Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Co trzeci mieszkaniec Ziemi ma za mało wody
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy zaobserwowano, w czasie rzeczywistym i skali molekularnej, jak powstaje woda. Naukowcy z Northwestern University zarejestrowali łączenie się atomów wodoru i tlenu. Obserwacji dokonano w ramach badań, w czasie których uczeni chcieli zrozumieć działanie palladu jako katalizatora reakcji prowadzącej do powstawania wody.
Uzyskanie wody za mocą palladu nie wymaga ekstremalnych warunków, zatem może być wykorzystane w praktyce do pozyskania wody tam, gdzie jest trudno dostępna. Na przykład na innych planetach. Przypomnijmy sobie Marka Watneya, granego przez Matta Damona w „Marsjaninie”. Spalał paliwo rakietowe, by uzyskać wodór, a następnie dodawał do niego tlen. Nasz proces jest bardzo podobny, ale nie potrzebujemy ognia i innych ekstremalnych warunków. Po prostu zmieszaliśmy pallad i gazy, mówi jeden z autorów badań, profesor Vinayak Dravid.
O tym, że pallad może być katalizatorem do generowania wody, wiadomo od ponad 100 lat. To znane zjawisko, ale nigdy go w pełni nie rozumieliśmy, wyjaśnia doktorant Yukun Liu, główny autor badań. Młody uczony dodaje, że do zrozumienia tego procesu konieczne było połączenie analizy struktury w skali atomowej oraz bezpośredniej wizualizacji. Wizualizowanie całego procesu było zaś niemożliwe.
Jednak w styczniu 2024 roku na łamach Science Advances profesor Dravid opisał nowatorką metodę analizowania molekuł gazu w czasie rzeczywistym. Uczony wraz z zespołem stworzyli ultracienką membranę ze szkła, która więzi molekuły gazu w reaktorach o strukturze plastra miodu. Uwięzione atomy można obserwować za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego w próżni wysokiej.
Za pomocą nowej metody uczeni zaobserwowali, jak atomy wodoru wnikają do próbki palladu, rozszerzając jej sieć atomową. Po chwili – ku zaskoczeniu uczonych – na powierzchni palladu pojawiły się krople wody. Myślę, że to najmniejsze kiedykolwiek zaobserwowane krople. Tego się nie spodziewaliśmy. Na szczęście nagraliśmy to i możemy udowodnić, że nie oszaleliśmy, cieszy się Liu.
Po potwierdzeniu, że pojawiła się woda, naukowcy zaczęli szukać sposobu na przyspieszenie reakcji. Zauważyli, że najszybciej zachodzi ona, gdy najpierw doda się wodór, później tlen. Atomy wodoru wciskają się między atomy palladu, rozszerzając próbkę. Gdy do całości zostaje dodany tlen, wodór opuszcza pallad, by połączyć się z tlenem, a próbka kurczy się do wcześniejszych rozmiarów.
Badania prowadzone były w nanoskali, ale wykorzystanie większych kawałków palladu pozwoliłoby na uzyskanie większej ilości wody. Autorzy badań wyobrażają sobie, że w przyszłości astronauci mogliby zabierać ze sobą pallad wypełniony wodorem. Gdy będą potrzebowali wody, dodadzą tlen. Pallad jest drogi, ale nasza metoda go nie zużywa. Jedyne, co jest tutaj zużywane, to gaz. A wodór to najpowszechniej występujący gaz we wszechświecie. Po reakcji pallad można wykorzystywać ponownie, mówi Liu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Afryka od dekad traci lasy. Głównie z powodu intensywnego rolnictwa, pozyskiwania drewna oraz produkcji węgla drzewnego. Jednak niedawne analizy zdjęć satelitarnych prowadzonych przy użyciu sztucznej inteligencji wykazały, że coraz więcej drzew pojawia się poza terenami leśnymi. Wiele z nich rośnie na polach indywidualnych rolników, którzy odrzucają porady agencji rządowych i pomocowych zalecające im wycinkę drzew, gdyż utrudniają uprawę ziemi. Rolnicy pozwalają drzewom odrastać. To poprawia jakość gleby, zwiększa plony, dostarcza rolnikom owoców, drewna i żywności dla zwierząt. W efekcie poprawia jakość życia całych rodzin.
