obecność molekuły IP25 wytwarzanej przez glony żyjące pod sezonowym lodem. Jej ciągła obecność pokazuje, że lód regularnie pojawiał się i znikał. Naukowcy, chcąc zweryfikować swoje odkrycie, przeprowadzili symulacje komputerowe pokazujące warunki panujące w Arktyce w czasie szczytu ostatniej epoki lodowej przed 21 tysiącami lat oraz podczas jeszcze większego ochłodzenia sprzed 140 tysięcy lat, gdy znaczne części Arktyki pokrywał lodowiec szelfowy. Modele potwierdziły to, co znaleźliśmy w osadach. Nawet w najbardziej chłodnych okresach, ciepłe wody Atlantyku wciąż wpływały do Arktyki. Dzięki temu części oceanu nie zamarzły, dodaje Knies.
Autorzy badań uważają, że przez cały badany przez nich okres jedynym momentem, gdy cały Ocean Arktyczny mógł być pokryty jednym wielkim lodowcem, nastąpił być może około 650 tysięcy lat temu. Zaobserwowali bowiem gwałtowny spadek zapisu aktywności biologicznej w osadach z tego okresu. Jednak nawet jeśli tak było, to zjawisko takie było krótkotrwałe.
Źródło: Seasonal sea ice characterized the glacial Arctic-Atlantic gateway over the past 750,000 years, https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu7681
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Lód w przestrzeni kosmicznej jest inny, niż dotychczas sądzono, wynika z badań przeprowadzonych przez uczonych z University College London i University of Cambridge. Ich zdaniem, zawiera on niewielkie kryształki i nie jest całkowicie nieuporządkowanym amorficznym materiałem, jak woda. Przez dekady uważano, że lód poza Ziemią nie posiada struktury, jest amorficzny, gdyż znacznie niższe niż na Ziemi temperatury nie zapewniają wystarczająco dużo energii, by podczas zamarzania uformowały się kryształy.
Autorzy nowych badań przyjrzeli się najpowszechniej występującej formie lodu we wszechświecie, amorficznemu lodowi o niskiej gęstości, który występuje w kometach, na lodowych księżycach czy w chmurach materiału, z których powstają gwiazdy i planety. Przeprowadzone przez nich symulacje komputerowe wykazały, że lód taki najlepiej odpowiada wynikom analiz gdy nie jest w pełni amorficzny, a zawiera niewielkie kryształki o średnicy 3 nanometrów. Naukowcy przeprowadzili też badania, w czasie których krystalizowali (np. poprzez podgrzewanie) uzyskane w różny sposób próbki amorficznego lodu. Zauważyli, że ostateczna struktura krystaliczna lodu zależała od tego, w jaki sposób został oryginalnie utworzony. Stwierdzili też, że gdyby taki lód był w pełni amorficzny, to nie zachowałby żadnych informacji o swojej wcześniejszej strukturze.
Teraz mamy dobre pojęcie, jak na poziomie atomowym wygląda najbardziej rozpowszechniony lód we wszechświecie. To bardzo ważna wiedza, gdyż lód bierze udział w wielu procesach kosmologicznych, na przykład w formowaniu się planet, ewolucji galaktyk czy przemieszczaniu materii we wszechświecie, wyjaśnia główny autor badań doktor Michael B. Davies.
Lód na Ziemi to kosmologiczny ewenement z powodu wysokich temperatur panujących na naszej planecie. Ma dzięki nim uporządkowaną naturę. Uznawaliśmy, że lód w pozostałych częściach wszechświata jest jak unieruchomiona ciekła woda, nieuporządkowana struktura. Nasze badania pokazują, że nie jest to do końca prawda. I każą zadać pytanie o amorficzne struktury w ogóle. Takie materiały są niezwykle ważne dla nowoczesnych technologii. Na przykład światłowody powinny być amorficzne. Jeśli jednak zawierają niewielkie kryształki, a my będziemy potrafili je usunąć, poprawimy ich wydajność, dodaje profesor Christoph Salzmann.
