Bezprzewodowa komunikacja woda-powietrze staje się rzeczywistością
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Woda z komety 67P/Czuriumow-Gierasimienko ma podobny stosunek deuteru i wodoru, co woda w ziemskich oceanach, poinformował międzynarodowy zespół naukowy, pracujący pod kierunkiem Kathleen E. Mandt z NASA. To zaś ponownie otwiera dyskusję na temat roli komet rodziny Jowisza w dostarczeniu wody na Ziemię. Uzyskane właśnie wyniki stoją w sprzeczności z wcześniejszymi badaniami, jednak naukowcy stwierdzili, że wcześniejsza interpretacja wyników badań wykonanych przez satelity została zafałszowana przez pył z komety.
W gazie i pyle, z którego uformowała się Ziemia, mogło znajdować się nieco wody, jednak większość z niej została odparowana przez Słońce. Teraz, po 4,6 miliarda lat, Ziemia jest pełna wody, a naukowcy wciąż się nad jej pochodzeniem. Mamy silne dowody wskazujące na to, że została ona przyniesiona przez asteroidy. Jednak wciąż sporna pozostaje rola komet. W ciągu kilku ostatnich dekad badania komet jowiszowych – które zawierają materiał z wczesnych etapów istnienia Układu Słonecznego i powstały poza orbitą Saturna – wykazywały silny związek pomiędzy zawartą w nich wodą, a wodą na Ziemi.
Związek ten wynikał z podobnego stosunek deuteru do wodoru. To właśnie na jego podstawie można stwierdzić, czy woda występująca na dwóch ciałach niebieskich jest podobna, czy też nie. Woda zawierająca więcej deuteru powstaje w środowisku zimnym, dalej od Słońca. Zatem ta na kometach jest mniej podobna do ziemskiej wody niż ta na asteroidach. Jednak prowadzone przez dekady badania pary wodnej z komet jowiszowych pokazywały podobieństwa do wody na Ziemi. Dlatego też naukowcy zaczęli postrzegać te komety jako ważne źródło wody na Ziemi.
Jednak w 2014 roku przekonanie takie legło w gruzach. Wtedy to misja Rosetta, wysłana do 67P/Czuriumow-Gierasimienko przez Europejską Agencję Kosmiczną, dostarczyła unikatowych danych na temat komety. A analizujący je naukowcy zauważyli, że stosunek deuteru do wodoru jest na niej największy ze wszystkich zbadanych komet i trzykrotnie większy niż w wodzie ziemskiej. To było olbrzymie zaskoczenie, które skłoniło nas do przemyślenia wszystkiego, mówi Mandt.
Pracujący pod jej kierunkiem zespół specjalistów z USA, Francji i Szwajcarii, w tym uczonych, którzy brali udział w misji Rosetta, jako pierwszy przeanalizował wszystkie 16 000 pomiarów wykonanych podczas europejskiej misji. Naukowcy chcieli zrozumieć, jakie procesy fizyczne powodują zmienność stosunku deuteru do wodoru w wodzie z komet. Badania laboratoryjne, obserwacje komet i analizy statystyczne wykazały, że pył z komet może wpływać na odczyty. Byłam ciekawa, czy znajdziemy dowody na to, że podobne zjawisko miało miejsce podczas badań 67P. I okazało się, że to jeden z tych rzadkich przypadków, gdy wysuwa się jakąś hipotezę i ona całkowicie się sprawdza, mówi Mandt.
Naukowcy znaleźli wyraźny związek pomiędzy pomiarami ilości deuteru w warkoczu 67P a ilością pyłu wokół pojazdu Rosetta. To wskazywało, że część odczytów może nie być reprezentatywna dla składu komety.
Gdy kometa zbliża się do Słońca, jej powierzchnia ogrzewa się i z powierzchni wydobywa się gaz oraz pył. Ziarna pyłu zawierają zamarzniętą wodę. Nowe badania sugerują, że woda zawierająca więcej deuteru łatwiej przylega do pyłu, niż woda jaką spotykamy na Ziemi. Gdy lód z takich ziaren pyłu jest uwalniany do warkocza komety, może powodować, że wygląda to tak, jakby woda z komety zawierała więcej deuteru niż w rzeczywistości.
