Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Ziemia doświadczyła bardziej ekstremalnych temperatur, niż sądziliśmy

Recommended Posts

W przyszłym miesiącu w Narodowym Muzeum Historii Naturalnej w Waszyngtonie zostanie otwarta wystawa na temat zmian klimatu Ziemi na przestrzeni setek milionów lat. Przygotowujący ją paleobotanik Scott Wing i paleontolog Brian Huber, chcieli zaprezentować też wykres temperatur powierzchni Ziemi w ciągu ostatnich 500 milionów lat. Zadanie okazało się niezwykle trudne do wykonania, a uzyskane wyniki zaskoczyły specjalistów. Okazało się, że w przeszłości na naszej planecie panowały znacznie bardziej ekstremalne warunki, niż sądziliśmy.

Dość łatwo jest śledzić okresy zlodowaceń czy okresy wysokich temperatur, gdy palmy rosły w pobliżu biegunów. Jednak poza tym niewiele jest pewnych rzeczy. Szczególnie jeśli chodzi o paleozoik, erę która rozpoczęła się 542 miliony lat temu. Pierścienie drzew pozwalają na śledzenie temperatur na przestrzeni tysięcy lat, w rdzeniach lodowców zapisane są dane z około miliona lat. Dlatego prace nad odtworzeniem dawnego klimatu są niezwykle trudne.

Specjaliści zajmujący się paleoklimatem wykorzystują różne metody pomiarowe, różne metody korekty błędów, korzystają z różnych materiałów. Jedni odtwarzają klimat sprzed milionów lat na podstawie skamieniałych liści, inni na podstawie wzrostu skamieniałych koralowców. Często uzyskują sprzeczne wyniki. Nie rozmawiamy ze sobą zbyt dużo, przyznaje paleoklimatolog Dana Royer z Wesleyan University. Huber i Wing postanowili to zmienić i powołali do życia luźną grupę naukową o nazwie Phantastic, której celem jest zebranie i zweryfikowanie różnych danych. Pomysł jej powołania spodobał się wielu naukowcom, przyznaje Dan Lunt z Uniwersytetu w Bristolu, który specjalizuje się w modelowaniu paleoklimatu. Dodatkową zachętą dla naukowców było przypuszczenie, że jeśli uda się dobrze określić klimat, jaki panował w przeszłości oraz nałożyć na to stężenie CO2 w atmosferze, będzie można udoskonalić współczesne modele klimatyczne i lepiej określić, jak dwutlenek węgla wpływa na klimat.

Do szacunku dawnych temperatur można wykorzystywać izotopy tlenu uwięzione w skamieniałych muszlach na dnie oceanów. Jako, że molekuły wody zawierające lżejsze izotopy szybciej parują i zostają uwięzione w lodzie, stosunek ciężkich i lekkich izotopów w skamielinach wskazuje na globalną ilość lodu, z czego można zgrubnie wyliczać temperatury.

Jednak tutaj pojawia się kolejny problem. W niewielu miejscach na świecie mamy do czynienia z dnem oceanicznym starszym niż 100 milionów lat. Ciągły ruch płyt tektonicznych bez przerwy „odnawia” dno oceanów. Geochemik Ethan Grossman z Texas A&M University bada morskie skamieniałości znajdowane na lądach. To głównie szczątki ramienionogów, z których najstarsze pochodzą sprzed 540 milionów lat. Większość z nich żyła w płytkich morzach, które formowały się wewnątrz dawnych superkontynentów. Żeby jednak używać ich do oceny temperatur, trzeba przyjąć założenie, że stosunek izotopów tlenu w morzach przed milionami lat był taki, jak we współczesnych oceanach.

Problem ten znany jest specjalistom od dziesięcioleci. Jednak grupa Phantastic postanowiła podejść do niego w nowatorskich sposób. Wykorzystali nową technikę mierzącą zawartość dwóch lub więcej połączonych razem rzadkich izotopów. Za pomocą bardzo czułych spektrometrów mas analizowali skamieniałości pod kątem obecności w nich molekuł zawierających ciężki izotop tlenu powiązany z ciężkim izotopem węgla. Takie molekuły częściej występują w niskich temperaturach. Problem w tym, że jeśli skamieniałość była wystawiona na działanie wysokiej temperatury lub ciśnienia, to uzyskane wyniki będą mylące. Na szczęście naukowcy odkryli sposób na odróżnienie tych zmienionych skamieniałości. Udaliśmy się do miejsca, w którym mogliśmy przeprowadzić badania, stwierdzili naukowcy.

