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

NASA stworzyła 1. globalną mapę zmian poziomu wód słodkich na powierzchni Ziemi

Recommended Posts

Naukowcy z NASA sporządzili pierwszą globalną mapę zmian poziomu powierzchniowych wód słodkich. Chcieli w ten sposób zbadać wpływ człowieka na zasoby słodkowodne. Dzięki najnowszym osiągnięciom technologicznym możliwe było uwzględnienie zbiorników, które jeszcze niedawno uznawano za zbyt małe, by badać je za pomocą satelitów.

Badania zostały przeprowadzone przez ICESat-2 (Ice, Cloud and land Elevation Satelite-2), który ostrzeliwuje powierzchnię Ziemi 10 000 impulsami laserowymi w ciągu sekundy. Po odbiciu od powierzchni i odebraniu przez satelitę, światło lasera zapewnia niezwykle precyzyjne pomiary wysokości. Biorąc pod uwagę prędkość satelity (6,9 km/s) oraz częstotliwość pracy lasera łatwo wyliczyć, że poszczególne punkty pomiarowe były oddalone od siebie o 70 centymetrów. Dokładność pojedynczego pomiaru wynosi ok. 10 cm, zaś po uśrednieniu jest jeszcze większa.

W ten sposób w ciągu 22 miesięcy, jakie upłynęły od wystrzelenia ICESat-2 w 2018 roku naukowcy zmierzyli poziom wody w 227 386 sztucznych i naturalnych zbiornikach słodkiej wody. Badania wykazały, że średnio pomiędzy porami roku poziom wody w zbiornikach naturalnych waha się o 22 centymetry. W tym samym czasie w zarządzanych przez człowieka zbiornikach sztucznych dochodzi do wahań rzędu 86 centymetrów. Jako, że liczba zbiorników naturalnych jest 24-krotnie większa niż sztucznych, specjaliści wyliczyli, że zbiorniki sztuczne odpowiadają za 57% globalnej zmienności poziomu wód słodkich.

Zrozumienie zmienności i odnalezienie jej wzorców pozwala stwierdzić, jak bardzo wpływamy na globalny cykl hydrologiczny. Okazuje się, że wpływ człowieka jest większy, niż sądziliśmy, mówi główna autorka badań, hydrolog Sarah Cooley z Uniwersytetu Stanforda.

Naukowcy zauważyli też regionalne różnice w zmienności poziomu wody w zbiornikach. Otóż w zbiornikach sztucznych największe wahania poziomu wód mają miejsce na Bliskim Wschodzie, na południu Afryki oraz na zachodzie USA. W zbiornikach naturalnych do największych wahań dochodzi w tropikach.

Uzyskane wyniki przydadzą się do przyszłych badań nad związkiem pomiędzy działalnością człowieka i zmianami klimatu a dostępnością wody pitnej. Dzięki nim w przyszłości będziemy mogli obserwować, jak zmienia się w czasie zarządzanie wodą przez człowieka oraz w jakich obszarach pojawiają się największe wyzwania, gdzie może dojść do zagrożeń źródeł wody pitnej. To bardzo cenne dane dla określenia wpływu człowieka na globalny obieg wody, dodaje Cooley.

W swoich badaniach naukowcy wykorzystali dane z satelitów Landsat. To trwający od dziesięcioleci wspólny projekt NASA i U.S. Geological Survey, w ramach którego tworzone są mapy powierzchni naszej planety. Dzięki nim można było zidentyfikować sztuczne i naturalne zbiorniki wody słodkiej na potrzeby misji ICESat-2. Do dwuwymiarowych map misji Landsat dodano teraz trzecią warstwę danych – informacje o zmianach poziomu wód w zbiornikach.

Głównym celem ICESat-2 są pomiary pokryw lodowych na Ziemi.