Rosetta krążyła w odległości 10–30 kilometrów od głowy komety. Mandt i jej zespół zauważyli, że do przeprowadzenia prawidłowych pomiarów składu wody z komety konieczne jest, by uwolnione do warkocza ziarna pyłu zdążyły wyschnąć. Pozbywają się one wody dopiero w odległości co najmniej 120 kilometrów od głowy komety.
Odkrycie ma duże znaczenie nie tylko dla zrozumienia roli komet jako źródła wody na Ziemi,a le też do lepszego zrozumienia przyszłych i przeszłych badań. To świetna okazja by jeszcze raz przyjrzeć się obserwacjom z przeszłości i lepiej przygotować się do przyszłych badań, mówi Mandt.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed 11 milionami lat w Marsa uderzyła asteroida, która wyrzuciła w przestrzeń kosmiczną fragmenty Czerwonej Planety. Jeden z tych fragmentów trafił na Ziemię i jest jednym z niewielu meteorytów, których pochodzenie można powiązać bezpośrednio z Marsem. Kto znalazł ten kawałek Marsa, nie wiadomo. Odkryto go w 1931 roku w jednej szuflad na Purdue University i nazwano Lafayette Meteorite, od miasta, w którym znajduje się uniwersytet. Nie wiadomo bowiem nawet, gdzie dokładnie meteoryt został znaleziony. Jednak jego stan zachowania wskazuje, że nie leżał na ziemi zbyt długo.
Na kawałek skały jako pierwszy zwrócił uwagę dr O.C. Farrington, który zajmował się klasyfikacją kolekcji minerałów z uniwersyteckich zbiorów geologicznych. I to właśnie Farrington stwierdził, że skała uznana wcześniej za naniesioną przez lodowiec, jest meteorytem.
Już podczas jednych z pierwszych badań Lafayette Meteorite naukowcy zauważyli, że na Marsie miał on kontakt z wodą w stanie ciekłym. Od tamtego czasu nie było jednak wiadomo, kiedy miało to miejsce. Dopiero teraz międzynarodowa grupa naukowa określiła wiek znajdujących się w meteorycie minerałów, które powstały w wyniku kontaktu z wodą. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Geochemical Perspective Letters.
Profesor Marissa Tremblay z Purdue University wykorzystuje gazy szlachetne, jak hel, neon i argon, do badania procesów chemicznych i fizycznych kształtujących powierzchnię Ziemi. Uczona wyjaśnia, że niektóre meteoryty z Marsa zawierają minerały, które powstawały na Marsie w wyniku interakcji z wodą. Datowanie tych minerałów pozwoli nam więc stwierdzić, kiedy woda w stanie ciekłym istniała na powierzchni lub płytko pod powierzchnią Marsa. Datowaliśmy te minerały w Lafayette Meteorite i stwierdziliśmy, że powstały one 742 miliony lat temu. Nie sądzimy, by wówczas na powierzchni Marsa było zbyt dużo wody. Uważamy, że pochodziła ona z roztapiania się marsjańskiej wiecznej zmarzliny, a roztapianie się było spowodowane aktywnością magmy, do której sporadycznie dochodzi i dzisiaj, stwierdza uczona.
Co ważne, naukowcy w trakcie badań wykazali, że ich datowanie jest wiarygodne. Na wiek minerałów mogło wpłynąć uderzenie asteroidy, która wyrzuciła z Marsa nasz meteoryt, ogrzewanie się meteorytu podczas pobytu przez 11 milionów lat w przestrzeni kosmicznej, czy też podczas podróży przez ziemską atmosferę. Wykazaliśmy, że żaden z tych czynników nie miał wpływu minerały w Lafayette, zapewnia Tremblay.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badacze z USA poinformowali na łamach PLOS ONE o wykryciu mikroplastiku w... powietrzu wydychanym przez dziko żyjące delfiny butlonose. To sugeruje, że oddychanie może być znaczącą drogą przedostawania się mikroplastiku do organizmów zwierząt. W tej chwili nie wiemy, czy szkodzi on delfinom. Z badań na ludziach i gryzoniach wynika, że niewielkie fragmenty plastiku przedostające się do organizmu wywołują stres oksydacyjny i stany zapalne. U ludzi oddychanie powietrzem zawierającym mikroplastik powiązano z niekorzystnym wpływem na zdrowie.