Poszukiwaniami połączonych ciężkich izotopów zajęła się geobiolog Kristin Bergmann z MIT we współpracy z geochemikiem Gregorym Henkesem z Uniwersytetu Stanu Nowy Jork i innymi uczonymi. W czasie swoich badań dokonali odkrycia, które trudno określić inaczej, niż „szokujące”. Okazało się, że przed 450 milionami lat średnia temperatura wód oceanicznych wynosiła... 35–40 stopni Celsjusza. To o ponad 20 stopni więcej, niż obecnie. I w takich, wydawałoby się niekorzystnych, warunkach, życie w oceanach rozkwitało, a nawet różnicowało się. Dla biologów to coś, z czym nie potrafią sobie poradzić. Dla współczesnych organizmów są to ekstremalne temperatury, mówi Grossman.

Pozostało jeszcze przełożyć uzyskane lokalne wyniki na dane dla całego globu. Jeden z członków grupy Phantastic wpadł na prosty pomysł: wystarczy sprawdzić, jak wyglądała wówczas pokrywa lodowa na Ziemi, by dowiedzieć się, pomiędzy temperaturami wód na równiku i w pobliżu biegunów istniała aż tak wielka różnica.

Inni członkowie Phantastic wykorzystują zdobyte dane do lepszego skalibrowania modeli klimatycznych opisujących dawny klimat i testują modele przeprowadzając setki symulacji by sprawdzić, która z nich najlepiej zgadza się z danymi uzyskanymi z innych źródeł.

