Sign in to follow this
Followers
0
Złe widoki na przyszłość amerykańskiego górnictwa węgla
By
KopalniaWiedzy.pl, in Ciekawostki
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Za trzy tygodnie zostanie przedstawione szczegółowe podsumowanie projektu Deep Carbon Observatory (DCO), prowadzonego od 10 lat przez amerykańskie Narodowe Akademie Nauk. W programie bierze obecnie udział niemal 1000 naukowców z niemal 50 krajów na świecie. Mediom udostępniono już główne wnioski z raportu, które zostały opublikowane w piśmie Elements.
Z badań wynika, że w oceanach, najwyższej warstwie gleby oraz w atmosferze znajduje się 43 500 gigaton (Gt – miliardów ton) węgla. Cała reszta jest uwięziona w ziemskiej skorupie, płaszczu i jądrze. Całkowita ilość węgla obecnego na naszej planecie to 1,85 miliarda Gt. Każdego roku z głębi Ziemi za pośrednictwem wulkanów oraz innych aktywnych regionów emitowanych jest od 280 do 360 milionów ton (0,28–0,36 Gt) węgla. Zatem całkowita antropogeniczna emisja węgla jest od 40 do 100 razy większa, niż całkowita emisja z aktywności wulkanicznej.
Obieg węgla w głębi planety wykazuje długoterminową stabilność. Czasami dochodzi do katastrofalnych wydarzeń, podczas których do atmosfery przedostają się duże ilości węgla, co powoduje ocieplenie klimatu, zakwaszenie oceanów oraz masowe wymieranie. W ciągu ostatnich 500 milionów lat Ziemia doświadczyła co najmniej 5 tego typu wydarzeń. Upadek meteorytu, który przed 66 miliony laty przyczynił się do zagłady dinozaurów, spowodował emisję od 425 do 1400 Gt CO2 powodując ogrzanie klimatu i masowe wymieranie roślin i zwierząt. Niewykluczone, że uda się opracować system wczesnego ostrzegania przed erupcjami wulkanicznymi, gdyż przed 5 laty zaobserwowano, iż przed wybuchem w gazach wulkanicznych zmniejsza się udział dwutlenku siarki, a zwiększa dwutlenku węgla.
Węgiel, będący podstawą wszelkiego życia i źródłem energii dla ludzkości, obiega planetę od płaszcza po atmosferę. By zabezpieczyć naszą przyszłość, musimy lepiej zrozumieć cały cykl obiegu węgla. Kluczowe jest określenie, jak wiele jest tego węgla, gdzie on się znajduje, jak szybko i w jakiej ilości przemieszcza się pomiędzy głębokimi obszarami ziemi a atmosferą i z powrotem, mówi Marie Edmonds z University of Cambridge, która bierze udział w projekcie DCO. Z kolei Tobias Fischer z University of New Mexico przypomina, że dotychczas w ramach prac DCO powstało ponad 1500 publikacji naukowych. Cieszymy się z postępu, jednak trzeba podkreślić, że głębokie warstwy naszej planety to obszar w dużej mierze nieznany nauce. Dopiero zaczynamy zdobywać potrzebną nam wiedzę.
Ponad powierzchnią Ziemi występuje 43 500 gigaton węgla. Niemal cały ten węgiel, bo 37 000 gigaton znajduje się w głębinach oceanów. Kolejne 3000 gigaton występuje w osadach morskich, a 2000 Gt w biosferze lądowej. W powierzchniowych wodach oceanów występuje 900 Gt węgla, a w atmosferze jest go 590 Gt.
Eksperci z DCO oceniają też, że obecnie na Ziemi aktywnych jest około 400 z 1500 wulkanów, które były aktywne od ostatniej epoki lodowej. Kolejnych 670 wulkanów, które były aktywne przed epoką lodową, może emitować gazy. Dotychczas udokumentowano emisję ze 102 takich wulkanów, z czego 22 to wulkany, w przypadku których ostatnia erupcja miała miejsce dawniej niż 2,5 miliona lat temu. Dzięki stacjom monitorującym, modelom cyfrowym i eksperymentom wiemy, że w latach 2005–2017 mierzalne ilości CO2 emitowało do atmosfery ponad 200 systemów wulkanicznych. Jeszcze w roku 2013 ich liczbę oceniano na 150. Udokumentowano też superregiony w których dochodzi do rozproszonej emisji gazów z wnętrza Ziemi, takie jak Yellowstone, Wielki Rów Wschodni w Afryce czy wulkaniczna prowincja Technong w Chinach. Dzięki tym badaniom możliwe było stwierdzenie, że emisja z takich regionów jest porównywalna z emisją wulkaniczną
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Przemysław Gaweł i jego koledzy z Uniwersytetu w Oksfordzie zsyntetyzowali pierwszą molekułę w kształcie pierścienia, zbudowaną z czystego węgla. Uczeni rozpoczęli od trójkątnej molekuły złożonej z węgla i tlenu, a następnie – manipulując nią za pomocą prądu elektrycznego – stworzyli 18-atomowy węglowy pierścień. Wstępne badania cyklokarbonu, bo taką nazwę zyskała molekuła, wykazały, że jest ona półprzewodnikiem, co daje nadzieję na wykorzystanie jej i jej podobnych molekuł do budowy podzespołów elektronicznych.