Na zdjęciach satelitarnych widać, jak wielkie obszary należące do licznych indywidualnych rolników zmieniają barwę z brązowej na zieloną. I widać to od Senagalu po Niger i od Etiopii po Malwi. Takie wyniki dała pierwsza analiza satelitarna afrykańskiej roślinności, na której widać pojedyncze drzewa poza lasami. Wykazała ona, że co najmniej 29% afrykańskich drzew rośnie na terenach, które nie są klasyfikowane jako lasy. I nie są to drzew na plantacjach, a głównie naturalne drzewa, które wysiały się na sawannach, pastwiskach i polach uprawnych.
Lasy pokrywają 21% powierzchni Afryki. Głównie znajdują się w Basenie Kongo. To tam znajduje się największy, po amazońskim, las deszczowy Ziemi. Jeśli teraz dodamy do tego drzewa poza lasami, okaże się, że pokrywają one 30% Afryki. A to nie wszystko. Badania nie były bowiem w stanie zarejestrować małych drzew.
Obserwacje satelitarne potwierdzają to, co naukowcy od pewnego czasu podejrzewali. Chris Reij w World Resources Institute na własne oczy widział, że miliony rolników w Nigrze, Mali i Etiopii pozwalają rosnąć drzewom, które jeszcze niedawno były bezwzględnie tępione. Obecne szeroko zakrojone badania dodają wiarygodności analizom przeprowadzonym niedawno przez Graya Tappana, geografa z U.S. Geological Survey. W maju na podstawie zdjęć satelitarnych obejmujących fragmenty Afryki oszacował on, że w Afryce Subsaharyjskiej rolnicy pozwolili rosnąć ok. 1,4 miliardowi drzew. To trzykrotnie więcej niż pokazały obecne zautomatyzowane badania.
Odradzanie drzew rozpoczęli rolnicy z południowego Nigru. Tam drzewa tradycyjnie znajdowały się na polach, były częścią prekolonialnego systemu uprawy. Korzenie tych drzew wciąż tkwią w ziemi. Jednak od czasów kolonialnych rolnicy są zachęcani, by wycinać drzewa i nie dopuszczać do pojawienia się nowych. W latach 80. naukowcy zaczęli coraz częściej mówić o pustynnieniu Afryki. Uważano, że wiele terenów zmieni się w pustynie. Wtedy rolnicy wzięli sprawy w swoje ręce. Przestali słuchać ekspertów i tych rządowych i tych zagranicznych. Coraz częściej pozwalali, by drzewa odrastały. Podobno wszystko zaczęło się od tego, gdy do jednej wsi wrócili dwaj młodzi rolnicy, którzy w porze suchej pracowali w odległej kopalni. Już rozpoczęła się pora deszczowa, więc nie chcieli tracić czasu na oczyszczanie swoich pól z odrastających drzew i rozpoczęli uprawę roślin. Kilka miesięcy później okazało się, że mają lepsze plony niż sąsiedzi. W kolejnym roku inni rolnicy z tej wsi również nie usunęli odrastających drzewek. Z czasem wieść się rozniosła i kolejne wsie przestały słuchać rad o konieczności wycinania drzew.
Powrót do tradycyjnych metod uprawy jest spektakularny. Reji mówi, że gdy w 2004 roku jechał ze stoli Nigru na południe wszędzie widział drzewa. Jeszcze 20 lat wcześniej ich nie było. To właśnie wtedy postanowił bliżej przyjrzeć się temu zjawisku. To samo zaobserwował w południowym Mali pomiędzy dwoma największymi miastami kraju. Tam niemal wszędzie rośnie las na polach uprawnych, mówi. Zaś przy granicy z Burkina Faso obserwował wielki piękny park z drzewami młodszymi niż 20 lat.
