Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
-
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
Bobry, które Europejczycy przez setki lat bezwzględnie tępili, doprowadzając niemal do zagłady gatunku, odgrywają ważną rolę w małej retencji. Nie tylko zatrzymują wodę, regulując jej poziom w glebie, co jest niezwykle ważne w czasie suszy. Zmieniony przez bobry krajobraz zapobiega powodziom, łagodzi ich skutki i oczyszcza wodę. Bardzo dobrze widać to w Wielkiej Brytanii, gdzie niedawno - po całkowitym wytępieniu - zaczęto reintrodukować bobry, więc naukowcy mają od kilkunastu lat świetną okazję, by porównywać ten sam ekosystem sprzed i po wprowadzeniu doń bobrów.
Bobry na krawędzi zagłady
Jeszcze 10 000 lat temu bobry żyły w większości Europy i północnej Azji. Zamieszkiwały m.in. Iran, Irak, Turcję, Syrię, Włochy czy Hiszpanię. Obecnie w krajach tych nie występują lub też żyją tam nieliczne osobniki, które reintrodukowano w ostatnich latach.
W 1188 roku kronikarz Gerald z Walii (Giraldus Cambrensis) pozostawił ostatnie historyczne zapiski dotyczące bobrów zamieszkujących ten region Wysp Brytyjskich. W tym samym czasie bobry niemal znikają z Anglii. Ostatnie doniesienia o bobrach mieszkających w Szkocji pochodzą z XVI wieku. Jednak jeszcze w 1789 roku płacono za głowy bobrów w Yorkshire. To oznacza, że prawdopodobnie do II połowy XVIII wieku na Wyspach mogły jeszcze przetrwać jakieś szczątkowe populacje.
Nie lepiej było na kontynencie. Na początku XX wieku w całej Eurazji pozostało 8 populacji liczących około 1200 osobników. W latach 20. XX wieku pierwszą reintrodukcję bobrów przeprowadziła Szwecja. Za nią podążyły inne kraje.
Na Wyspy Brytyjskie bobry reintrodukowano dopiero w 2009 roku. Wtedy w zachodniej Szkocji wypuszczono 15 tych zwierząt. Trzy lata później okazało się, że w Anglii żyją bobry o nieznanym pochodzeniu. Prawdopodobnie zostały przez kogoś wypuszczone bez informowania władz. Gdy w 2014 upubliczniono materiał wideo, na którym było widać, że bobry mają młode, rząd chciał je usunąć z rzeki, na której zostały zauważone. Sprzeciwiła się temu opinia publiczna i liczne organizacje. W ten sposób rozpoczął się pierwszy w Anglii projekt obserwacji i reintrodukcji bobrów, które nie żyły na ogrodzonych terenach, a mogły swobodnie się przemieszczać.
W tym czasie opublikowano raport z reintrodukcji bobrów w Szkocji. W 2016 roku, opierając się na wnioskach z raportu, rząd Szkocji zdecydował, że populacja nie tylko pozostanie, ale będzie mogła swobodnie się rozprzestrzeniać. Korzyści z obecności bobrów stały się tak oczywiste, że w 2019 roku szkocką populację wpisano na listę gatunków chronionych, a w roku 2021 rozpoczęto projekt reintrodukcji bobrów na inne tereny Szkocji. W 2022 roku ochroną objęto też angielską populację bobrów.
Okazja do badań
Reintrodukcja bobrów stała się dla naukowców niezwykłą okazją, by porównać te same obszary sprzed obecności bobrów oraz po ich wprowadzeniu. Jednym z miejsc, gdzie prowadzono badania znajdowało się w Devon. W 2011 roku w pewnej niewielkiej dolinie rzecznej 3-hektarowy obszar ogrodzono płotem elektrycznym - by bobry się poza niego nie przedostały - i wpuszczono tam parę zwierząt.