Dotychczas jednak prowadzono niewiele badań nad wpływem mikroplastiku na zdrowie dzikich zwierząt. W przypadku delfinów wiemy, że plastik trafia do ich układów trawiennych. Uczeni z USA przeprowadzili teraz pierwsze badania na obecność mikroplastiku w wydychanym przez nie powietrzu. Były one prowadzone przy okazji szerszych badań nad zdrowiem zwierząt. Naukowcy zebrali powietrze wydychane przez 5 delfinów z Sarasota Bay na Florydzie i 6 zwierząt żyjących w Barataria Bay w Luizjanie.
Analizy wykazały, że w powietrzu uwolnionym z organizmu przez każde ze zwierząt znajdował się co najmniej 1 fragment mikroplastiku. Podczas szczegółowych badań znalezionych fragmentów zidentyfikowano liczne rodzaje tworzyw sztucznych, takie jak poli(tereftalan etylenu) (PET), poliester, poliamid, poli(tereftalan butylenu) oraz poli(metakrylan metylu). To na razie wstępne badania i konieczne są kolejne, które pozwolą lepiej ocenić poziom ekspozycji delfinów na mikroplastik w powietrzu oraz stwierdzić, czy może on być – na przykład przez uszkodzenie płuc – szkodliwy dla zwierząt.
Delfiny mają duże płuca i biorą naprawdę głębokie oddechy, mikroplastik może więc trafiać głęboko do ich organizmów. Obecnie nikt nie potrafi odpowiedzieć na pytanie, czy i jakie szkody może poczynić.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Symulacje przeprowadzone na Uniwersytecie w Toronto wskazują, że szybkie rozpowszechnienie samochodów elektrycznych może mieć olbrzymie znaczenie dla zdrowia całej populacji. Naukowcy z Department of Civil & Mineral Engineering i Saudi Aramco stwierdzili, że gwałtowny wzrost liczby samochodów elektrycznych w USA, w połączeniu ze znacznym zwiększeniem produkcji energii ze źródeł odnawialnych, przyniósłby korzyści w obszarze ochrony zdrowia, których wartość wyniosłaby od 84 do 188 miliardów dolarów do roku 2050. Nawet scenariusze z wolniejszym rozpowszechnianiem się samochodów elektrycznych i odnawialnych źródeł energii wykazały korzyści idące w dziesiątki miliardów USD.
Gdy specjaliści badają wpływ samochodów elektrycznych, zwykle skupiają się na emisji dwutlenku węgla i jego wpływie na miany klimatu, mówi profesor Marianne Hazopoulou. Jednak CO2 nie jest jedyną substancją, emitowaną przez rury wydechowe. Silniki spalinowe wytwarzają wiele zanieczyszczeń powietrza, które mają duży wpływ na zdrowie ludzi. I wpływ ten można zmierzyć, dodaje uczona.
W badaniach brali też udział doktor Jean Schmitt, profesorowie Daniel Posen i Heather Maclean, oraz badacz z największego na świecie koncernu naftowego, Amir F.N. Abdul-Manan z należącego do Saudi Aramco Strategic Transport Analysis Team.
Wymienieni eksperci specjalizują się w badaniu cyklu życiowego produktów. Swoje doświadczenie wykorzystali już wcześniej do stworzenia modelu komputerowego oceniającego wpływ elektryfikacji transportu na rynek w USA. Wykazali wówczas, że samo przejście na transport elektryczny nie wystarczy, by spełnić cele porozumienia paryskiego. Teraz postanowili zająć się wpływem samochodów elektrycznych na ludzkie zdrowie.
Uczeni wykorzystali swój model komputerowy do przeprowadzenia symulacji tego, co dzieje się z innymi niż CO2 produktami spalania. Modelowanie tych zanieczyszczeń jest bardzo różne od modelowania CO2, które pozostaje w atmosferze przez dziesięciolecia i jest w niej dobrze wymieszane. Te inne zanieczyszczenia oraz ich wpływ na zdrowie, oddziałują bardziej miejscowo. Ważne są tutaj zarówno poziom emisji, jak i jej miejsce, wyjaśnia profesor Posen.
