-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
W wiecznej zmarzlinie i hydratach w głębi oceanów, uwięzione są olbrzymie ilości węgla. Od dawna słyszymy, że, w miarę wzrostu temperatury na Ziemi, węgiel ten może zostać uwolniony w postaci metanu – bardzo silnego gazu cieplarnianego – gwałtowanie przyspieszy globalne ocieplenie. Jednak ostatnie badania wskazują, że ten czarny scenariusz może się nie ziścić.
Gdy rośliny się rozkładają, w glebie pojawia się węgiel. Jednak gdy jest bardzo zimno, materia organiczna zamarza, a węgiel zostaje w niej uwięziony i nie trafia do atmosfery. Z taką sytuacją mamy do czynienia na Syberii, Alasce i północy Kanady, tam, gdzie występuje wieczna zmarzlina. Jednak w wiecznej zmarzlinie uwięzione jest też bardzo dużo zamrożonej wody. Gdy wieczna zmarzlina zaczyna się roztapiać, gleba zostaje zalana wodą i powstaje środowisko o niskiej zawartości tlenu. W połączeniu z zawartym w glebie węglem tworzą się idealne warunki dla mikroorganizmów, które żywią się węglem i uwalniają metan do atmosfery.
Drugie wielkie źródło metanu, hydraty metanu, znajduje się w głębi oceanów. Do ich uformowania się potrzebna jest bowiem niska temperatura i wysokie ciśnienie. Jeśli temperatura wody wzrośnie, hydraty zostaną zdestabilizowane, rozpadną się i uwolnią metan.
Naukowcy od dawna obawiają się roztapiania wiecznej zmarzliny i destabilizacji hydratów metanu. Dlatego też postanowili sprawdzić, jak sytuacja wyglądała w przeszłości. Grupa z laboratorium profesora Wasilija Petrenko, na czele której stał Michael Dyonisius, zbadała rdzenie z lodowca Taylor na Antarktydzie. Uwięzione tam powietrze sprzed 8–15 tysięcy lat pozwalało na zbadanie składu ziemskiej atmosfery z przeszłości. To okres, który jest częściowo podobny do obecnego. Ziemia przechodziła wówczas z epoki chłodniejszej do cieplejszej. Jednak wówczas zmiana była naturalna. Teraz jest ona napędzana przez działalność człowieka i przechodzimy z epoki cieplejszej do jeszcze cieplejszej, mówi Dyonisius.
Jak dowiadujemy się ze Science, uczeni, badając węgiel-14 w swoich próbkach stwierdzili, że uwalnianie metanu do atmosfery było wówczas małe. Prawdopodobieństwo destabilizacji starych rezerwuarów węgla i pojawienia się silnego ociepleniowego sprzężenia zwrotnego również i dzisiaj jest małe, mówi Dyonisius. Zdaniem badaczy, podczas ocieplenia związanego z końcem epoki lodowej emisja metanu do atmosfery była niewielka, gdyż na Ziemi istnieją naturalne bufory zabezpieczające.
W przypadku hydratów (klatratów) metanu, takim buforem jest sam ocean. Jeśli doszłoby do ich rozpadu, większość uwolnionego metanu zostanie rozpuszczone i utlenione w wodzie przez mikroorganizmy. Tylko niewielka jego część trafi do atmosfery. Jeśli zaś chodzi o metan z wiecznej zmarzliny, to jeśli uformuje się on wystarczająco głęboko w glebie, to może on zostać utleniony przez bakterie, zanim z gleby się wydostanie. Może też nigdy nie powstać i węgiel z wiecznej zmarzliny uwolni się w postaci dwutlenku węgla.
Naukowcy zauważyli jednocześnie, że w przeszłości ocieplający się klimat spowodował uwalnianie się większej ilości metanu z mokradeł. I takiego scenariusza możemy się spodziewać. Jednak, jak mówi profesor Petrenko, antropogeniczna emisja metanu jest obecnie 2-krotnie większa niż emisja z mokradeł. Nasze dane wskazują, że nie powinniśmy się martwić olbrzymią ilością metanu, która może uwolnić się w wyniku globalnego ocieplenia. Powinniśmy martwić się metanem emitowanym przez człowieka.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Przed 3,2 miliardami lat Ziemia mogła być wodnym światem. Tak przynajmniej wynika z badań, których wyniki opublikowano w Nature Geoscience. Badania wykonane przez naukowców z University of Colorado Boulder pomogą lepiej zrozumieć, w jaki sposób i gdzie na Ziemi pojawiły się po raz pierwszy organizmy jednokomórkowe, uważa profesor Boswell Wing.