Bardzo szybko płynąca tam rzeczka została przez zwierzęta zamieniona w mokradło o dużej bioróżnorodności. Wystarczyło zaledwie 6 lat by krajobraz wrócił do stanu sprzed zamiany doliny na pastwiska. Bobry, wycinając wierzby, zrobiły miejsce dla innych roślin. Utworzyły nasłonecznione mokradła, a to przyciągnęło zwierzęta. Przed reintrodukcją bobrów naukowcy naliczyli na tym terenie zaledwie 10 miejsc, w których żaby złożyły skrzek. W 2017 roku było ich już 681. W 2011 w miejscowych wodach żyło 8 gatunków chrząszczy wodnych, w roku 2015 zidentyfikowano 26 gatunków. W dolinie pojawiły się dawno niewidziane czaple, zimorodki, mopki, czarnogłówki. Liczba gatunków roślin wzrosła o niemal 50%.
Jednak tym, co najbardziej zaskoczyło naukowców, był wpływ bobrów na stosunki wodne i jakość wody. Bobry nie tylko podniosły poziom wody gruntowej. Badania jakości wody powyżej i poniżej rozlewisk utworzonych przez bobry wykazały, że z bobrzych mokradeł woda wypływa czystsza, niż do nich wpływa. A okoliczni mieszkańcy, w tym właściciel pól, na których terenie prowadzono eksperyment, zauważyli jeszcze coś. Przed reintrodukcją bobrów po każdych ulewnych deszczach lokalne drogi były zalewane przez spływającą wodę. Od kiedy pojawiły się bobry, problemu nie ma. Drogi nie są już zalewane, a to, co mieszkańcy widzieli na własne oczy, potwierdziły badania uczonych z University of Exeter.
Te dwa bobry mieszkające na ogrodzonym terenie bardzo szybko zbudowały 13 tam, w których w sumie zatrzymały 1000 metrów sześciennych wody. Dzięki pracy zwierząt przepływ wody w szczycie zmniejszył się średnio o 30 procent, a bobrze konstrukcje spowodowały, że podczas intensywnych opadów czas pomiędzy szczytem opadu, a szczytem fali powodziowej wydłużył się o 30%. Gdy zaś naukowcy zbadali jakość wody, stwierdzili, że wypływająca z mokradeł woda jest w znaczniej mierze oczyszczona. Było w niej mniej osadów, a poziom poziom związków azotu i fosforu w wodzie wypływającej jest około 3-krotnie mniejszy, niż w wodzie wpływającej. Utworzone przez bobry mokradła nie tylko spowalniają przepływającą przez nie wodę – zmniejszając w ten sposób falę powodziową – ale ją też oczyszczają, co powoduje mniej problemów miejscach, gdzie woda ta spływa.
Nie tylko Wielka Brytania
Badania w Wielkiej Brytanii znajdują potwierdzenie w wielu innych pracach naukowych, których autorzy podkreślają, że działalność bobrów zatrzymuje wodę w terenie i znacząco podnosi jej poziom tam, gdzie bobrów wcześniej nie było, co ma olbrzymie znaczenie w czasie suszy. Zmiany krajobrazu spowodowane przez bobry spowalniają przepływ wody. Spowolnienie to jest mniej wyraźne tam, gdzie jest wilgotno, a bardziej wyraźne tam, gdzie jest sucho. W końcu zaś, rozlewiska oczyszczają wodę, co ma szczególnie duże znacznie na terenach rolniczych. Ponadto na terenach zamieszkanych przez bobry dochodzi do znacznego zmniejszenia prędkości przepływającej wody, dzięki temu zostaje ona oczyszczona z osadów, co ma szczególnie duże znaczenie przy gwałtownych opadach.
Bobry, poprzez swoją działalność, przywracają połączenia cieków wodnych z ich naturalnymi terenami zalewowymi, tworzą niewielkie mokradła, przez które woda płynie wolniej niż w łożyskach rzek i ma czas wsiąknąć w glebę, zwiększając poziom wód gruntowych i podziemnych, zapobiegając w ten sposób suszy.