To absolutnie niesamowite osiągnięcie. Wielu naukowców, w tym i ja, próbowało stworzyć cyklokarbon i zbadać jego strukturę molekularną, ale na próżno, mówi Yoshito Tobe, chemik z Uniwersytetu w Osace.
Czysty węgiel występują w wielu różnych postaciach. Znajdziemy go w diamencie czy graficie. W diamencie każdy atom węgla łączy się z czterema innymi tworząc piramidę. Z kolei w grafenie tworzy heksagonalne wzorce łącząc się z trzema sąsiadami.
Jednak, jak przewidywało wielu teoretyków, w tym noblista Roald Hoffman, węgiel mógłby łączyć się jedynie z dwoma sąsiadującymi atomami, albo tworząc z każdym z nich podwójne wiązanie z każdej strony lub też potrójne z jednej i pojedyncze z drugiej. Wiele zespołów naukowych próbowało utworzyć łańcuchy lub pierścienie zbudowane według takiego schematu.
Uzyskanie takiej struktury jest jednak niezwykle trudne, gdyż jest ona bardzo reaktywna, a co za tym idzie, niestabilna. Szczególnie, gdy zostaje zagięta. Ustabilizowanie wymagało zwykle dodania innych atomów, niż węgiel. Pojawiły się też doniesienia o uzyskaniu cyklokarbonu w chmurze gazu, jednak nie przedstawiono jednoznacznych dowodów potwierdzających takie twierdzenia.
Naukowcy z Oksfordu najpierw za pomocą standardowych metod uzyskani kwadraty z czterech atomów węgla wychodzące z pierścienia, do którego były przyłączone za pomocą atomów tlenu. Następnie próbki zostały wysłane do laboratoriów IBM-a w Zurichu. Tam umieszczono je na podłożu z chlorku sodu znajdującego się w komorze próżniowej. Następnie za pomocą prądu manipulowano każdym kwadratem z osobna, by usunąć elementy zawierające tlen. Po wielu próbach i błędach mikroskop wykazał, że w końcu uzyskano 18-atomowy pierścień z czystego węgla.
Dalsze badania ujawniły, że pierścień ma naprzemienną strukturę potrójnych i pojedynczych wiązań. To właśnie taka struktura nadała całości właściwości półprzewodnika. To zaś sugeruje, że jeśli uda się uzyskać podobnie zbudowane łańcuchy, to i one będą półprzewodnikami, co daje nadzieję na wykorzystanie ich do budowy molekularnej wielkości podzespołów elektronicznych.
Na razie prowadzimy badania podstawowe, mówi Gaweł. Obecnie naukowcy chcą zbadać właściwości cyklokarbonu oraz znaleźć bardziej wydajne metody jego pozyskiwania. Wciąż nie wiadomo, czy cyklokarbon pozostanie stabilny po jego zdjęciu z podłoża oraz czy uda się go tworzyć szybciej niż molekuła po molekule.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
W ubiegłym tygodniu odbyła się 3-dniowa burza mózgów, w czasie której około 200 naukowców i przedstawicieli pacjentów chorujących na nowotwory dyskutowało o propozycji prezydenta Trumpa, który podczas styczniowego State of the Union zapowiedział przeznaczenie w ciągu 10 lat 500 milionów dolarów na badania nad nowotworami u dzieci. Jednym z głównych elementów planu jest utworzenie olbrzymiej bazy danych.
Każdego roku nowotwory są diagnozowane u około 16 000 dzieci w USA. Nie wszystkie z nich przeżyją, a te, którym się to uda, często zmagają się ze skutkami ubocznymi leczenia. A gdyby wszystkie dane dotyczące takich dzieci, włącznie z datami ich urodzenia, wynikami testów genetycznych, informacjami o zażywanych lekach i wszelkimi danymi zdrowotnymi trafiły do jednej bazy danych, do której mieliby dostęp naukowcy zajmujący się badaniami nad nowotworami?