« 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
      Los Marsa został przypieczętowany na samym początku. Najprawdopodobniej istnieje pewna granica wielkości, powyżej której skaliste planety są w stanie utrzymać procesy tektoniczne oraz wystarczająco dużo wody, by mogło zaistnieć życie. Mars znajduje się poniżej tej granicy, mówi profesor Kun Wang z Washington University in St. Louis, główny autor najnowszych badań. Mogą one wyjaśniać, dlaczego Marsie nie rozwinęło się życie na podobieństwo tego na Ziemi.
      Badania marsjańskich meteorytów, zdjęcia przysłane przez sondy Viking czy prace łazików Curiosity i Perseverance pokazują, że w przeszłości na Marsie znajdowała się woda. Do dzisiaj pozostały kanały i doliny przez nią wyrzeźbione. Obecnie na powierzchni Czerwonej Planety wody nie ma, dysponujemy za to licznymi hipotezami, których autorzy próbowali wyjaśnić, co się z nią stało. Jedna z nich mówi np., że z czasem pole magnetyczne Marsa osłabło, planeta utraciła atmosferę, a w konsekwencji i wodę z powierzchni.
      Autorzy badań, których wyniki ukazały się właśnie na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), wskazują na bardziej podstawową przyczynę braku wody i życia na Marsie.
      Wang i jego zespół wykorzystują stabilne izotopy potasu do oceny obecności, rozkładu i ilości ulotnych związków czy pierwiastków w różnych ciałach niebieskich. Potas to umiarkowanie ulotny pierwiastek, ale zdecydowano się go użyć, jako punktu odniesienia do badania tych bardziej ulotnych, w tym molekuł wody. Wykorzystanie potasu to dość nowa technika, która wzięła się z prób określania związków ulotnych na Marsie metodą badania stosunku potasu do toru.
      Naukowcy z St. Louis wzięli pod lupę 20 marsjańskich meteorytów, które wybrano tak, by ich skład związków krzemu był reprezentatywny dla powierzchni Czerwonej Planety. Na podstawie badań doszli do wniosku, że Mars utracił w czasie formowania się więcej potasu i innych elementów ulotnych niż Ziemia. Ale straty te były mniejsze niż w przypadku Księżyca i asteroidy 4-Vesta, ciał niebieskich mniejszych i bardziej suchych od Marsa i Ziemi. Jednocześnie uczeni zauważyli ścisły związek pomiędzy rozmiarami ciała niebieskiego, a zawartością izotopów potasu.
      Odkrycie związku pomiędzy zawartością izotopów potasu, a grawitacją planety niesie ze sobą znaczące implikacje odnośnie tego, w jaki sposób planety zyskały i straciły ulotne elementy, stwierdza współautorka badań, profesor Katharina Lodders.
      Meteoryty marsjańskie są jedynymi próbkami, na podstawie których możemy badań skład chemiczny Marsa. Liczą sobie one od kilkuset milionów do 4 miliardów lat i jest w nich zapisana historia Czerwonej Planety. Mierząc poziom izotopów umiarkowanie ulotnych pierwiastków, jak potas, możemy wnioskować o utracie elementów ulotnych przez planetę i robić porównania z innymi ciałami niebieskimi, mówi Wang. Naukowiec dodał, że nie wierzy w hipotezy mówiące, iż w przeszłości Mars był bardziej wilgotny niż Ziemia.
      Najnowsze odkrycie ma znacznie dla poszukiwań życia pozaziemskiego. Nasze badania pokazują, że istnieje bardzo ograniczony zakres rozmiarów planet, który pozwala na posiadania wystarczającej – ale nie za dużej – ilości wody, pozwalającej na istnienie zdanej do zamieszkania powierzchni lądowej, wyjaśnia Klaus Mezger z Uniwerystetu w Bernie.