Rolników szczególnie cieszy Faidherbia albida, drzewo z rodziny bobowatych. Na początku pory deszczowej zrzuca ono liście, użyźniając glebę i zwiększając plony. Wchodzi wówczas w stan uśpienia, więc nie konkuruje z roślinami uprawnymi o składniki odżywcze i wodę.
Podobne spostrzeżenia ma wspomniany już Gray Tappan z US Geological Survey. W latach 80. współtworzył, wciąż najdokładniejszą, mapę roślinności Senegalu. W ubiegłym roku wrócił na miejsca swoich badań i stwierdził, że pola uprawne są pełne drzew. To olbrzymi sukces, który dowodzi, że drzewa mogą regenerować się bardzo szybko, nawet w regionach o niskich opadach.
Niezwykłe widoki czekały też na naukowców w Etiopii. Jadąc 200 kilometrów na południe od miasta Hawassa mieli wrażenie, jakby podróżowali przez las. Co interesujące, w regionach o największym zagęszczeniu ludności występowało też największe zagęszczenie drzew. Dzieje się tak dlatego, że tam rolnicy mają mniejsze pola więc muszą uzyskiwać większe plony. A te zapewnia im gęstsza pokrywa drzew.
Tappan szacuje, że drzewa rosną na 40% pól uprawnych w Mali i Burkina Faso, 50% pól w Nigrze, 65% w Senegalu i 70% w Malawi. Dzięki niewielkim rolnikom obszar Sahelu stał się miejscem, który więcej węgla przechwytuje niż emituje do atmosfery.
Z badań wynika, że Afryka ma znacznie więcej drzew, niż dotychczas sądzono. A wiele z nich to drzewa młode, które regenerowały się naturalnie na polach niewielkich rolników, a ci pozwolili im rosnąć, zwiększając dzięki temu plony i poprawiając jakość życia swoich rodzin. Przy okazji zaś drzewa te przechwytują dwutlenek węgla, spowalniając tempo globalnego ocieplenia.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ponad połowa największych jezior na świecie traci wodę, wynika z badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowy z USA, Francji i Arabii Saudyjskiej. Przyczynami tego stanu rzeczy są głównie globalne ocieplenie oraz niezrównoważona konsumpcja przez człowieka. Jednak, jak zauważają autorzy badań, dzięki opracowanej przez nich nowej metodzie szacunku zasobów wody, trendów oraz przyczyn jej ubywania, można dostarczyć osobom odpowiedzialnym za zarządzanie informacji, pozwalającymi na lepszą ochronę krytycznych źródeł wody.
Przeprowadziliśmy pierwsze wszechstronne badania trendów oraz przyczyn zmian ilości wody w światowych jeziorach, wykorzystując w tym celu satelity oraz modele obliczeniowe, mówi główny autor badań, Fangfang Yao z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Boulder (CU Boulder). Mamy dość dobre informacje o słynnych jeziorach, jak Morze Kaspijskie, Jezioro Aralskie czy Salton Sea, jeśli jednak chcemy dokonać szacunków w skali globalnej, potrzebujemy wiarygodnych informacji o poziomie wód i objętości jeziora. Dzięki tej nowej metodzie możemy szerzej spojrzeć na zmiany poziomu wód jezior w skali całej planety, dodaje profesor Balaji Rajagopalan z CU Boulder.
Naukowcy wykorzystali 250 000 fotografii jezior wykonanych przez satelity w latach 1992–2020. Na ich podstawie obliczyli powierzchnię 1972 największych jezior na Ziemi. Użyli też długoterminowych danych z pomiarów poziomu wód z dziewięciu satelitów. W przypadku tych jezior, co do których brak było danych długoterminowych, wykorzystano pomiary wykorzystane za pomocą bardziej nowoczesnego sprzętu umieszczonego na satelitach. Dzięki połączeniu nowych danych z długoterminowymi trendami byli w stanie ocenić zmiany ilości wody w jeziorach na przestrzeni kilku dziesięcioleci.
