Wzrost temperatury i ilość CO2 zdecydują o przetrwaniu lasów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Pobili rekord temperatury, obalili teorię o katastrofie entropii i wykorzystali nowy metodę spektroskopii laserowej do badania gęstej plazmy – a to wszytko podczas jednych przełomowych badań, których wyniki opisali na łamach Nature. Międzynarodowy zespół naukowców z uczelni w USA, Wielkiej Brytanii i European XFEL poinformował o podgrzaniu złota do ponad 19 000 kelwinów bez utraty jego struktury krystalicznej.
To prawdopodobnie najbardziej gorący kryształ, jaki kiedykolwiek zarejestrowano, mówi profesor Thomas White z University of Nevada. Uzyskane wyniki obalają teorię zwaną katastrofą entropii, zgodnie z którą żadne ciało stałe nie może pozostać stabilne w temperaturze trzykrotnie przekraczającej jego temperaturę topnienia. Dla złota temperatura ta wynosi 1337 kelwinów, więc zgodnie z tą teorią złoto powinno utracić strukturę krystaliczną po przekroczeniu temperatury 4000 kelwinów. Tymczasem utrzymało ją przy temperaturze 14-krotnie wyższej od temperatury topnienia.
Naukowcy rozgrzewali cienką złotą folię wykorzystując do tego celu laser, którego impuls trwał 50 biliardowych części sekundy. Wydaje się, że powodem, dla którego złoto zachowało strukturę krystaliczną jest tempo rozgrzewania. Wyniki eksperymentu sugerują, że ciała stałe mogą zachować strukturę krystaliczną przy znacznie wyższych temperaturach niż sądzono, o ile zostaną odpowiednio szybko podgrzane. To zaś niezwykle ważne spostrzeżenie dla badań nad fizyką wysokich energii czy fuzją jądrową.
Do pomiaru tak wysokiej temperatury wewnątrz złotej folii potrzebne było odpowiednie narzędzie. W roli największego termometru na świecie wykorzystaliśmy Linac Coherent Light Source, 3-kilometrowy laser generujący twarde promieniowanie rentgenowskie. To po raz pierwszy pozwoliło nam zmierzyć temperaturę wewnątrz gęstej plazmy. Wcześniej taki pomiar nie był możliwy, wyjaśnia White.
Opracowana podczas badań nowa metoda pozwoli na bezpośrednie pomiary temperatury wewnątrz plazmy powstającej w momencie implozji podczas eksperymentów z inercyjnym uwięzieniem plazmy podczas fuzji jądrowej. To z kolei powinno znakomicie zwiększyć naszą wiedzę na temat tego procesu i możliwości jego kontroli, co jest niezbędne do stworzenia praktycznych elektrowni fuzyjnych.
Niedawno White i jego zespół ponownie zaczęli wykorzystywać Linac Coherent Light Source. Tym razem prowadzą eksperymenty z gorącym skompresowanym żelazem. Chcą w ten sposób lepiej poznać warunki panujące wewnątrz planet.
Źródło: Superheating gold beyond the predicted entropy catastrophe threshold
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W Szwajcarii powstaje „żywy” materiał, który w sposób aktywny pobiera dwutlenek węgla z atmosfery. Wewnątrz materiału znajdują się cyjanobakterie, które wiążą CO2 na dwa różne sposoby. Nad niezwykłym projektem, którego celem jest połączenie konwencjonalnych materiałów z bakteriami, grzybami czy glonami pracują naukowcy z Politechniki Federalnej w Zurychu. Ich celem jest stworzenie materiałów, które dzięki metabolizmowi mikroorganizmów nabierają nowych pożądanych właściwości. Na przykład usuwają dwutlenek węgla z powietrza.
Zespół pracujący pod kierunkiem profesora Marka Tibbitta z katedry Inżynierii Makromolekularnej stworzył właśnie żel zawierający cyjanobakterie. Można go kształtować za pomocą drukarki 3D. Niezwykłe jest to, że żel – mimo że jest miękki – ma być materiałem budowlanym. A jedyne, czego potrzebuje, by się nim stać, to światło słoneczne i słona woda zawierająca proste do uzyskania składniki odżywcze. Oraz dwutlenek węgla z atmosfery. Jakby tego było mało, materiał absorbuje więcej CO2 niż wiążą zawarte w nim cyjanobakterie. Dzieje się tak, gdyż przechowuje on atmosferyczny węgiel nie tylko w postaci biomasy, ale również w postaci mineralnej.
Cyjanobakterie to jedne z najstarszych form życia na Ziemi. Przeprowadzają bardzo efektywną fotosyntezę i nie potrzebują wiele światła, by z CO2 i wody wytwarzać biomasę. Jednocześnie, w wyniku przeprowadzanej przez nie fotosyntezy, dochodzi do zmiany środowiska chemicznego wokół komórki i tworzenia się węglanów. Węglany deponowane są wewnątrz żelu, wzmacniają go, a jednocześnie same pochłaniają atmosferyczny dwutlenek węgla, przechowując go w bardziej stabilnej formie niż bakterie. Badania wykazały, że taki żel pochłania węgiel przez 400 dni i przechowuje 26 miligramów CO2 na każdy gram. To znacząco więcej niż wiele innych materiałów.
