Ziemia zawsze była mokra? Nowe badania sugerują, że woda mogła tu istnieć od samego początku
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Poszukując życia na innych planetach naukowcy skupiają się na wodzie. Jest ona niezbędna dla życia na Ziemi, zatem jej obecność – lub przynajmniej warunki pozwalające na jej obecność – jest uważana za warunek sine qua non możliwości występowania życia na innych planetach. Badacze z MIT, Politechniki Wrocławskiej oraz innych uczelni proponują na łamach PNAS, by za ciała niebieskie zdolne do utrzymania życia uznać też i takie, na których mogą występować ciecze jonowe. A mogą one powstawać w warunkach, w jakich woda w stanie ciekłym nie może istnieć. Jeśli autorzy najnowszych badań mają rację, to liczba potencjalnych miejsc istnienia życia w przestrzeni kosmicznej może być znacznie większa, niż uważamy. Oczywiście nie będzie to takie życie, jakie znamy z Ziemi.
Ciecze jonowe to substancje chemiczne składające się z jonów. To sole, które pozostają w stanie płynnym w temperaturze poniżej 100 stopni Celsjusza. Ciecze takie mają bardzo niską prężność par, co oznacza, że niemal się nie ulatniają.
Z badań, w których brał udział doktor Janusz Pętkowski z Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Wrocławskiej, wynika, że ciecze jonowe mogą z łatwością powstawać ze składników, których obecność jest spodziewana na niektórych planetach i księżycach. Badacze wykazali, że mieszanina kwasu siarkowego i niektórych składników organicznych zawierających azot, prowadzi do utworzenia cieczy jonowej. Kwas siarkowy jest emitowany przez wulkany, a składniki organiczne z azotem wykrywamy na asteroidach czy planetach, więc mogą być szeroko rozpowszechnione.
Jak już wspomnieliśmy, ciecze jonowe mają niską prężność par, mogą powstawać i pozostawać stabilne przy wyższych temperaturach i niższym ciśnieniu atmosferycznym niż woda w stanie ciekłym. Zatem na tych ciałach niebieskich, na których woda nie może powstać lub się utrzymać, mogą istnieć ciecze jonowe. A, jak zauważają badacze, w cieczach takich niektóre biomolekuły – jak pewne białka – mogą być stabilne. Kierująca pracami zespołu badawczego doktor Rachana Agrawal zauważa, że jeśli w poszukiwaniu pozaziemskiego życia uwzględnimy ciecze jonowe, znacząco zwiększymy ekosferę, czyli obszar wokół gwiazd, w którym może istnieć życie.
Badania nad cieczami jonowymi w kontekście istnienia życia rozpoczęto w związku z rozważaniem o obecności życia na Wenus. A raczej w górnych warstwach atmosfery, gdyż na powierzchni planety panuje temperatura rzędu 467 stopni Celsjusza, a ciśnienie atmosferyczne jest 90-krotnie większe niż na powierzchni Ziemi. Bardziej przyjazne warunki panują wśród chmur, w górnych warstwach atmosfery. Nie od dzisiaj mówi się o zorganizowaniu misji badawcza w te regiony.
Chmury na Wenus składają się głównie z kwasu siarkowego. Naukowcy z MIT prowadzą eksperymenty, których celem jest opracowanie technik zbierania i badania próbek podczas misji. Jeśli takie próbki zostałyby zebrane, zbadanie istniejących w nich związków organicznych będzie wymagało najpierw odparowania kwasi siarkowego. Badacze stworzyli więc pracujący przy niskim ciśnieniu układ, w którym odparowywali kwas siarkowy z roztworu kwasu i glicyny. Jednak za każdym razem, gdy usunęli większość kwasu, w urządzeniu pozostawała warstwa cieczy. Uczeni szybko zdali sobie sprawę, że kwas siarkowy przereagował z glicyną, tworząc ciecz jonową, która utrzymywała się w szerokim zakresie temperatur i ciśnienia. Wtedy też zespół Agrawal wpadł na pomysł, by sprawdzić, czy ciecze jonowe mogą powstawać i utrzymywać się na planetach, na których panują zbyt wysokie temperatury lub zbyt niskie ciśnienie, by utrzymała się na nich woda w stanie ciekłym.
Eksperymentatorzy przetestowali mieszaniny kwasu siarkowego z ponad 30 związkami organicznymi zawierającymi azot. Mieszaniny tworzyli m.in. na powierzchni skał bazaltowych, które istnieją na wielu planetach. Byliśmy zdumieni, w jak wielu różnych warunkach dochodzi do powstania cieczy jonowej. Jeśli umieścisz kwas siarkowy i związki organiczne na bazalcie, nadmiar kwasu siarkowego wsiąknie w bazalt, a na powierzchni pozostaną krople cieczy jonowej. Formowała się ona w każdych testowanych przez nas warunkach, mówi współautorka badań Sara Seager.