Childhood Cancer Data Initiative (CCDI), jak taki projekt jest nazywany w National Cancer Institute (NCI), to ważna część planu zarysowanego przez prezydenta Trumpa. Mogłaby ona przynieść olbrzymie korzyści. Naukowcy mogliby dzięki niej opracować mniej szkodliwe metody leczenia czy w końcu dowiedzieć się, dlaczego u około 10% małych pacjentów chorujących na białaczkę choroba albo nie reaguje na leczenie, albo nawraca. Taka baza pomogłaby też w zwalczaniu rzadkich nowotworów, na które obecnie nie ma lekarstwa, gdyż naukowcy mogąc przeanalizować większą liczbę przypadków mogliby wyciągnąć jakieś wnioski.
Jednak, jak zauważa szef NCI, Doug Lowy, gdyby stworzenie takiej bazy było prosto, to już byśmy ją stworzyli.
Problem w tym, że dane medyczne dzieci i młodych dorosłych cierpiących na nowotwory są porozrzucane po wielu niekompatybilnych bazach danych. Znajdują się one m.in. w stanowych rejestrach osób cierpiących na nowotwory, bazach zawierających zsekwencjonowane genomy guzów nowotworowych, które są tworzone na potrzeby konkretnych projektów badawczych, znajdziemy je w bazie bazie Children's Oncology Group NCI, która prowadzi testy kliniczne. Wiele innych użytecznych danych pacjentów znajduje się w prywatnych praktykach lekarskich, różnych szpitalach, klinikach. Bardzo często nie są one zdigitalizowane, więc trzeba by te informacje ręcznie wprowadzić do systemów komputerowych. Osobny problem to dane z badań obrazowych, które trzeba by umieścić w takiej bazie wraz z odpowiednimi opisami i oznaczeniami. Żeby stworzyć taką jednolitą bazę trzeba podjąć wiele decyzji dotyczących tego, jak głęboko sięgać w przeszłość. Czy na przykład, NCI powinna tworzyć profile genetyczne posiadanych przez siebie próbek guzów nowotworowych itp. itd.
Eksperci, którzy uczestniczyli we wspomnianej burzy mózgów, zgodzili się co do tego, że w pierwszym etapie prac NCI musi stworzyć spis wszystkich istniejących baz danych i magazynów próbek. Pojawiła się też sugestia, że Instytut powinien w ciągu roku opracować sposób na połączenie pięciu największych istniejących pediatrycznych onkologicznych baz danych w jedną. Inny pomysł to wprowadzenie przez NCI numerów identyfikacyjnych pacjentów tak, by możliwe było ich śledzenie w różnych bazach. Jeszcze inny pomysł to stworzenie federalnej bazy danych badań przedklinicznych na zwierzętach, na wzór już istniejącej bazy danych badań klinicznych.
Najbardziej jednak śmiałą propozycją było wpisanie każdego pacjenta nowotworowego do długoterminowego projektu danych populacyjnych. Niektórzy uczestnicy spotkania ostrzegali jednak przed „wynajdywaniem prochu na nowo”. Zauważyli, że istnieją już rozbudowane projekty badań populacyjnych, które obejmują wiele tysięcy ludzi. Nie ma sensu uwzględnianie w nich każdego człowieka, gdyż spowoduje to znaczące zwiększenie kosztów.
National Cancer Institute zapowiada zebranie wszystkich pomysłów i przygotowanie podsumowania spotkania. Na razie wielką niewiadomą jest, jakie decyzje zapadną w Kongresie. Administracja prezydenta domaga się, by w budżecie na rok 2020 uwzględniono 50 milionów USD na rozpoczęcie prac nad CCDI. Kwota ta została uwzględniona w propozycji budżetowej Izby Reprezentantów, jednak Senat nie zaprezentował jeszcze projektu swojego budżetu.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Tibet AS-gamma Experiment zarejestrował najbardziej intensywne promieniowanie pochodzące ze źródła astrofizycznego. Energia fotonów pochodzących z Mgławicy Kraba wynosiła ponad 100 teraelektronowoltów (TEV), to około 10-krotnie więcej niże maksymalna energia uzyskiwana w Wielkim Zderzaczu Hadronów.
Naukowcy spekulują, że źródłem tak intensywnego promieniowania jest pulsar ukryty głęboko we wnętrzu Mgławicy.
Pojawienie się Mgławicy Kraba zostało zauważone na Ziemi w 1054 roku. Wydarzenie to odnotowały źródła historyczne. Jako, że Mgławica położona jest w odległości ponad 6500 lat świetlnych od Ziemi wiemy, że eksplozja, w wyniku której powstała, miała miejsce około 7500 lat temu.
Nowa gwiazda została po raz pierwszy zaobserwowana 4 lipca 1054 roku. Jej pojawienie się odnotowały chińskie źródła. W ciągu kilku tygodni przygasła, a dwa lata po pojawieniu się zniknęła zupełnie. Obecnie wiemy, że jej pojawienie się odnotowano też w XIII-wiecznym japońskim dokumencie oraz w źródłach arabskich. Niewykluczone też, że jest wspominana w źródłach europejskich.