Badania prowadzono zarówno metodą symulacji komputerowych, jak i tworząc amorficzny lód. Metodami obliczeniowymi sprawdzano dwa rodzaje wirtualnego lodu. Jeden powstawał podczas obniżania temperatury wirtualnych molekuł wody do -120 stopni Celsjusza. W zależności od tempa schładzania otrzymany lód składał się ze struktury krystalicznej i amorficznej w różnych proporcjach. Okazało się, że właściwości wirtualnego lodu zawierającego 20% struktury krystalicznej i 80% amorficznej blisko odpowiadają właściwościom prawdziwego lodu amorficznego o niskiej gęstości, który badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Drugi rodzaj lodu składał się z niewielkich ściśniętych razem kryształków pomiędzy którymi symulowano istnienie struktury amorficznej. Taki lód wykazywał największe podobieństwo do prawdziwego kosmicznego lodu gdy zawierał 25% kryształków.
Natomiast podczas badań eksperymentalnych uzyskiwano amorficzny lód o niskiej gęstości albo poprzez osadzanie pary wodnej na bardzo zimnej powierzchni, albo podgrzewając amorficzny lód o dużej gęstości. Następnie tak uzyskany amorficzny lód o niskiej gęstości był delikatnie podgrzewany, by miał wystarczająco dużo energii do utworzenia kryształów. Różnice w uzyskanej w ten sposób strukturze zależały od pierwotnej metody wytworzenia lodu. W ten sposób naukowcy doszli do wniosku, że gdyby lód taki był całkowicie amorficzny, nie zachowałby pamięci o swojej pierwotnej strukturze.
Lód to potencjalnie bardzo przydatny materiał w kosmosie. Mógłby posłużyć do ochrony pojazdu kosmicznego przed promieniowaniem czy do wytworzenia paliwa. Dlatego musimy lepiej rozumieć jego różne rodzaje i właściwości, podsumowuje doktor Davies.
Źródło: Low-density amorphous ice contains crystalline ice grains, https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.112.024203
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niskie średnie temperatury na Ziemi, które umożliwiły uformowanie się pokryw lodowych na biegunach, są czymś rzadkim w historii naszej planety. Nowe badania, przeprowadzone przez zespół pod kierunkiem naukowców z University of Leeds, dowodzą, że aby takie warunki klimatyczne się pojawiły, musi dojść do zbiegu wielu złożonych procesów. Uczeni badali, dlaczego Ziemia przez zdecydowaną większość swojej historii była znacznie cieplejsza niż obecnie i nie istniały na niej pokrywy lodowe na biegunach.
Dotychczas proponowano wiele hipotez, które miały wyjaśnić pojawianie się glacjałów na Ziemi. Mówiono o zmniejszonym wulkanizmie, zwiększonym pochłanianiu atmosferycznego węgla przez roślinność czy też o reakcji dwutlenku węgla ze skałami. Ciepłe warunki klimatyczne farenozoiku zostały przerwane przez dwa długotrwałe okresy ochłodzenia, w tym obecny, trwający od około 34 milionów lat. Te chłodniejsze okresy zbiegają się z niższą zawartością CO2 w atmosferze, jednak nie jest jasne, dlaczego poziom CO2 spada, piszą naukowcy na łamach Science Advances.
Na potrzeby badań stworzyli nowy długoterminowy „Earth Evolution Model”. Jego powstanie było możliwe dzięki ostatnim postępom w technikach obliczeniowych. Model pokazał, że wspomniane ochłodzenia spowodowane były nie pojedynczym procesem, a ich zbiegiem. To wyjaśnia, dlaczego okresy chłodne są znacznie rzadsze od okresów ciepłych.