Niestety, Wingowi i Hubnerowi skończył się czas i muszą otwierać wystawę. Dlatego zaprezentują na niej wykres temperatur w wersji beta. To połączenie różnego rodzaju obserwacji, różnego rodzaju modeli, różnego rodzaju procedur badawczych i różnych założeń, przyznaje Wing. Jednak grupa Phantastic nie kończy pracy, a wersja beta zostanie zastąpiona gotową wersją wykresu gdy tylko będzie możliwe jej stworzenie. Jednak, jak podkreślają uczeni, nawet wersja beta powinna otworzyć ludziom oczy. To pokazuje, jak łatwo Ziemia może wejść w okres wysokich temperatur. Bo już takie okresy się zdarzały, mówi Grossman.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Troje studentów architektury Politechniki Wrocławskiej (PWr) przygotowało koncepcję rekonstrukcji jednej z najbardziej zagadkowych budowli na Dolnym Śląsku - średniowiecznego zamku widma w Bardzie.
      W ramach zajęć rekonstrukcją warowni zajęli się Barbara Całko, Magdalena Ambroszko i Michał Grzywaczewski. Studenci pracowali pod kierunkiem dr. Rolanda Mruczka.
      Do czasów współczesnych z zamku w Bardzie zachowały się jedynie fragmenty partii fundamentowych, niewielkie pozostałości murów obronnych i odkopana półkolista klatka schodowa prowadząca do podpiwniczenia. Jak wyjaśnia Całko, bazując tylko na tym, trudno byłoby odtworzyć, jak warownia wyglądała. Stworzenie koncepcji jej bryły wymagało więc gruntownego i krytycznego przejrzenia materiałów źródłowych, których nie było zbyt wiele, a przede wszystkim szukania poszlak, wskazówek i podobieństw wśród innych obiektów o takim samym przeznaczeniu i chronologii. Studenci prowadzili swego rodzaju śledztwo, a w jego trakcie konsultowali się z naukowcami z uczelni.
      Oprócz tego Całko, Ambroszko i Grzywaczewski udali się osobiście do Barda, by przeprowadzić inwentaryzację i wykonać fotografie.
      Jedna z najbardziej zagadkowych budowli na Dolnym Śląsku
      Opisywany zamek powstał na początku XIV w. Wydaje się, że wykorzystywano go do ochrony strefy nadgranicznej. Mógł też pełnić funkcję książęcej komory celnej.
      Prawdopodobnie warownia ucierpiała podczas wojen husyckich. Pod koniec XVI w. ostatecznego zniszczenia dokonało trzęsienie ziemi. W pewnym momencie budowla stała się źródłem materiałów budowlanych dla innych obiektów w okolicy. Z biegiem lat zniknęła bez śladu...
      Aż do 1982 r. nie wiedziano na pewno, gdzie dokładnie [zamek] się znajdował. Sprawy nie ułatwiał fakt, że dopiero w 1934 r. dr Clausnitzer odkrył wymieniane w 1096 i 1155 r. dwa grody kasztelańskie w Bardzie, dość szczegółowo rozpoznane archeologicznie w latach 80. XX w. Istnienie trzeciego obiektu obronnego uznano za mało prawdopodobne, zwłaszcza że zamek nie był wymieniany przez źródła historyczne. Tymczasem już w końcu XIX w. badacz Oscar Vug znalazł na Górze Bardzkiej zagłębienie, które uznano za studnię. Jej mit do dzisiaj jest powielany. Niewykluczone, że było to po prostu wnętrze zamkowej wieży [obronnej], której kolisty fundament o średnicy 10,1 m odkryto w całości dopiero w trakcie wykopalisk dzięki archeologom Czesławowi Francke i Jerzemu Lodowskiemu - opowiada dr Mruczek.
      Koncepcje rekonstrukcji zamku w Bardzie
      Autorem pierwszej koncepcji rekonstrukcji jest uczestniczący w wykopaliskach prof. Ernest Niemczyk z PWr; datuje się ona na lata 80. XX w. Później powstawały też inne wizje warowni. W Muzeum Miejskim Wrocławia znajduje się makieta zaprojektowana przez muzealnego archeologa dr. Pawła Maderę i wykonana przez inną pracownicę Muzeum Annę Gąsior. Konsultantem projektu był dr Artur Boguszewicz z Uniwersytetu Wrocławskiego.
      Model bryłowy naszych studentów spotkał się z dużym zainteresowaniem i bardzo dobrym przyjęciem w środowisku archeologów i architektów, bo niejako „przywrócił zamek do życia”. Sprawił, że obiekt zmaterializował się. Rekonstrukcja studentów jest bardzo fotograficzna, nie trzeba sobie zbyt wiele „dowyobrażać”. Studenci po raz pierwszy podjęli też próbę odtworzenia sąsiedniego podzamcza - podkreśla dr Mruczek.
      Studencki model bryłowy
      Ponieważ materiałów źródłowych było mało, a z zamku również niewiele pozostało, studenci musieli się przyjrzeć podobnym budowlom z tego samego okresu: zamkom w Będzinie, Cisach, Frymburku, Wleniu i Bolesławcu nad Prosną.
      Wg nich, zamek typu sasko-heskiego składał się z wieży mieszkalnej o wysokości ~15 m, bergfriedu (czyli wieży ostatecznej obrony) o wysokości ok. 22 m, pięciu pomieszczeń towarzyszących i muru obwodowego z furtą.
      Całko, Ambroszko i Grzywaczewski przyjęli 5 najbardziej prawdopodobnych rozwiązań układu przestrzennego zamku. Rozważono 2 wersje bergfriedu (wieży typu stołp): 1) z hurdycją, czyli drewnianą galerią nadwieszoną u szczytu, lub 2) blankami, in. krenelażem. Studenci założyli, że jedynym wejściem do zamku właściwego była furta od strony południowo-wschodniej; można ją było pokonać wyłącznie pieszo. Wg nich, mury obronne miały ok. 10 m wysokości i były wyposażone w przedpiersie z krenelażem. Uznaliśmy również, że mur obwodowy zamku musiał mieć przyporę, ponieważ postawiono go na skale i to w dodatku na stromym zboczu. W naszej koncepcji umieściliśmy ją tam, gdzie nachylenie terenu było największe – tłumaczy Całko.
      Jak napisano w komunikacie prasowym PWr, na zajęciach z metodologii badań naukowych inni studenci przygotowywali modele w formie wizualizacji dla zamków: w Bolkowie, we Wleniu, Chojnowie, na Ślęży, w Prochowicach, Grodźcu, zamków Chojnik, Cisy, Rogowiec, Radosno, Bolczów w Janowicach Wielkich, dworu obronnego w Sędziszowej koło Świerzawy oraz zamku lewobrzeżnego we Wrocławiu, kaplicy zamkowej w Legnicy i legnickiego zamku jako całości.