Oczywiście bobry nie ochronią dużych miast przed powodziami. Jednak mogą ochronić niewielkie wsie czy miasteczka, w przypadku których niewielkie nawet spowolnienie tempa przyboru wody i prędkości jej przepływu może mieć olbrzymie znaczenie. A skumulowany wpływ bobrów na wiele strumieni i niewielkich rzek, których wody w końcu trafiają do dużej rzeki płynącej przez wielkie miasto, będzie pozytywne odczuwalny także w większych metropoliach.
Bobry mogą w wielu miejscach wykonać za nas zadania z zakresu małej retencji wodnej. I co więcej, prace warte wiele milionów złotych kilka bobrzych rodzin wykona zupełnie za darmo.
Więcej o wpływie bobrów m.in. na przepływ wody w czasie wezbrań można przeczytać w Science of The Total Environment i Hydrological Processes oraz w umieszczonych tam odnośnikach.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Zoolodzy z Uniwersytetów w Bazylei i Lund wyliczyli, że rocznie pająki zjadają ok. 400-800 mln ton ofiar. Autorzy publikacji z The Science of Nature opowiadają, że istnieje ponad 45 tys. gatunków pająków, a ich zagęszczenie może sięgać nawet 1000 osobników na metr kwadratowy. To wszystko sprawia, że pająki są jedną z najbogatszych w gatunki i najbardziej rozpowszechnionych grup drapieżników.
Naukowcy podkreślają, że przez tryb życia (pająki są często zwierzętami nocnymi i świetnie kamuflują się w roślinności), dotąd trudno było zademonstrować ich rolę ekologiczną. Szwajcarzy i Szwedzi posłużyli się bazującymi na różnych modelach 2 metodami obliczeniowymi. W ten sposób okazało się, że ważąca ok. 25 mln ton globalna populacja pająków pochłania rocznie 400-800 mln ton ofiar. Ponad 90% stanowią owady i skoczogonki (Collembola).
Duże tropikalne pająki polują od czasu do czasu na małe kręgowce - żaby, jaszczurki, węże, ryby, ptaki i nietoperze - lub żerują na roślinach.
Zoolodzy wyjaśniają, że duże "widełki" w zakresie wagi ofiar wynikają stąd, że wskaźnik skutecznych polowań może się mocno zmieniać w pewnych ekosystemach i trzeba to uwzględniać w przewidywaniach.
By umiejscowić te statystyki w szerszym kontekście, naukowcy przypominają, że wg Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), rocznie ludzie z całego świata zjadają ok. 400 mln ton mięsa i ryb. Wygląda więc na to, że zwyczaje i możliwości jedzeniowe pająków lepiej porównać z waleniami, które pochłaniają rocznie ok. 280-500 mln ton ofiar.
Zespół Martina Nyffelera z Uniwersytetu w Bazylei zademonstrował, że w lasach i na łąkach, gdzie można zapolować na szkodniki, pająki zabijają o wiele więcej owadów niż w innych habitatach, np. na pustyniach, w arktycznej tundrze czy uprawach. Wpływ wywierany przez pająki na terenach rolniczych jest pośledniejszy, bo intensywnie obrabiane obszary zapewniają im mniej korzystne warunki do życia (ponadto czasem pająki żyjące na polach zabijają ofiary tylko przez krótki okres w roku). Jak podają zoolodzy, pająki z lasów i łąk odpowiadają za >95%, a te z upraw za mniej niż 2% rocznego "urobku".
Jako pierwszym udało nam się wyliczyć, że pająki są głównymi naturalnymi wrogami owadów. We współpracy z innymi owadożernymi zwierzętami, np. mrówkami i ptakami, pomagają znacząco zredukować gęstość populacji owadów.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Mały brzęczący, powszechnie znienawidzony – komar. Ten najgroźniejszy z zabójców ludzi jest wszechobecny. I niezwykle zróżnicowany. Oficjalnie rozpoznawanych jest 3719 gatunków komarów, z czego ludzi atakuje około 200 gatunków. Gryzą nas gatunki z rodzajów Anopheles, Culex i Aedes. Jeszcze w 1999 roku z literatury fachowej mogliśmy dowiedzieć się, że w Polsce występuje 47 gatunków komarów. Od tej pory sytuacja uległa zmianie. Przybywają do nas gatunki inwazyjne. W 2017 roku pojawiła się informacje o zaobserwowaniu we Wrocławiu Anopheles daciae, a dane Europejskiego Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób z lutego bieżącego roku wskazują, że na południowym wschodzie Polski pojawił się Aedes japonicus. Zapewne kwestią czasu jest ich zadomowienie się w naszym kraju i rozszerzanie zasięgu na północ.