      Wang zaznacza, że poszukując egzoplanet mogących zawierać życie, należy zwracać też uwagę na wielkość i masę planet. Rozmiar egzoplanety jest akurat tą cechą, którą najłatwiej jest ocenić. Opierając się na masie i rozmiarze możemy zaś wyłaniać kandydatów do posiadania życia, gdyż rozmiar to podstawowy czynnik decydujący o istnieniu elementów ulotnych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Polsko-brytyjsko-bułgarski zespół naukowców zaprezentował nową klasę aktywnych mikropływaków. By uzyskać pływaki, wystarczy schłodzić 3-składnikową mieszaninę, złożoną z kropli oleju, wody i środka powierzchniowo czynnego (surfaktanta). Powolne chłodzenie takiej zawiesiny prowadzi do powstania niesferycznych kropli. Później wytwarzają one nitkowate struktury przypominające bakteryjne wici, które indukują ruch. Opisane zmiany są w pełni odwracalne (uczeni podkreślają, że kluczem do tego są cykliczne zmiany temperatury otoczenia).
      Autorami artykułu z pisma Nature Physics są specjaliści z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, Uniwersytetu w Cambridge, Queen Mary University of London oraz Uniwersytetu Sofijskiego im. św. Klemensa z Ochrydy.
      Mikrokropelki w emulsji pływają, wytwarzając wici
      Obserwacje można było prowadzić pod mikroskopem, ponieważ kropelki mają średnicę ok. 20 mikrometrów. Okazało się, że podczas chłodzenia krople oleju w wodnym roztworze środka powierzchniowo czynnego mogą tworzyć włókna (jak już wspominaliśmy, przypominają one wici bakterii). Są one wytwarzane dzięki wytłaczaniu materiału z wnętrza kropli. Należy dodać, że początkowo włókno jest proste, lecz rosnąc, ulega niestabilności wyboczeniowej. Ostateczny kształt jest wynikiem współzawodnictwa jego elastyczności oraz hydrodynamicznego oporu płynu.
      Podczas powolnego chłodzenia w temperaturach ok. 2-8°C cząsteczki surfaktanta w środku kropli zaczynają tworzyć fazę plastyczną i odkształcają mikrokrople w taki sposób, że w jednym lub paru miejscach na powierzchni zaczynają one wytwarzać wydłużone struktury. Tworzenie się włókien wywołuje ruch kropli. Proces jest całkowicie odwracalny - wystarczą cykliczne zmiany temperatury otoczenia.
      Przed wytworzeniem wici krople przybierają wielokątne kształty. Dzieje się tak, gdyż surfaktant zamarza przy ich powierzchni.
      Prezentujemy nową klasę aktywnych, elastycznych mikropływaków, wytwarzanych przez proste schłodzenie 3-składnikowej mieszaniny. Są one łatwe do kontrolowania, a ich wytworzenie jest tanie. Dzięki temu mamy proste narzędzie do badania dynamiki znacznie bardziej skomplikowanych układów biologicznych – wyjaśnia dr Maciej Lisicki z Wydziału Fizyki UW. Zmieniając temperaturę zewnętrzną i kontrolując szybkość chłodzenia, jesteśmy w stanie zaobserwować powstawanie misternych struktur geometrycznych przypominających wici pływających mikroorganizmów. Surfaktanty użyte w tym badaniu są biokompatybilne, a zatem układ tego typu może być przydatny w dalszych badaniach dynamiki materii aktywnej, zwłaszcza w mieszaninach sztucznych i biologicznych mikropływaków, w celu badania ich kolektywnej dynamiki i oddziaływań pomiędzy pływakami - dodaje.
      Naukowcy analizują deformacje włókien i wiążą je z ruchem kropelek. Korzystając z narzędzi teoretycznych do opisu dynamiki płynów w mikroskali, jesteśmy w stanie zrozumieć, dlaczego te włókna się tworzą, wyjaśniamy ich kształty i określamy ilościowo obserwowany ruch kropel - tłumaczy dr Lisicki.
      Wieloletnia współpraca