Co prawda samochody elektryczne nie emitują zanieczyszczeń, ale również mogą być odpowiedzialne za ich powstawanie, jeśli są zasilane energią produkowaną z paliw kopalnych. Jednocześnie przenoszą te zanieczyszczenia z dróg do elektrowni. Zatem narażone są na nie bardziej społeczności żyjące w pobliżu zakładów produkcji energii.
Obecnie produkowane samochody spalinowe wytwarzają znacznie mniej zanieczyszczeń, niż samochody wyprodukowane 20 lat temu. Tych ostatnich wciąż wiele jeździ po drogach. Jeśli więc chcemy uczciwie porównać samochody elektryczne z samochodami spalinowymi, musimy wziąć pod uwagę, że emisja z samochodów spalinowych będzie jeszcze bardziej spadała w miarę, jak starsze pojazdy będą wycofywane z użytkowania. Musimy też brać pod uwagę strukturę produkcji energii, w tym fakt, że energia odnawialna ma coraz większy udział, wyjaśnia doktor Schmitt.
Naukowcy wybrali dwa główne scenariusze, na podstawie których symulowali sytuację do roku 2050. Pierwszy z nich zakładał, że nie produkujemy już więcej żadnego samochodu elektrycznego, a jednocześnie starsze samochody spalinowe są zastępowane nowszymi, bardziej efektywnymi pojazdami. Według drugiego scenariusza, prowadzona jest szybka elektryfikacja transportu i po roku 2035 sprzedawane są wyłącznie samochody elektryczne. Ten drugi scenariusz badacze nazwali „agresywnym”, ale przypomnieli, że jest on zgodny z deklaracjami wielu krajów. Na przykład Norwegia planuje, że już w przyszłym roku w kraju tym sprzedawane będą wyłącznie samochody elektryczne, a Kanada deklaruje, że samochody spalinowe nie będą sprzedawane najpóźniej od roku 2035.
Dla obu scenariuszy ustanowiono cały szereg warunków i symulowano poziom zanieczyszczeń powietrza w USA. Następnie naukowcy wykorzystali metodologię używaną przez epidemiologów, firmy ubezpieczeniowe i analityków rządowych do powiązania poziomów zanieczyszczeń z szacunkami takimi jak utracone lata życia oraz ich wartość gospodarcza.
Nasza symulacja pokazuje, że szybkie rozpowszechnianie się samochodów elektrycznych pomiędzy dniem dzisiejszym a rokiem 2050, przyniesie skumulowane korzyści dla zdrowia publicznego liczone w setkach miliardów dolarów, mówi Posen. To bardzo znaczący wynik, ale trzeba tutaj podkreślić, że korzyści te można osiągnąć tylko wówczas, gdy systemy produkcji energii elektrycznej będą stawały się coraz bardziej ekologiczne. Już teraz odchodzimy od paliw kopalnych i trend ten prawdopodobnie będzie też obecny w przyszłości. Na potrzeby naszych symulacji rozważyliśmy też scenariusz, w którym miks energetyczny się nie zmienia i udział poszczególnych rodzajów energii jest taki sam jak obecnie. W takim przypadku lepiej byłoby zastąpić wszystkie stare samochody spalinowe nowymi. To również nie jest zbyt realistyczny scenariusz, wyjaśnia Posen.
Warto więc zadać sobie kolejne pytanie. Czy ważniejsza jest dekarbonizacja transportu poprzez szerokie rozpowszechnienie samochodów elektrycznych czy też najpierw należy zdekarbonizować produkcję energii, bo to ona jest źródłem zanieczyszczeń generowanych przez samochody elektryczne.