Badania pokazały, że 53% największych jezior na świecie traci wodę, a jej łączny ubytek jest 17-krotnie większy niż pojemność największego zbiornika na terenie USA, Lake Meads. Wynosi zatem około 560 km3 wody.
Uczeni przyjrzeli się też przyczynom utraty tej wody. W przypadku około 100 wielkich jezior przyczynami były zmiany klimatu oraz konsumpcja przez człowieka. Dzięki tym badaniom naukowcy dopiero teraz dowiedzieli się, że za utratą wody w jeziorze Good-e-Zareh w Afganistanie czy Mar Chiquita w Argentynie stoją właśnie takie przyczyny. Wśród innych ważnych przyczyn naukowcy wymieniają też odkładanie się osadów. Odgrywa ono szczególnie ważną rolę w zbiornikach, które zostały napełnione przed 1992 rokiem. Tam zmniejszanie się poziomu wody jest spowodowane głównie zamuleniem.
Podczas gdy w większości jezior i zbiorników wody jest coraz mniej, aż 24% z nich doświadczyło znacznych wzrostów ilości wody. Są to głównie zbiorniki znajdujące się na słabo zaludnionych terenach Tybetu i północnych części Wielkich Równin oraz nowe zbiorniki wybudowane w basenach Mekongu czy Nilu.
Autorzy badań szacują, że około 2 miliardów ludzi mieszka na obszarach, gdzie w zbiornikach i jeziorach ubywa wody, co wskazuje na pilną potrzebę uwzględnienia takich elementów jak zmiany klimatu, konsumpcja przez człowieka czy zamulanie w prowadzonej polityce. Jeśli na przykład konsumpcja przez człowieka jest ważnym czynnikiem prowadzącym do utraty wody, trzeba wprowadzić mechanizmy, które ją ograniczą, mówi profesor Ben Livneh. Uczony przypomina jezioro Sevan w Armenii, w którym od 20 lat poziom wody rośnie. Autorzy badań łączą ten wzrost z wprowadzonymi i egzekwowanymi od początku wieku przepisami dotyczącymi sposobu korzystania z wód jeziora.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
We wczesnych społecznościach rolniczych północno-zachodniej Europy przemoc była codziennością, wskazują badania brytyjsko-szwedzko-niemieckiej grupy naukowej. Naukowcy przyjrzeli się szczątkom ponad 2300 rolników ze 180 stanowisk archeologicznych z okresu pomiędzy 8000 a 4000 lat temu i zauważyli, że w przypadku ponad 10% z nich widoczne są obrażenia od broni. Wbrew rozpowszechnionemu poglądowi o pokojowej współpracy, w neolicie dochodziło do konfliktów, w których zabijano całe społeczności.
Badania sugerują, że rozpowszechnienie się hodowli roślin i zwierząt i związana z tym zmiana trybu życia z łowiecko-zbierackiego na osiadły, mogły doprowadzić do sformalizowania konfliktów zbrojnych. Naukowcy przyjrzeli się szczątkom ludzkim z Danii, Francji, Niemiec, Wielkiej Brytanii, Hiszpanii i Szwecji. Na szkieletach szukali śladów urazów, przede wszystkim zadanych w czaszkę tępym narzędziem.
W ponad 10% przypadków znaleziono uszkodzenia czaszki odpowiadające wielokrotnym uderzeniom tępym narzędziem. Odkryto też obrażenia penetrujące, być może od strzał. W niektórych przypadkach obrażenia były powiązane z masowymi pochówkami, co sugeruje zniszczenie całych społeczności. Ludzkie kości do najlepsze i najbardziej wiarygodne dowody na przemoc. W ostatnich latach zaś znacznie zwiększyły się nasze możliwości odróżnienia śmiertelnych obrażeń od złamań kości, które miały miejsce po śmierci, potrafimy też odróżnić przypadkowe zranienia od napaści z bronią, mówi doktor Linda Fibiger z Uniwersytetu w Edynburgu.