      Ćwierćwiecze archeologii architektury w praktyce
      Takie rekonstrukcje są tworzone już od ćwierćwiecza. Z inicjatywą praktycznych wyzwań dla młodych architektów-historyków i konserwatorów z zacięciem badawczym [...] wyszli profesorowie Jerzy Rozpędowski i Stanisław Medeksza, którzy zaczęli przygotowywać studentów i doktorantów do pracy badawczej w misjach archeologicznych w basenie Morza Śródziemnego.
      Początkowo w ramach zajęć studenci przygotowywali makiety kartonowe, w ostatnich latach, oprócz rekonstrukcji wirtualnych, coraz popularniejsze stają się zaś modele uzyskane za pomocą drukarek 3D.
      Warto zapoznać się z niektórymi pracami z lat ubiegłych, np. z rekonstrukcją zburzonego w 1956 r. budynku Starej Rzeźni Miejskiej (przy ul. Łaziennej we Wrocławiu), koncepcją przemian bryły Katedry św. Jana Chrzciciela we Wrocławiu (od XII do XIV w.) czy rekonstrukcją średniowiecznej Bramy Ziębickiej w Strzelinie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      By uświetnić otwarcie wyremontowanego muzeum, dr Giulia Boetto, badaczka z Camille Jullian Centre (CNRS/Aix-Marseille Université), koordynowała rekonstrukcję 3D trzech drewnianych łodzi, znalezionych ok. 60 lat temu podczas wykopalisk w porcie rzymskim Portus (Portus Augustis Ostiensis). Łodzie - rybacką, małą żaglówkę i lichtugę - wykorzystywano między II a wczesnym V w. n.e.
      Gdy łodzie porzucono, z biegiem lat przykryła je warstwa osadów. Warunki beztlenowe sprawiły, że zachowały się aż do naszych czasów i mogły trafić do muzeum.
      Za pomocą najnowocześniejszych technik sporządzono cyfrową dokumentację drewnianych szczątków. By uzyskać modele 3D, Boetto nawiązała współpracę z marsylskim start-upem Ipso Facto. Pierre Poveda pomógł zaś odtworzyć brakujące elementy (wykorzystał do tego porównania archeologiczne i dokumentację obrazową).
      Do końca roku rekonstrukcje będzie można podziwiać w Museo delle Navi w Parku Archeologicznym Starożytnej Ostii. Wystawa pozwoli poznać techniki konstruowania starożytnych łodzi, a także wirtualnie nawigować po starożytnym kompleksie portowym.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wyjście z łóżka w ciemny zimowy poranek jest dla wielu nie lada wyzwaniem. Nie ma jednak co robić sobie z tego powodu wyrzutów. Neurobiolodzy z Northwestern University odkryli właśnie mechanizm wskazujący, że zachowanie takie ma biologiczne podstawy.
      Naukowcy zauważyli otóż, że muszki owocówki posiadają rodzaj termometru, który przekazuje informacje o temperaturze z czułków zwierzęcia do bardziej rozwiniętych części mózgu. Wykazali też, że gdy jest ciemno i zimno sygnały te tłumią działanie neuronów odpowiedzialnych za przebudzenie się i aktywność, a tłumienie to jest najsilniejsze o poranku.
      To pomaga wyjaśnić dlaczego, zarówno w przypadku muszek owocówek jak i ludzi, tak trudno jest obudzić się w zimie. Badając zachowanie muszek możemy lepiej zrozumieć jak i dlaczego temperatury są tak ważne dla regulacji snu, mówi profesor Marco Gallio z Winberg College of Arts and Sciences.
      W artykule opublikowanym na łamach Current Biology autorzy badań jako pierwsi opisali receptory „absolutnego zimna” znajdujące się w czułkach muszki. Reagują one wyłącznie na temperatury poniżej strefy komfortu termicznego zwierzęcia, czyli poniżej 25 stopni Celsjusza. Po zidentyfikowaniu tych neuronów uczeni zbadali ich interakcję z mózgiem. Okazało się, że głównym odbiorcą przesyłanych przez nie informacji jest mała grupa neuronów mózgu, która jest częścią większego obszaru odpowiedzialnego za kontrolę rytmu aktywności i snu. Gdy obecne w czułkach receptory zimna zostają aktywowane, wówczas komórki w mózgu, które zwykle są aktywowane przez światło, pozostają uśpione.
      Odczuwanie temperatury to jeden z najważniejszych stymulantów. Podstawy jego działania, jakie znaleźliśmy u owocówki, mogą być identyczne u ludzi. Niezależnie bowiem od tego, czy mamy do czynienia z człowiekiem czy z muszką, narządy zmysłów mają do rozwiązania te same problemy i często jest to robione w ten sam sposób, dodaje Gallio.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Rok 2019 był drugim najcieplejszym rokiem od czasu rozpoczęcia regularnych pomiarów w 1880 roku, a miniona dekada był najgorętszą od 140 lat. Dotychczas najcieplejszym rokiem w historii pomiarów był 2016, a ostatnich pięć lat było najgorętszymi, od kiedy ludzkość regularnie mierzy temperaturę na Ziemi.
      Jak poinformowali specjaliści z NASA, rok 2019 był o 0,98 stopnia Celsjusza cieplejszy niż średnia z lat 1951–1980. Od lat 80. XIX wieku średnie temperatury na Ziemi wzrosły o około 1,1 stopnia Celsjusza w porównaniu z epoką preindustrialną. Dla porównania, w czasach epoki lodowej temperatury były o około 5,5 stopnia Celsjusza niższe niż bezpośrednio przed rewolucją przemysłową. O ile więc w okresie 10 000 lat pomiędzy epoką lodową z rewolucją przemysłową średni temperatury na Ziemi zwiększyły się o 5,5 stopnia Celsjusza, to w ciagu ostatnich 140 lat wzrosły one o 1,1 stopień Celsjusza.
      Fakt, że zakończyła się najbardziej gorąca znana nam dekada potwierdzają niezależnie od siebie NASA, NOAA, Berkeley Earth, Met Office czy Copernicus Climate Change Service. Ranking pięciu najgorętszych lat w historii pomiarów wygląda następująco: 2016 (+0,94 stopnia Celsjusza względem okresu referencyjnego), 2019 (+0,93), 2015 (+0,90), 2017 (+0,84), 2018 (+0,77). Lata 2010–2019 były o 0,753 stopnia Celsjusza cieplejsze od średniej z okresu referencyjnego (1951-1980) i o 0,24 stopnia Celsjusza cieplejsze od dekady wcześniejszej.