Żeby odpowiedzieć na to pytanie, musimy zdać sobie sprawę z tego, że kupowane dzisiaj samochody będą jeździły po drogach przez kolejne dekady. Jeśli będziemy sprzedawali więcej samochodów spalinowych to, niezależnie od ich efektywności, będą one przez lata zanieczyszczały środowisko i negatywnie wpływały na ludzkie zdrowie. Musimy dekarbonizować źródła produkcji energii, i to robimy, ale nie możemy czekać na zakończenie tego procesu, by rozpowszechniać samochody elektryczne, wyjaśnia Hatzopoulou.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Atlantycka Niña to chłodna faza naturalnego wzorca klimatycznego. Podobnie jak znacznie bardziej znany wzorzec zachodzącej na Pacyfiku oscylacji południowej (ENSO), na którą składają się fazy El Niño, La Niña i faza neutralna, także na Atlantyku co kilka lat mamy fazę zimną i gorącą. Temperatura powierzchni oceanu we wschodniej części równikowego Oceanu Atlantyckiego wykazuje zaskakujący, nieintuicyjny cykl. Wody w tamtym regionie najcieplejsze są wiosną, a najzimniejsze w lipcu i sierpniu.
Do tego ochłodzenia w lecie dochodzi w wyniku działalności wiatru. Gdy na półkuli północnej jest lato, równikowy pas opadów, pod wpływem silniejszego nagrzewania przez słońce, przemieszcza się na północ, co powoduje wciąganie nad równikowy Atlantyk powietrza z południowego-wschodu. Wiejące wówczas pasaty są tak silne, że przemieszczają gorące wody powierzchniowe z równika i pojawia się zjawisko upwellingu, podnoszenia się chłodnych wód głębinowych.
Dlatego w miesiącach letnich na równikowych obszarach Atlantyku może pojawiać się zimna woda. Co kilka lat – w wyniku naturalnej zmienności – ten chłodny obszar jest albo cieplejszy, albo chłodniejszy od własnej średniej średniej. Specjaliści mówią wówczas o Atlantyckim Niño lub Niña. Zjawisko nie jest ściśle zdefiniowane, ale przyjmuje się, że jeśli 3-miesięczna średnia temperatura powierzchni przez co najmniej 2 kolejne sezony jest o 0,5 stopnia Celsjusza wyższa od średniej długoterminowej, to mamy do czynienia z Atlantyckim Niño, jeśli jest o 0,5 stopnia C niższa, jest to Atlantycka Niña.
W bieżącym roku w lutym i marcu we wschodniej części równikowego Atlantyku mieliśmy do czynienia z ekstremalnie wysokimi temperaturami wód powierzchniowych. Przekraczały 30 stopni Celsjusza i były najwyższe od 1982 roku. Obecnie zaś, od maja, naukowy obserwują rekordowe ochładzanie się tego obszaru. Temperatura wód spadła nawet ponad 1 stopień Celsjusza. I co najbardziej zaskakujące, ochładzanie to ma miejsce w obliczu słabnących pasatów. A to one powodują upwelling, zatem im są słabsze, tym słabsze powinno być zjawisko podnoszenia się chłodnych wód z głębin. Innymi słowy naukowcy obserwują wyjątkowo szybko rozwijającą się Atlantycką Niñę w sytuacji, która nie sprzyja jej rozwojowi.
Jak już wspomnieliśmy, o poszczególnych fazach Atlantyckich Niños mówimy przy odchyleniu rzędu 0,5 stopnia Celsjusza od średniej. Wbrew pozorom, jest do duża różnica. Te pół stopnia ma olbrzymi wpływ na poziom opadów w Afryce i Ameryce Południowej. Na przykład w fazie Niño mamy do czynienia ze zmniejszeniem opadów w Sahelu, zwiększeniem w Zatoce Gwinejskiej i zmianami wzorca opadów w północno-wschodniej części Ameryki Południowej. Ze zmianami Niños wiążą się też zmiany wzorca huraganów. Już jakiś czas temu amerykańska NOAA przewidywała, że w bieżącym roku intensywność huraganów będzie powyżej średniej. Prognozę taką opracowano na podstawie warunków panujących w równikowych obszarach Pacyfiku oraz tropikalnych regionach Północnego Atlantyku. Teraz eksperci będą z zainteresowaniem monitorowali, czy Atlantycka Niña wpłynie huragany.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.