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

Poznaliśmy mechanizm regeneracji wody na powierzchni asteroid

Recommended Posts

Australijsko-amerykański zespół naukowy odkrył mechanizm regeneracji molekuł wody na powierzchni asteroid. Nie można wykluczyć, że wyniki badań będzie można przełożyć na inne ciała niebieskie, jak np. księżyce.

W artykule opublikowanym na łamach Nature Astronomy czytamy: na powierzchni asteroid znajdowano spektroskopowe sygnatury wody i rodników hydroksylowych. Jako, że okres istnienia lodu na odsłoniętych powierzchniach asteroid z pasa wewnętrznego wynosi od 104 do 106 lat, musi istnieć mechanizm zastępowania wody w obliczu braku niedawnych procesów jej wypływania na powierzchnię. Wciąż jednak nie udało się go opisać. W poniższym artykule przedstawiamy eksperymenty laboratoryjne, w czasie których próbki meteorytu Murchinson były wystawiane na działanie wysoko energetycznych elektronów i światła lasera, co symulowało, elektrony wtórne generowane przez wiatr słoneczny, promieniowanie kosmiczne oraz uderzenia mikrometeorytów w asteroidę. Odkryliśmy, że działanie jednego tyko czynnika jest niewystarczające i do regeneracji wody przy niskich temperaturach potrzebne są oba czynniki. Sądzimy, że dwa główne mechanizmy powstawania wody na powierzchni asteroid to utlenianie związków organicznych w niskiej temperaturze i dehydracja minerałów.

Głównym autorem badań jest doktor Katarina Milijkovic ze Space Science and Technology Centre Curtin University, a w skład jej zespołu wchodzili uczeni z University of Hawai'i oraz California State University San Marcos.


« 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
      Badacze z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa odkryli, że na każdy 1 punkt procentowy zwiększenia powierzchni zabetonowanych – jak drogi, parkingi, budynki i inna infrastruktura – przypada 3,3-procentowe zwiększenie intensywności powodzi. Oznacza to, że jeśli w basenie danej rzeki zabetonowaną powierzchnię zwiększymy o 10%, to średnio przepływ wody w czasie zwiększy się tam o 33%.
      W ostatnim czasie doszło do znaczne zwiększenia intensywności powodzi w takich miastach jak Houston czy Ellicott City. Chcieliśmy lepiej zrozumieć, jak urbanizacja wpływa na zwiększenie przepływu wód powodziowych, mówi Annalise Blum z Johns Hopkins University i American Association for the Advancement of Science.
      Poprzednie badania tego typu wykorzystywały mniejsze zestawy danych, dotyczących pojedynczych cieków wodnych lub niewielkich grup cieków w określonym przedziale czasowym. Nie można było ich przełożyć na skalę całego kraju. Ponadto trudno było na ich podstawie wyizolować przyczynę i skutek, gdyż nie kontrolowano w nich efektywnie wpływu takich czynników jak klimat, zapory wodne czy sposób wykorzystywania terenu. Trudno było więc podać konkretne wartości pokazujące, w jaki sposób nieprzepuszczalna powierzchnia wpływa na powodzie.
      Blum we współpracy z profesorem Paulem Ferraro wykorzystali modele matematyczne, które rzadko są używane do badania powodzi. W badaniach środowiska naturalnego trudno jest oddzielić przyczynę od skutku. Na szczęście w ciągu ostatnich dekad na polu ekonomii i biostatystyki opracowano metody, które pozwalają na ich odróżnienie. Zastosowaliśmy te metody do badań hydrologicznych, w nadziei, że przyczyni się to do postępu w tej dziedzinie wiedzy i da planistom oraz polityko nowe narzędzia pomocne podczas rozwoju miast, stwierdza Ferrero.
      Naukowcy wykorzystali dane US Geological Survey z okresu 1974–2012, które dotyczyły ponad 2000 cieków wodnych. Dane zawierały informacje o przepływie wody. Informacje takie poddano analizie, w której uwzględniono też zmiany w obszarze powierzchni nieprzepuszczalnych w basenie każdego z cieków.
      Z analizy wynika, że wielkość powodzi, rozumiana jako maksymalny przepływ wody, zwiększa się o 3,3 punktu procentowego dla każdego wzrostu obszaru powierzchni nieprzepuszczalnych o 1 pp.
      "W związku z olbrzymią coroczną zmiennością przepływu wody trudno jest wydzielić skutki urbanizacji. Nam się to udało dzięki zastosowaniu olbrzymich zestawów danych zbieranych zarówno w czasie jak i w przestrzeni", wyjaśnia Blum.