Twórcy żelu chcą w przyszłości zbadać, czy sprawdzi się on na przykład jako powłoka, którą można będzie pokrywać i zamieniać je w miejsca pochłaniające dwutlenek węgla z atmosfery.
Źródło: Dual carbon sequestration with photosynthetic living materials, https://www.nature.com/articles/s41467-025-58761-y
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jezioro Żabińskie (Żabinki) na Pojezierzu Mazurskim w gminie Kruklanki dostarczyło niezwykle szczegółowych danych dotyczących temperatur w holocenie. Profesor Wojciech Tylmann i doktor Maurycy Żarczyński z Wydziału Oceanografii i Geografii Uniwersytetu Gdańskiego, we współpracy z kolegami z Niemiec i Szwajcarii przeprowadzili badania osadów jeziora, które pozwoliły im na zrekonstruowanie temperatur z ostatnich 10 800 lat.
Każda analizowana próbka reprezentowała okres 3 lat, dzięki czemu naukowcy byli w stanie śledzić dekadowe zmienności temperatury. Nasza rekonstrukcja jest jedną z nielicznych na świecie, która operuje tak wysoką rozdzielczością czasową, stwierdził prof. Tylmann.
Jezioro Żabińskie jest wyjątkowe. Odkładające się przez tysiąclecia warstwy osadów pozostały nienaruszone. Co więcej, wyraźnie widać w nich roczne przyrosty. Mamy tam naprzemienne warstwy jasną (odkłada się wiosną oraz latem i jest bogata w węglan wapnia) oraz ciemną (zdominowana przez szczątki organiczne, odkłada się jesienią i zimą). Dwie takie warstwy tworzą więc jeden rok.
Uczeni pobrali 20-metrowy rdzeń i skoncentrowali się na badaniu węglanu wapnia. Zainteresowali się właśnie nim, gdyż prowadzone od kilkunastu lat badania pokazały, że w Jeziorze Żabińskim istnieje zależność pomiędzy warunkami meteorologicznymi, a wytrącaniem się węglanu wapnia. Gdy spostrzeżenie to potwierdzono analizą za ostatnich 60 lat, stwierdzono, że węglan wapnia pozwoli zrozumieć historię jeziora.
Badania pokazały, że mediana wzrostu temperatur w ciągu ostatnich 90 lat wynosi 0,28 stopni Celsjusza na dekadę i jest najszybsza w całym badanym okresie. Obecne temperatury nie tylko są najwyższe od niemal 11 tysięcy lat, ale też mamy do czynienia z ich bezprecedensowo szybkim wzrostem.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Upały mogą przyspieszać biologiczne starzenie się u starszych osób, ostrzegają badacze z Uniwersytetu Południowej Kalifornii. Okazuje się bowiem, że osoby mieszkające w regionach, w których ma miejsce więcej bardzo gorących dni mają wyższy średni wiek biologiczny, niż mieszkańcy regionów, gdzie takie dni zdarzają się rzadziej.
Wiek biologiczny to wskaźnik, który pokazuje, jak nasz organizm funkcjonuje na poziomie molekularnym, komórkowym i systemowym. Jeśli nasz wiek biologiczny jest większy, niż wiek chronologiczny, jesteśmy narażeni na wyższe ryzyko zachorowań i śmierci. Nie od dzisiaj wiadomo, że ekstremalne fale upałów są powiązane z negatywnymi skutkami dla zdrowia i wyższym ryzykiem zgonu – szczególnie u osób starszych – jednak dotychczas nie było jasne, jak przekładają się one na wiek biologiczny.
Naukowcy z Kalifornii sprawdzili, jak zmienia się wiek biologiczny ponad 3600 Amerykanów. W badaniu wzięły osoby w wieku 56 lat i wyższym. Uczeni przez sześć kolejnych lat pobierali ich krew i badali zachodzące zmiany epigenetyczne. Analizowali je i określali wiek biologiczny każdego w zbadanych w momencie pobierania próbki. Następnie zmiany wieku biologicznego porównywali z danymi dotyczącymi wyjątkowo upalnych dni i ich liczby w miejscu zamieszkania badanych.
Uczeni odkryli, że istnieje silna korelacja pomiędzy liczbą wyjątkowo upalnych dni w roku, a przyspieszeniem biologicznego starzenia się. Było to widoczne także po wzięciu pod uwagę różnych czynników społecznych, ekonomicznych i demograficznych, jak styl życia, spożycie alkoholu, papierosów i inne czynniki.
Osoby mieszkające na obszarach, gdzie przez połowę roku temperatury sięgają 32 stopni Celsjusza lub więcej – jak na przykład mieszkańcy Phoenix w Arizonie – doświadczyły 14 dodatkowych miesięcy biologicznego starzenia się, w porównaniu z osobami, mieszkającymi na terenach, gdzie liczba takich upalnych dni jest mniejsza niż 10 w roku. Starzały się szybciej tylko z tego powodu, że mieszkały w bardziej ciepłym miejscu, mówi jedna z autorek badań, doktor Eun Young Choi.