Mgławica Kraba została po raz pierwszy odkryta w 1731 roku przez Johna Bevisa. Następnie obserwowali ją inni astronomowie. Nazwę nadal jej William Parsons w 1844 roku. W latach 20. XX wieku ostatecznie stwierdzono, że Mgławica Kraba to pozostałość supernowej z 1054 roku. Tym samym stała się ona pierwszym obiektem astronomicznym powiązanym z eksplozją supernowej.
Mgławica Kraba emituje promieniowanie niemal w każdym zakresie fal. Wysyła zarówno niskoenergetyczne fale radiowe, wysokoenergetyczne promieniowanie gamma i rentgenowskie, emituje też światło widzialne. Jednak zarejestrowanie ultraenergetycznego promieniowania to coś nowego.
Wysokoenergetyczne fotony, takie jak promieniowanie gamma, z trudnością przedziera się przez ziemską atmosferę. Gdy promienie gamma trafią na atomy w atmosferze, powstaje cały deszcz innych cząstek. Jednak astronomowie nauczyli się rejestrować te cząstki. Najlepiej zrobić to za pomocą narzędzi o dużej powierzchni. Takich jak Tibet AS-gamma, który składa się z 597 detektorów rozrzuconych na przestrzeni niemal 66 000 metrów kwadratowych. A kilka metrów pod detektorami znajdują się 64 betonowe zbiorniki wypełnione wodą, która służy jako dodatkowy wykrywacz.
Dzięki rozłożeniu detektorów na dużej powierzchni można śledzić kierunek i energię wysokoenergetycznych wydarzeń, a woda pozwala na rejestrowanie specyficznych sygnatur takich zjawisk. Dzięki temu specjaliści potrafią odróżnić promieniowanie gamma od promieniowania kosmicznego.
Dane zebrane pomiędzy lutym 2014 roku a majem roku 2017 ujawniły istnienie 24 wydarzeń o energiach przekraczających 100 TeV pochodzących z Mgławicy Kraba. Niektóre z docierających do nas promieni miały energię dochodzącą do 450 TeV.
Obecnie nie jest jasne, w jaki sposób powstają fotony o tak wysokich energiach, ani czy istnieje jakaś granica intensywności promieniowania. Specjaliści pracujący przy Tibet AS-gamma wyznaczyli sobie ambitny cel – zarejestrowanie fotonów o energiach liczonych w petaelektronowoltach, czyli przekraczających 1000 TeV. Biorąc pod uwagę, że analizy takich zjawisk trwają całymi latami, nie można wykluczyć, iż tego typu fotony już zostały przez Tibet AS-gamma zarejestrowane. Teraz wystarczy je tylko zidentyfikować w danych.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Chińskie konsorcjum zdobyło zamówienie na budowę TAC-1, głównego elementu tokamaka ITER. Wspomniane konsorcjum tworzą Instytut Fizyki Plazmy, Instytuty Hefei Nauk Fizycznych, Chińska Inżynieria Energetyki Jądrowej, China Nuclear Industry 23 Construction, Południowozachodni Instytut Fizyki oraz Framatom. Na jego czele stoi Luo Delong, dyrektor generalny Centrum Wykonawczego Chińskiego Międzynarodowego Programu Energii Fuzyjnej.
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor Project) to jeden z najbardziej ambitnych projektów mających na celu stworzenie reaktora fuzyjnego. Jego głównym zadaniem jest budowa wielkiego tokamaka, w którym będą zachodziły procesy podobne do tych, jakie zachodzą na Słońcu. Ma być to szansa na stworzenie niewyczerpanego źródła czystej energii.
W prace nad ITER zaangażowanych jest 35 krajów, a siedmiu członków tworzących ITER to Chiny, UE, Indie, Japonia, Korea Południowa, Rosja i USA. TAC-1, na wykonanie którego kontrakt zdobyli Chińczycy to główna część tokamaka. Składa się ona z siedmiu innych części, w tym systemów magnesów, układów diagnostycznych czy osłony.
Chiński Instytut Fizyki Plazmy (ASIPP) posiada już własny niewielki tokamak, który służy badaniom nad fuzją jądrową. Doświadczenie zdobyte przez chińskich naukowców i inżynierów zapewniło im przewagę nad konkurencją i było jedym z czynników, które zdecydowały o przyznaniu im kontraktu na TAC-1.
Przedstawiciele ASIPP przyznają, że to największy kontrakt w historii ich instytucji. Wcześniej prowadzili prace m.in. w rosyjskim tokamaku NICA (Nuclotron-based Ion Collider Facility), niemieckim ASDEX Upgrade (Axially Symmetric Divertor Experimebnt) oraz francuskim WEST (W Environment in Steady-state Tokamak).
« powrót do artykułu
-