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od 17 listopada na wystawie ÖGA mot ÖGA (Oko w oko) w Muzeum w Trelleborgu można oglądać rekonstrukcję wyglądu wyjątkowej kobiety sprzed ok. 7 tys. lat, której szczątki odkryto na początku lat 80. na stanowisku Skateholm w Skanii. Kobietę pochowano w pozycji siedzącej na tronie z rogów jeleni, dlatego załoga muzeum nazywa ją Siedzącą Kobietą (inne sugestie są mile widziane). Dla szwedzkiego archeologa rzeźbiarza Oscara Nilssona, którego zespół stworzył rzeczywistej wielkości rekonstrukcję, była ona z kolei Szamanką.
      Pochówek Siedzącej Kobiety (XXII) odkryto między pochówkami datującymi się na 5500-4600 r. p.n.e. Wg archeologów, Siedząca Kobieta należała do ostatnich szwedzkich łowców-zbieraczy.
      Mezolityczna "szamanka" siedziała ze skrzyżowanymi nogami na tronie czy łożu z rogów jelenia szlachetnego. Jej talię zdobił pas wykonany z ponad 100 zwierzęcych zębów, a szyję wisior z łupku. Ramiona okrywała krótka peleryna z piór.
      Ustalono, że kobieta mierzyła ok. 150 cm. W momencie śmierci miała 30-40 lat. Na podstawie DNA z innych pochówków ze Skateholm wiadomo było, że ludzie, którzy mieszkali w owych czasach w regionie, mieli jasne oczy i ciemną karnację.
      Biorąc pod uwagę wszystko, z czym została pochowana, Siedząca Kobieta musiała zajmować w społeczności specjalną pozycję. Poza tym niewiele więcej można [o niej] powiedzieć - podkreśla Ingela Jacobsson, dyrektorka Muzeum w Trelleborgu.
      Nilsson ma jednak na ten temat odmienne zdanie. Dowody można interpretować na wiele sposobów, dla mnie ona zdecydowanie była szamanką. Pochowano ją siedzącą na rogach. [...] To oczywiste, że była kimś ważnym i dostojnym.
      W skład zespołu Nilssona wchodziły Eline Kumlander i Cathrine Abrahamson. Ubranie i ozdoby, w tym pas ze 130 zębów, wykonała Helena Gjaerum.
      Warto przypomnieć, że prawie 2 lata temu multidyscyplinarny zespół z Uniwersytetu w Atenach i Nilsson zaprezentowali rekonstrukcję twarzy Awgi - nastolatki z mezolitu, której szczątki odkryto w 1993 r. w jaskini Theopetra w Tesalii.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...