Związek pomiędzy wyższymi temperaturami a szybszym biologicznym starzeniem się wykazały wszystkie trzy wykorzystane zegary epigenetyczne. Autorki podkreślają, że podczas badań wykorzystały indeks upału, którym posługuje się National Weather Service, gdyż bierze on pod uwagę nie tylko samą temperaturę powietrza, ale też jego wilgotność. Ma to olbrzymie znaczenie ze względu na tzw. temperaturę mokrego termometru. Niedawno okazało się bowiem, że upały są dla ludzi znacznie bardziej niebezpieczne, niż się dotychczas wydawało.
Naprawdę chodzi tutaj o kombinację temperatury i wilgotności. Szczególnie w odniesieniu do starszych osób, gdyż one nie pocą się w taki sam sposób jak młodsi. Z wiekiem nasza skóra coraz mniej efektywnie odprowadza nadmiar ciepła. Jeśli wówczas znajdujesz się w ciepłym wilgotnym miejscu, słabo się chłodzisz, wyjaśnia doktor Jennifer Ailshire.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Reintrodukcja wytępionego przez ludzi wilka do szkockiego regionu Highlands – jednego z najsłabiej zaludnionych obszarów Europy – pomogłaby w rozprzestrzenieniu się miejscowych lasów, które mogłyby wychwytywać z atmosfery dodatkowy milion ton dwutlenku węgla rocznie. Naukowcy z Wielkiej Brytanii i Norwegii przeprowadzili analizy, których celem było zbadanie, jaki wpływ na lasy Highlands miałaby reintrodukcja wilków.
Duzi drapieżnicy odgrywają niezwykle ważną rolę w ekosystemie, kontrolując populację roślinożerców i modyfikując ich zachowanie. Uczeni modelowali obecność wilków i zauważyli, że wystarczyłoby zaledwie 167±23 tych zwierząt – a trzeba wiedzieć, że Highlands ma powierzchnię ponad 25 600 km2 – by zmniejszyć populację jelenia szlachetnego do poniżej 4 osobników na kilometr kwadratowy. To poziom, poniżej którego zaczęłyby się rozrastać szkockie lasy. Obecnie ich ekspansję uniemożliwiają jelenie, wyjadając młode drzewka.
Wilki zostały wytępione w Szkocji około 250 lat temu. To zaś spowodowało gigantyczny rozrost populacji jeleni, które wpływają na ekosystem, skład i dynamikę roślinności, możliwość przeżycia i rozwoju drzew czy obieg składników odżywczych. Duża liczba jeleni, szacowana w Szkocji na około 400 000, znakomicie utrudnia naturalną regenerację szkockich lasów. Tym bardziej, że w niektórych regionach Szkocji powszechnie wypasa się owce, które dodatkowo uniemożliwiają regenerację roślinności. Z tego powodu obecnie lasy pokrywają jedynie 4% powierzchni Szkocji, a do ich regeneracji dochodzi głównie tam, gdzie zbudowano płoty, uniemożliwiając jeleniom dostęp.
Tam, gdzie prowadzono intensywne działania na rzecz regeneracji lasów i udało się zmniejszyć populację jeleni do mniej niż 6 na km2 obserwowano zwiększanie się powierzchni leśnych. W regionie Cairngors na 60 000 hektarów udało się dzięki temu zwiększać powierzchnię lasów o 164 hektary rocznie przez kolejnych 30 lat. Eksperci oceniają, że rodzime lasy mogłyby zająć dodatkowo 39 000 km2 w Highlands.
Mamy coraz większa świadomość, że bioróżnorodność i problemy klimatyczne nie mogą być rozwiązane w odosobnieniu. Musimy przyjrzeć się potencjalnej roli naturalnych procesów, takich jak reintrodukcja wytępionych gatunków, by zregenerować zdegradowany ekosystem, dzięki czemu ludzie odniosą liczne korzyści, mówi profesor Dominick Spracklen.
Niejednokrotnie pisaliśmy o niezwykle ważnej funkcji, jaką spełniają wilki w ekosystemie. Okazuje się, że zwierzęta te wpływają na powstawanie i kształt mokradeł czy pomagają zagrożonym rysiom. Nie zawsze jednak zadziała prosty mechanizm reintrodukcji, gdyż ekosystem jest bardzo złożony. Na przykład w Yellowstone wytępienie wilka doprowadziło do zniknięcia bobrów i kolejnych niekorzystnych zmian w ekosystemie. Podobne niekorzystne skutki ma w usunięcie z ekosystemu każdego głównego drapieżnika.
Autorzy omawianych tu badań zauważają, że reintrodukcja wilka przyniesie wiele korzyści, daleko wykraczające poza samo zwiększenie powierzchni lasów. Zwiększy się ruch turystyczny, spadnie liczba wypadków z udziałem jeleni, zmniejszy liczba przypadków boreliozy wiązanej z nadmierną populacją jeleni oraz spadną koszty działań związanych z obecnie prowadzonymi próbami kontroli populacji jeleni.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.