      « 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
      Przedstawiciele Biebrzańskiego Parku Narodowego alarmują, że wysychają tamtejsze bagna i mokradła. Brakuje milionów metrów sześciennych wody, mówią. To skutek zmian klimatycznych. Specjaliści obawiają się, że Biebrzę mogą opuścić ptaki.
      Brak opadów i coraz wyższa temperatura powodują, że w polskich rzekach jest coraz mniej wody. Grozi nam susza. Spadki poziomu wód można zaobserwować też w rzekach na nizinach.
      Mariusz Siłakowski, wicedyrektor Biebrzańskiego Parku Narodowego mówi, że problemem są nierównomierne opady. Raz są ulewne deszcze, potem bywają bardzo długie sezony bez wody, czy śniegu, co teraz widzimy, powiedział dziennikarzom TVN.
      W gruncie jest obecnie nawet o 50 cm wody mniej niż w latach poprzednich. Jeśli sytuacja się nie zmieni, to bagna mogą przestać być bagnami. Biorąc pod uwagę wielkość obszaru, brakuje nam milionów metrów sześciennych wody, które normalnie tutaj zalegały i powodowały, że mieliśmy do czynienia rzeczywiście z bagnami, wyjaśnia Siłakowski.
      Sytuacja jest coraz poważniejsza. Od 2-3 lat krajobraz Parku gwałtownie się zmienia. Nie ma już wielkich wiosennych rozlewisk. Jeśli taka sytuacja będzie się powtarzała, zmieni się szata roślinna, a za nią pójdą zmiany w świecie zwierząt. Mogą znikać torfowiska, w których miejsce pojawią się łaki. Znad Biebrzy odlecą ptaki. Przede wszystkim siewkowate, jak bataliony, rydzyki, dublety i inne, które lubią warunki wodne.
      Oprócz ptaków brodzących charakterystycznym zwierzęciem Parku jest łoś, który jedynie tutaj przetrwał II wojnę światową. Park to dom dla wilków, bielika, orła przedniego i wielu innych objętych ochroną gatunków zwierząt i roślin.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Państwa wykorzystujące elektrownie atomowe są przygotowane na długotrwałe składowanie odpadów. Jedną z najważniejszych zasad bezpiecznego składowania takich odpadów jest niedopuszczenie do kontaktu z wodą. Jednak, jak się okazuje, współczesne metody przechowywania mogą... ułatwiać skażenie, jeśli już dojdzie do kontaktu z wodą.
      Wiadomo, że odpady z elektrowni atomowych trzeba przechowywać przez setki lat. Jeśli w tym czasie dostanie się do nich woda, istnieje ryzyko skażenia wód gruntowych radioaktywnymi izotopami i rozprzestrzenienie zanieczyszczeń daleko poza miejsce składowania odpadów.
      Aby temu zapobiec odpady zatapia się w obojętnym chemicznie nierozpuszczalnym szkle, a samo szkło umieszcza się w beczkach ze stali nierdzewnej, które izolują całość od otoczenia.
      Testy wykazały, że każde z tych rozwiązań świetnie się sprawdza. Przynajmniej w teorii. Grupa naukowców z Pacific Northwest National Laboratory, Pennsylvania State University, Ohio State University, Rensselaer Polytechnic Institute oraz francuskiej Komisji Energii Atomowej i Alternatywnych Źródeł Energii, stwierdziła, że jeśli woda w jakiś sposób dostanie się do beczki, to na styk stali i szkła będzie działał jak katalizator przyspieszający degradację obu materiałów i uwalnianie odpadów do środowiska.
      Naukowcy skupili się na zbadaniu scenariusza, w którym woda przedostaje się do beczek. Takiej sytuacji nie można wykluczyć. Nie wiemy bowiem, jak w ciągu setek lat zmieni się otoczenie, w którym przechowywane są odpady. Nie potrafimy przewidzieć, jak zmiany we wzorcach odpadów wpłyną na krążenie wód gruntowych. Zatem nawet tam, gdzie obecnie jest sucho i gdzie składuje się z beczki z odpadami, w przyszłości może pojawić się woda.
      Zatem, jak stwierdzili specjaliści, należy tak przechowywać odpady z elektrowni atomowych, by pozostawały one bezpieczne nawet wówczas, gdy zostaną narażone na kontakt z wodą. Dotychczasowe testy wykazywały, że zarówno stal nierdzewna jak i szkło są długoterminowo stabilne przy kontakcie z wodą. Jednak teraz eksperci testowali, co się stanie, jeśli szkło i stal mają ze sobą kontakt, a pomiędzy nie dostanie się woda.