Ciecze jonowe powstawały w temperaturze do 180 stopni Celsjusza przy ekstremalnie niskim ciśnieniu. To oznacza, że mogą powszechnie występować na skalistych planetach czy księżycach. Wyobraźmy sobie planetę gorętsza od Ziemi, na której nie ma wody, a na której występuje, lub kiedyś występował, kwas siarkowy z aktywności wulkanicznej. Wystarczy, że ten kwas będzie miał kontakt ze związkiem organicznym. A związki te są powszechne w Układzie Słonecznym, wyjaśnia Seager. Tak utworzona ciecz jonowa może teoretycznie istnieć przez tysiąclecia, stając się oazą prostych form życia.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z SETI Institute oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis są pierwszymi, którzy zarejestrowali wielkie pierścienie powietrza wypuszczane przez humbaki. Zwierzęta tworzyły je podczas przyjaznej interakcji z ludźmi. Trudno oprzeć się wrażeniu, że pierścienie te przypominają kółka wypuszczane przez palaczy papierosów. Naukowcy przypuszczają, że pierścienie to albo próba zabawy, albo komunikacji z ludźmi.
Nie od dzisiaj wiemy, że humbaki wykorzystują bańki powietrza do otaczania ławic ryb, na które polują. Ponadto samce głośno wypuszczają powietrze, tworząc widoczne ślady na wodzie, gdy konkurują o samice. Tym razem mamy do czynienia z nieznanym wcześniej zjawiskiem - tworzeniem specyficznych baniek podczas przyjaznej interakcji z ludźmi.
Humbaki żyją w złożonych społecznościach, wydają różne dźwięki, posługują się bąblami powietrza jak narzędziami, pomagają innym gatunkom atakowanym przez drapieżniki. Teraz widzimy, że wydmuchują w kierunku ludzi pierścienie z powietrza. To może być sposób na interakcję, obserwowanie naszej reakcji i zaangażowanie nas w zabawę lub komunikację, mówi doktor Fred Sharpe.
Humbaki w przyjazny sposób interesują się łodziami i pływającymi ludźmi. Większość spośród obserwowanych przez nas na całym świecie dziesiątek populacji waleni, podpływała do łodzi i ludzi, wypuszczając bąble, dodaje Jodi Frediani.
Źródło: Humpback Whales Blow Poloidal Vortex Bubble Rings, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mms.70026
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jeśli Twój pies uwielbia się kąpać i z chęcią wskakuje do wody na spacerze, nie powinien być zabezpieczany nakładanymi na skórę środkami przeciwko pchłom i kleszczom. Badania pokazały bowiem, że jeśli stosujemy takie środki, to natychmiast po tym, jak pies wejdzie do wody, jego skóra i futro mogą uwalniać duże ilości substancji szkodliwych dla zwierząt wodnych i zwierząt, które je jedzą, jak na przykład ptaki. Co więcej, te substancje mogą się uwalniać nawet przez 28 dni od ich nałożenia.
Początkowo środki nakładane na skórę psa były uważane za bezpieczne, jednak w 2011 roku Europejska Agencja Leków opublikowała sugestię, że mogą być szkodliwe dla zwierząt wodnych przez 48 godzin po nałożeniu. Jednak były to tylko przypuszczenia, które nie opierały się na eksperymentach.
Dopiero teraz grupa badaczy przeprowadziła badania na kilkudziesięciu psach, u których stosowano albo fipronil albo imidaklopryd. Okazało się, że nawet po 28 dniach ilość szkodliwych substancji trafiających do wody z ciała dużego psa może być na tyle duża, że ich stężenie przekroczy bezpieczny poziom w 100 metrach sześciennych wody. Jeśli więc w stawie często kąpią się psy, poziom zanieczyszczeń pochodzący ze środków, którymi są chronione przed pchłami i kleszczami, może być niebezpieczny dla środowiska wodnego.
Szczegóły badań zostały opublikowane na łamach pisma VetRecord.
Źródło: Swimming emissions from dogs treated with spot-on fipronil or imidacloprid: Assessing the environmental risk
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Flamingi wykorzystują jeden z najbardziej złożonych systemów odżywiania się wśród ptaków. Każdy z nas widział ich niezwykły sposób pobierania pokarmu, w czasie którego ich głowa zwrócona jest do góry nogami. Wiemy, że filtrują pokarm z wody. Jednak, jak się okazuje, nie jest to proces pasywny. Ptaki potrafią odpowiednio kierować strumień wody w stronę dzioba.
Biolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Victor Ortega Jiménez, zainteresował się sposobem zdobywania pokarmu przez flamingi gdy odwiedził ogród zoologiczny. Zauważył, że jedzące ptaki drepczą w miejscu. Jednak nie widział, co dzieje się pod wodą. Rozpoczął więc badania, w czasie których najpierw przez kilka tygodni flamingi z zoo były uczone jedzenia z tac wypełnionych wodą. Następnie za pomocą szybkich kamer i laserów obrazowano cały proces. W końcu naukowcy stworzyli na drukarkach 3D modele głów flamingów, by lepiej przyjrzeć się ruchowi wody. W końcu zaś prawdziwy dziób flaminga umocowano na maszynie, które otwierała go i zamykała, a jednocześnie symulowano ruchy języka ptaka.
Z badań wynika, że ptaki potrafią kierować wodę wraz z pożywieniem do swoich dziobów. Dreptanie w miejscu służy wzbiciu do góry osadów z dna wraz ze znajdującymi się tam ofiarami flamingów. Następnie ptaki wykonują szybkie ruchy głową w górę i w dół, by utworzyć podobne do tornado wiry. A dodatkowe ruchy dziobem i językiem prowadzą do powstania mniejszych wirów, dzięki czemu niezwykle efektywnie łapią zdobycz. Są w stanie schwytać w ten sposób 7-krotnie więcej krewetek.
Naukowcy obliczyli też, jakie jest najbardziej efektywne tempo ruchów flaminga. Wytworzenie wirów wymaga poruszania głową z prędkością niemal 40 cm/s. Jednocześnie dolna część ich dzioba wykonuje około 12 ruchów na sekundę.
W najbliższej przyszłości naukowcy chcą zbadać, co dzieje się wewnątrz dziobów żerujących flamingów. Mają nadzieję, że opisanie tych zjawisk pomoże na przykład w stworzeniu technologii pozwalającej efektywnie wychwytywać z wody glony lub mikroplastik. Zachowanie żerujących flamingów wygląda niepoważnie, ale tworzy to użyteczny przepływ wody, chwali badania kolegów Elizabeth Brainerd z Brown University.
Niezwykły sposób odżywiania się flamingów służy nie tylko im. Od kilku lat wiadomo, że podążające za nimi płaskonogi trójbarwne chwytają nawet 2-krotnie więcej pożywienia, korzystając z wody wzburzanej przez flamingi.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niewidoczna z Ziemi strona Księżyca zawiera znacznie mniej wody, niż część widoczna – donoszą chińscy naukowcy. Takie zaskakujące wnioski płyną z badań próbek bazaltu zebranych przez misję Chang'e-6. Wyniki badań, opublikowane na łamach Nature, pozwolą lepiej zrozumieć ewolucję ziemskiego satelity.
Dostarczone na Ziemię próbki zawierały mniej niż 2 mikrogramy wody w gramie. Nigdy wcześniej nie zanotowano tak mało H2O na Księżycu. Wcześniejsze badania próbek ze strony widocznej z Ziemi zawierały nawet do 200 mikrogramów wody na gram.
Naukowcy potrafią mierzyć zawartość wody w materiale z dokładnością do 1–1,5 części na milion. Już widoczna strona Księżyca jest niezwykle sucha. A ta niewidoczna całkowicie zaskoczyła naukowców. Nawet najbardziej suche pustynie na Ziemi zawierają około 2000 części wody na milion. To ponad tysiąckrotnie więcej, niż zawiera jej niewidoczna z Ziemi część Księżyca, mówi główny autor badań, profesor Hu Sen z Instytutu Geologii i Geofizyki Chińskiej Akademii Nauk.
Obecnie powszechnie przyjęta hipoteza mówi, że Księżyc powstał w wyniku kolizji Ziemi z obiektem wielkości Marsa. Do zderzenia doszło 4,5 miliarda lat temu, a w wyniku niezwykle wysokich temperatur, będących skutkiem zderzenia, Księżyc utracił wodę i inne związki lotne. Debata o tym, jak dużo wody pozostało na Księżycu, trwa od dekad. Dotychczas jednak dysponowaliśmy wyłącznie próbkami ze strony widocznej z Ziemi.
Chińska misja Chang'e-6 została wystrzelona w maju 2024 roku, wylądowała w Basenie Południowym – Aitken i w czerwcu wróciła z niemal 2 kilogramami materiału. To pierwsze w historii próbki pobrane z niewidocznej części Księżyca.
Zespół profesora Hu wykorzystał 5 gramów materiału, na który składało się 578 ziaren o rozmiarach od 0,1 do 1,5 milimetra. Po przesianiu i dokładnej analizie okazało się, że 28% z nich stanowi bazalt. I to on właśnie został poddany badaniom.
Ilość wody w skałach księżycowych to bardzo ważny test hipotezy o pochodzeniu Księżyca. Jeśli w skałach byłoby 200 części wody na milion lub więcej, byłoby to poważne wyzwanie dla obecnie obowiązującej hipotezy i naukowcy musieliby zaproponować nowy model powstania Księżyca, wyjaśnia profesor Hu. Wyniki badań jego zespołu stanowią więc potwierdzenie tego, co obecnie wiemy.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.