Wing i Benjamin Johnson prowadzili badania skał w miejscu znanym jako Panorama w północno-zachodniej części australijskiego Outbacku. Dzisiaj to porośnięte krzakami wzgórza poprzecinane dolinami wyschniętych rzek. To dziwne miejsce, mówi Johnson. Jednak można tam badać liczące 3,2 miliarda lat skały, które w przeszłości stanowiły dno oceanu. W regionie Panorama geolodzy mieli wyjątkową okazję zbadania składu chemicznego wody oceanicznej sprzed miliardów lat. Oczywiście samej wody tam nie ma, ale są skały, które wchodziły w interakcje z tą wodą i noszą ślady tej interakcji, dodaje uczony. To tak, jakby analizować ziarna kawy, by dowiedzieć się czegoś o wodzie, z którą miały styczność, wyjaśnia.
Naukowców szczególnie interesowały izotopy tlenu. Cięższy tlen-18 i lżejszy tlen-16.
Uczeni odkryli, że przed 3,2 miliardami lat woda morska musiała mieć inny skład niż obecnie. Było w niej minimalnie więcej tlenu-18. To niewielka różnica, ale bardzo znacząca dla naszego zrozumienia przeszłości Ziemi.
Wing wyjaśnia, że obecnie lądy pokryte są glebami bogatymi w iły, które niczym odkurzacz wyciągają z wody 18O. Naukowcy wysunęli więc hipotezę, która mówi, że najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem nadmiaru tlenu-18 w dawnym oceanie jest przyjęcie, że wówczas nie było wielkich pokrytych bogatymi glebami mas lądowych, które wyciągałyby izotop z oceanu. Co, oczywiście, nie oznacza, że w ogóle nie było suchego lądu.
Mogły istnieć niewielkie mikrokontynenty. Uważamy jednak, że nie istniały wielkie formacje na globalną skalę, z jakimi mamy do czynienia obecnie, mówi Wing. To oczywiście rodzi pytanie, kiedy rozpoczęły się ruchy tektoniczne, które ostatecznie utworzyły Ziemię, jaką znamy obecnie. Wing i Johnson nie potrafią na nie odpowiedzieć. Już jednak planują badania młodszych formacji skalnych rozsianych od Arizony po RPA. Spróbują zidentyfikować moment, w którym na Ziemi pojawiły się pierwsze duże obszary suchego lądu.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Wyobraźmy sobie całkowicie elastycznego robota, który nie zawiera żadnych obwodów i jest napędzany światłem słonecznym, mówi Amos Meeks z Uniwersytetu Harvarda (SEAS) i główny autor najnowszych badań. Badań, których autorzy opracowali nowatorską całkowicie optyczną platformę obliczeniową. Taką, w której do obliczeń wykorzystuje się tylko i wyłącznie światło.
W większości współczesnych systemów obliczeniowych wykorzystuje się twarde materiały, takie jak metalowe kable, półprzewodniki i fotodiody łączące elektronikę i światło, stwierdza Meeks. U podstaw wyłącznie optycznej platformy obliczeniowej leży chęć pozbycia się tych elementów i kontrolowanie światła za pomocą światła, dodaje.
Tego typu platformy wykorzystują materiały nieliniowe, które zmieniają indeks refrakcyjny w reakcji na intensywność światła. Gdy światło przechodzi przez taki materiał, zwiększa się jego indeks refrakcyjny i w materiale pojawia się, generowany światłem, światłowód. Problem jednak w tym, że obecnie większość materiałów nieliniowych wymaga albo użycia potężnych laserów, albo też w wyniku oddziaływania światła na stałe zmieniają się ich właściwości.
Naukowcy z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) we współpracy z uczonymi z McMaster University oraz University of Pittsburgh opracowali nowatorski materiał, który w reakcji na światło lasera o niskiej mocy zmiania swój indeks refrakcyjny zmniejszając i zwiększając swoje rozmiary, a zmiany te są odwracalne.
Nowy materiał to hydrożel zbudowany z sieci polimerowej nasączonej wodą oraz z niewielkiej liczby spiropyranów, molekuł reagujących na światło.
Gdy hydrożel zostaje oświetlony, nieco się kurczy i zmienia się jego indeks refrakcyjny. Po wyłączeniu światła żel powraca do oryginalnego kształtu. Gdy zaś hydrożel zostanie oświetlony przez wiele źródeł światła, wchodzą one w interakcje i wpływają na siebie. Na przykład promień A może blokować promień B, promień B może blokować promień A, oba mogą blokować się nawzajem lub oba mogą przez siebie przechodzić. Powstaje w ten sposób bramka logiczna.
Mimo, że to oddzielne promienie, mogą na siebie wpływać. Możemy wyobrazić sobie, że w przyszłości taki sposób reakcji na światło może zostać wykorzystany do wykonywania obliczeń, mówi Kalaichelvi Saravanamuttu z McMaster University.