      Okazało się, że na styku obu materiałów zachodzą inne reakcje chemiczne niż na powierzchni każdego z nich z osobna. Przy długoterminowym kontakcie z wodą tak czy inaczej dochodzi do rozpuszczenia materiału. Na styku stali i szkła lokalna koncentracja takich rozpuszczonych materiałów może być wysoka, co tworzy nowe środowisko chemiczne, przyspieszając korozję. Materiały zaczynają ze sobą reagować w znacznie szybszym tempie niż ma to miejsce normalnie. Pojawia się zjawisko korozji szczelinowej, podczas której zwiększa się lokalna kwasowość, co sprzyja przyspieszeniu korozji stali.
      Naukowcy postanowili sprawdzić swoje przewidywania w praktyce. Zetknęli ze sobą szkło i stal nierdzewną, dodali do tego roztwór chlorku sodu. Całość była przez 30 dni trzymana w temperaturze 90 stopni Celsjusza. Później oba materiały zbadano za pomocą mikroskopu. Okazało się, że z części szkła całkowicie zostały wypłukane metale. To typowe zjawisko wymywania metali ze szkła w kwaśnym środowisku. W pobliżu miejsca prowadzenia eksperymentu zanotowano znaczące zwiększenie ilości żelaza, co pokazuje, że również stal zaczęła się rozpuszczać. Naukowcy uważają, że dodatkowo reaktywność, a co za tym idzie degradacja materiałów, jest zwiększana przez chrom, który w dużych ilościach (m.in. 11%) wchodzi w skład stali nierdzewnej.
      Badania samej stali wykazały, że w wyniku reakcji pokryła się też warstwą aluminium, sodu i innych metali. To wskazuje, że część rozpuszczonego materiału osadziła się na stali. Taka warstwa może z czasem zmniejszyć reaktywność i zmniejszyć tempo korozji stali, jednak potrzebne są dłużej trwające eksperymenty, by to potwierdzić.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pierwszą na świecie protonową diodę LED, która działa dzięki emisji światła w środowisku wodnym stworzył kierowany przez prof. Jerzego Langera zespół naukowców z Wydziału Chemii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu – poinformowało PAP biuro prasowe uczelni.
      Trwałe i energooszczędne diody LED znalazły powszechne zastosowanie jako źródła światła. Znane dotychczas diody świecące są zbudowane z półprzewodników i emitują promieniowanie w zakresie podczerwieni, światła widzialnego czy ultrafioletu w wyniku przepływu elektronów.
      Natomiast dioda protonowa, którą opracował zespół poznańskich naukowców świeci dzięki przepływowi protonów i działa w środowisku wodnym.
      Możliwość konstrukcji protonowej diody LED wynika z naszych wcześniejszych badań nad przewodnictwem elektrycznym układów protonowych, w tym z protonowym złączem p-n – mówi prof. Jerzy Langer.  Protonowa dioda LED jest pełnym analogiem tradycyjnej diody elektronowej ze złączem p-n, gdzie rolę elektronów pełnią protony H+, a "dziur" grupy hydroksylowe –OH. Materiałem aktywnym, w którym zachodzi proces rekombinacji nośników ładunku (H+ i –OH) oraz emisja światła jest woda - półprzewodnik protonowy - tłumaczy.
      Jak mówi, mechaniczną stabilność układu zapewniają polimery, które jednocześnie są nośnikami grup funkcyjnych (kwasowych i zasadowych), co pozwala na utworzenie protonowego złącza p-n na granicy strefy kwasowej i zasadowej. Przyłożenie napięcia w kierunku przewodzenia złącza ("plus" od strony kwasowej) powoduje przepływ prądu protonowego i emisję światła z obszaru złącza p-n. Nośniki ładunku H+ i –OH generowane są z cząsteczek wody w reakcji elektrolitycznej na elektrodach metalowych (Pt), poza obszarem złącza p-n - mówi.
      Prace prowadzone były częściowo w Centrum Zaawansowanych Technologii UAM. Działanie protonowej diody LED po raz pierwszy opisane zostało na stronie.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...