Musimy też spodziewać się kolejnych gatunków, które zamieszkały już u naszych południowych i zachodnich granic. A może już tutaj są, tylko o tym nie wiemy, gdyż monitoring komarów jest w Polsce prowadzony mniej intensywnie niż w Niemczech i Czechach.
Na szczęście jednak nie jesteśmy całkowicie bezbronni. Komary nie są bowiem równie aktywne przez całą dobę. Poszukują swych ofiar głównie od zmierzchu do świtu. Jako że są bardzo małe, szybko grozi im odwodnienie. Dlatego też – całkiem jak wampiry – unikają wystawiania się na bezpośrednie działanie intensywnych promieni słonecznych. Ukrywają się przed nimi w zacienionych, wilgotnych miejscach. Wieczór i noc mają dla nich też i tę zaletę, że większość ptaków, które mogą na nie polować, nie jest już aktywna. Zatem przeczekanie w ukryciu najgorętszego okresu dnia przynosi im same korzyści.
Aktywność komarów jest mocno powiązana z temperaturami. Gdy spadają one poniżej 10 stopni Celsjusza, zmniejszają aktywność i przygotowują się do zimowania. Wystarczy jednak, by na wiosnę temperatury wzrosły powyżej 10 stopni, a komary znowu się pojawią. Niektóre gatunki zimują w postaci dorosłej, jednak większość – w postaci jaj.
Idealna temperatura dla nich to 18–34 stopnie, a szczyt aktywności przypada na około 26 stopni. Zatem szansa na spotkanie i utratę krwi zależy od pory dnia, temperatury i nasłonecznienia. Oraz od miejsca. Większe szanse na ugryzienia mamy tam, gdzie jest ciepło, wilgotno i panuje cień. Komary nie są też dobrymi lotnikami, zatem przeszkadza im wiatr. Wolą, gdy nie wieje w ogóle, chociaż ze słabym wiatrem sobie radzą.
Gryzą nas samice, które potrzebują krwi, by powstawały i dojrzewały komórki jajowe. Jaja wymagają wilgoci i ciepła, więc są składane do wody lub w jej okolice. Wykluwające się z nich larwy pełnią w przyrodzie bardzo ważną rolę filtratorów wody. Później następuje przeobrażenie w poczwarkę, a następnie w dorosłego, kłującego krwiopijcę. Cały cykl trwa około 3 tygodni, ale tutaj znowu wiele zależy od warunków zewnętrznych. Im wyższa temperatura, tym szybsze dojrzewanie i krótszy cykl rozrodczy. Dorosły komar żyje kilka, kilkanaście dni. I w tym czasie zdąży nam napsuć sporo krwi.
Po co one komu?
Czego byśmy o nich nie sądzili, komary odgrywają niezwykle ważną rolę w środowisku naturalnym.
Mimo tego, że nas gryzą, swędzi i roznoszą choroby – niejednokrotnie śmiertelne – są niezbędnym elementem ekosystemu. U większości gatunków samce żerują na roślinach, zapylając tysiące gatunków. Komary są bardzo ważnym źródłem pożywienia dla wielu gatunków ptaków, ich jajami i larwami żywią się liczne ryby, żółwie, płazy i inne owady, jak np. ważki. Dorosłe osobniki stanowią pożywienie dla jaszczurek, żab czy pająków.
Całkowite zniknięcie komarów z pewnością przyniosłoby wiele negatywnych skutków dla ekosystemu. A czy my byśmy na tym zyskali? Kto wie, jaki owad zapełniłby niszę po komarach? Być może taki, że zatęsknilibyśmy za brzęczącymi, dokuczliwymi krwiopijcami.
« 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
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.