Naukowcy zastanawiają się też, dlaczego przemoc stała się tak powszechna w tym czasie. Ich zdaniem, najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem jest zmiana stosunków ekonomicznych. Wraz z rolnictwem pojawiły się nierówności i ci, którym wiodło się gorzej zaczęli organizować napaści i dochodziło do zbiorowej przemocy, co było alternatywną strategią na odniesienie sukcesu, dodaje doktor Martin Smith z Bournemouth University.
Badania zostały opisane w artykule Conflict, violence, and warfare among early farmers in Northwestern Europe.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Specjaliści od biomechaniki z Cornell University obliczyli maksymalną wysokość, z jakiej możemy skoczyć do wody bez większego ryzyka wyrządzenia sobie krzywdy. Uwzględnili rodzaj skoku, a zatem to, która część ciała najpierw styka się z wodą. Woda jest 1000-krotnie gęstsza niż powietrze, więc skacząc przemieszczamy się z bardzo rzadkiego do bardzo gęstego medium, co wiąże się z silnym uderzeniem, mówi profesor Sunghwan Jung, główny autor artykułu opublikowanego na łamach Science Advances.
Z eksperymentów wynika, że w przypadku osoby, która nie przeszła odpowiedniego treningu, skok do wody z wysokości ponad 8 metrów grozi uszkodzeniami kręgosłupa i karku w sytuacji, gdy jako pierwsza z wodą styka się głowa. Jeśli zaś skoczymy tak, by jako pierwsze z wodą zetknęły się dłonie, to przy skoku z wysokości ponad 12 metrów ryzykujemy uszkodzeniem obojczyka. Z kolei uszkodzenie kolana jest prawdopodobne przy skoku na stopy z wysokości ponad 15 metrów.
Chcieliśmy sprawdzić, jak pozycja przy skoku do wody wpływa na ryzyko odniesienia obrażeń. Motywowała nas też chęć opracowania ogólnej teorii dotyczącej tego, jak obiekty o różnych kształtach wpadają do wody. Prowadziliśmy więc analizy zarówno kształtu ludzkiego ciała i różnych rodzajów skoków, jak i ciał zwierząt. Mierzyliśmy przy tym oddziałujące siły, dodaje Jung.
Na potrzeby badań naukowcy wydrukowali trójwymiarowe modele ludzkiej głowy i tułowia, głowy morświna zwyczajnego, dzioba głuptaka zwyczajnego oraz łapy jaszczurki z rodzaju Basiliscus. W ten sposób mogli zbadać różne kształty podczas zetknięcia się z wodą. Wrzucali do niej swoje modele, mierzyli działające siły oraz ich rozkład w czasie. Brali pod uwagę wysokość, z jakiej modele wpadały do wody, a znając działające siły oraz wytrzymałość ludzkich kości, mięśni i ścięgien byli w stanie wyliczyć ryzyko związane ze skakaniem do wody z różnych wysokości. Biomechanika człowieka dysponuje olbrzymią literaturą dotyczącą urazów w wyniku upadków, szczególnie wśród osób starszych, oraz urazów sportowych. Nie znam jednak żadnej pracy dotyczącej urazów podczas skoków do wody, mówi profesor Jung.
Badania dają nam też wiedzę na temat przystosowania się różnych gatunków zwierząt do nurkowania. Na przykład głuptak zwyczajny ma tak ukształtowany dziób, że może wpadać do wody z prędkością do 24 m/s czyli ponad 86 km/h. Jung i jego zespół od dłuższego czasu badana mechanikę nurkowania zwierząt. Obecnie naukowcy skupiają się na tym, jak lisy nurkują w śniegu.
Jesteśmy dobrymi inżynierami. Potrafimy zbudować samolot i okręt podwodny. Ale przechodzenie pomiędzy różnymi ośrodkami, co sprawnie robią zwierzęta, nie jest łatwym zadaniem. A to bardzo interesująca kwestia. Inżynierowie chcieliby np. budować drony, które sprawnie poruszałyby się w powietrzu, a później wlatywały pod wodę. Może dzięki naszym badaniom wpadną na odpowiednie rozwiązania. My zaś próbujemy zrozumieć podstawy mechaniki, dodaje Jung.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.