Wiemy teraz, że powodem, dla którego żyjemy na Ziemi z pokrywami lodowymi na biegunach, a nie na planecie wolnej od lodu, jest przypadkowy zbieg bardzo małej aktywności wulkanicznej i bardzo rozproszonych kontynentów z wysokimi górami, które powodują duże opady i w ten sposób zwiększają usuwanie węgla z atmosfery. Bardzo ważnym wnioskiem z naszych badań jest stwierdzenie, że naturalny mechanizm klimatyczny Ziemi wydaje się faworyzować istnienie gorącego świata z wysokim stężeniem CO2 i brakiem pokryw lodowych, a nie obecny świat z niskim stężeniem CO2, pokryty częściowo lodem, mówi główny autor badań, Andrew S. Meredith. To prawdopodobnie preferencja systemu klimatycznego Ziemi ku gorącemu klimatowi uchroniła naszą planetę przed katastrofalnym całkowitym zamienieniem naszej planety w lodową pustynię. Dzięki niej życie mogło przetrwać.
Drugi z głównych autorów badań, profesor Benjamin Mills zauważa, że z badań płyną bardzo ważne wnioski. "Nie powinniśmy spodziewać się, że Ziemia zawsze powróci do chłodniejszego okresu, jaki charakteryzował epokę przedprzemysłową. Obecna Ziemia, z jej pokrywami lodowymi jest czymś nietypowym w historii planety. Jednak ludzkość zależy od tego stanu. Powinniśmy zrobić wszystko, by go zachować i powinniśmy być ostrożni, czyniąc założenia, że zatrzymując emisję powrócimy do stanu sprzed globalnego ocieplenia. W swojej długiej historii klimat Ziemi był przeważnie gorący. Jednak w czasie historii człowieka był chłodny.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dotychczasowe badania pokazywały, że w Stanach Zjednoczonych koncerny wydobywcze, konserwatywne ośrodki analityczne oraz konserwatywni filantropi biorą udział w finansowaniu grup powątpiewających w ocieplenie klimatu, służąc w ten sposób swoim interesom gospodarczym czy politycznym. Jared Furuta i Patricia Bromley z Uniwersytetu Stanforda przyjrzeli się, jak wygląda to w innych krajach.
Okazało się, że grupy czy organizacje zaprzeczające globalnemu ociepleniu są bardziej aktywne tam, gdzie prowadzona jest bardziej zdecydowana polityka na rzecz przeciwdziałania zmianom klimatu, ale ma to mniejszy związek z interesami gospodarczymi czy zależnością kraju od paliw kopalnych.
Furuta i Bromley przeprowadzili analizy statystyczne dotyczące ponad 160 krajów oraz działających w nich setek organizacji zaprzeczających zmianom klimatu. Zauważyli pozytywny związek pomiędzy polityką na rzecz zapobiegania zmianom klimatu a aktywnością i liczebnością grup zmianom tym zaprzeczającym. Jednak nie znaleźli związku pomiędzy interesami gospodarczymi kraju, wyrażanymi czy to przez emisję gazów cieplarnianych czy przez posiadanie lub zależność od paliw kopalnych, a aktywnością i siłą takich grup. Nie znaleźli też zależności pomiędzy siłą grup, a innymi czynnikami, takimi jak poziomem rozwoju gospodarczego, nierównościami społecznymi, powiązaniami z USA czy ideologią głównych graczy politycznych.
Wyniki badań sugerują zatem, że pojawianie się i działalność grup czy organizacji zaprzeczających zmianom klimatu jest dynamiczną reakcją na działania proekologiczne.
Obecnie w ponad 50 krajach na świecie działa co najmniej 1 niedochodowa organizacja, której celem jest podważanie wyników badań naukowych oraz działań podejmowanych w celu zapobiegania zmianom klimatu. Tego typu organizacje od dawna były aktywne w Stanach Zjednoczonych, ale w ostatnich latach wyewoluowały w ogólnoświatowy ruch. Są szczególnie widoczne w tych państwach, które prowadzą najbardziej zdecydowaną politykę klimatyczną, a nie w państwach o najwyższej emisji gazów cieplarnianych czy aktywności przemysłowej, stwierdzili autorzy badań.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.