Nauki materiałowe się zmieniają. Samoregulujące, adaptacyjne materiały zdolne do optymalizowania swoich właściwości w reakcji na otoczenie zastępują statyczne, nieefektywne energetycznie i zewnętrznie regulowane materiały. Zaprezentowany przez nas materiał, który kontroluje światło o niezwykle niskiej intensywności to kolejny pokaz nadchodzącej rewolucji technologicznej, dodaje profesor Joanna Aizenberg z SEAS.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Żelazne nanodruciki z lekami można doprowadzać do zmian nowotworowych za pomocą zewnętrznego pola magnetycznego. Później wystarczy aktywować 3-elementowy proces zabijania zmienionych chorobowo komórek.
Nad rozwiązaniem pracowali m.in. naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha (KAUST).
Żelazo jest pierwiastkiem niezbędnym do życia (zarówno dla ludzi, jak i dla zwierząt). Ten pierwiastek śladowy wchodzi w skład białek i enzymów, np. hemoglobiny czy enzymów cyklu Krebsa. Jak zauważa Jürgen Kosel z KAUST, dzięki cechom magnetycznym nanocząstki tlenku żelaza znalazły zastosowanie jako środki kontrastowe w obrazowaniu techniką rezonansu magnetycznego (MRI).
Materiały zawierające żelazo są biokompatybilne. Za pomocą nieszkodliwego pola magnetycznego możemy je transportować i koncentrować w wybranym obszarze, obracać lub wprawiać w drgania, tak postąpiliśmy w naszym studium, a także wykrywać za pomocą MRI - opowiada Aldo Martínez-Banderas.
Przykładając pole magnetyczne o niskiej mocy, zespół wprawiał nanodruciki w drgania; zjawisko to prowadziło do powstawania otworów w błonie komórkowej.
Druciki, w których rdzeń z żelaza jest powleczony tlenkiem żelaza, świetnie absorbują podczerwień i się podgrzewają. Ponieważ światło o tej długości penetruje w głąb tkanek, nanodruciki można podgrzewać laserami skierowanymi w miejsce guza. Wykazano, że wydajność konwersji fototermicznej przekraczała 80%, co przekładało się na dużą wewnątrzkomórkową dawkę ciepła.
Za pomocą wrażliwych na pH łączników do nanodrucików rdzeń/otoczka "mocowano" cytostatyk doksorubicynę. Jako że środowisko guza jest zazwyczaj bardziej kwaśne niż zdrowa tkanka, łącznik wybiórczo rozkłada się w lub w pobliżu komórek nowotworowych, uwalniając lek dokładnie tam, gdzie jest potrzebny. Terapia łączona skutkowała niemal całkowitą ablacją komórek nowotworowych i była skuteczniejsza niż pojedyncze terapie - podkreśla Martínez-Banderas.
[...] Możliwości żelaznych nanomateriałów sprawiają, że wydają się one bardzo obiecujące, jeśli chodzi o tworzenie biomedycznych nanorobotów - podsumowuje Kosel.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
W Himalajach i Hindukuszu coraz bujniej rozwija się roślinność. Zdaniem naukowców, może być to spowodowane globalnym ociepleniem.
Uczeni z University of Exeter wykorzystali dane z lat 1993–2018 pochodzące z satelitów Landsat do przyjrzenia się regionowi pomiędzy linią drzew a linią wiecznego śniegu. To trudno dostępny region, w którym rosną głównie trawy oraz krzewy i w którym pojawia się sezonowo śnieg. Jednak, jak zauważyli naukowcy, jest od od 5 do 15 razy większy niż będący przedmiotem intensywnych badań obszar pokryty lodowcami i wiecznym śniegiem.
Badane obszary znajdują się na wysokości od 4150 do 6000 metrów nad poziomem morza. Gdy naukowcy przyjrzeli się zmianom w wegetacji roślinnej zauważyli, że wszędzie pojawia się coraz bardziej bujna roślinność, a największa zmiana zaszła na wysokości 5000–5500 metrów.
Uczeni nie badali przyczyn tych zmian, jednak zauważone zjawisko jest zgodne z modelami przewidującymi, że w Himalajach będzie dochodziło do zmniejszenia się strefy, w której panują zbyt niskie temperatury dla roślin.
Na temat topnienia lodu w Himalajach prowadzono wiele badań. Wykonywanie badań pozwalających nam monitorować i rozumieć utratę lodu w dużych systemach górskich jest bardzo ważne, ale badany przez nasz obszar jest znacznie większy, niż obszar wiecznego lodu i śniegu, a bardzo mało wiemy o tym, jak wpływa on na dostawy wody do niżej położonych terenów. To obszar, w którym śnieg pojawia się sezonowa, a my nie wiemy, jakie ma to znaczenie dla obiegu wody. A jest to bardzo ważna wiedza, gdyż region ten zasila dziesięć największych rzek w Azji, mówi doktor Karen Anderson.
Z Hindukuszu i Himalajów pochodzi woda, od której zależy byt niemal 1,5 miliarda mieszkańców Azji.
« powrót do artykułu
-