      Zespół prof. Nikolaia Denkova z Uniwersytetu Sofijskiego zsyntetyzował krople i przeprowadził eksperymenty (naukowców z Bułgarii wspierali na tym etapie uczeni z grupy dr. Stoyana Smoukova z Queen Mary University of London). Model teoretyczny opisujący dynamikę nowych cząstek aktywnych sporządzili dr Lisicki, a także dr Gabriele De Canio i prof. Eric Lauga z Uniwersytetu w Cambridge.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opublikowany właśnie spis szwajcarskich jezior ujawnił, że od czasu zakończenia w 1850 roku małej epoki lodowej w szwajcarskich Alpach pojawiło się niemal 1200 nowych jezior, z których około 1000 istnieje do dzisiaj. To znacznie więcej, niż spodziewali się przeprowadzający spis specjaliści ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Hydrologii i Technologii.
      Byliśmy zaskoczeni tak dużą liczbą nowych jezior, mówi Daniel Odermatt, który stał na czele zespołu dokonującego spisu. Uczony dodaje, że widoczny jest znaczne przyspieszenie tempa ich tworzenia się. Tylko w ciągu ostatniej dekady w szwajcarskich Alpach pojawiło się 180 nowych jezior.
      Szwajcarska Akademia Nauk informuje, że alpejskie lodowce w Szwajcarii ciągle się kurczą. Tylko w ubiegłym roku straciły aż 2% objętości. Nawet gdyby udało się wypełnić zobowiązania Porozumienia Paryskiego i zatrzymać globalne ocieplenie zanim osiągnie ono poziom 2 stopni Celsjusza sprzed epoki przemysłowej, to i tak prawdopodobnie zniknie 2/3 alpejskich lodowców, wynika z badań przeprowadzonych w 2019 roku przez ETH Zurich.
      Z przeprowadzonego spisu dowiadujemy się, że w latach 1946–1973 każdego roku średnio pojawiało się rocznie 8 nowych jezior. Następnie tempo ich tworzenia nieco spadło, by znowu zacząć rosnąć. W latach 2006–2016 tworzyło się już średnio 18 nowych jezior w ciągu roku. To wyraźny dowód na zmiany klimatu zachodzące w Alpach, stwierdzają autorzy raportu.
      Przeprowadzenie najnowszych badań było możliwe dzięki olbrzymiej ilości danych na temat szwajcarskich lodowców, które były zbierane od połowy XIX wieku. Dzięki nim naukowcy byli w stanie szczegółowo opisać siedem okresów pomiędzy rokiem 1850–2016.
      Dla każdego z 1200 jezior, jakie w tym czasie powstały, określono lokalizację, wysokość nad poziomem morza, kształt, wielkość jeziora w różnych okresach oraz rodzaj materiału, który zatrzymuje wodę czy sposób, a jaki jezioro się opróżnia. Dzięki tym danym specjaliści mogą szacować ryzyka związane z istnieniem tych jezior, takie jak np. nagłe pęknięcie brzegów i spłynięcie wody. Badacze ostrzegają, że rosnąca liczba jezior oznacza coraz większe ryzyko dla położonych poniżej miejscowości.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Tikal, jednym z najpotężniejszych miast Majów, znajdowały się drogi, place, piramidy, świątynie i pałace. Jednak Tikal zostało niespodziewanie opuszczone, prawdopodobnie z powodu antropogenicznego zanieczyszczenie zbiorników rtęcią. W Tikal istniał też pierwszy na półkuli zachodniej system filtrowania wody pitnej. A teraz naukowcy twierdzą, że wokół zbiorników z wodą istniały tereny zielone.
      Uczeni z University of Cincinnati opracowali nową metodę analizy roślinnego DNA z osadów w zbiornikach pitnej wody w Tikal. Zidentyfikowali tam ponad 30 gatunków drzew, traw, roślin kwitnących, które przed ponad 1000 lat rosły wokół zbiorników przy pałacach i świątyniach.
      Niemal całe centrum miasta było utwardzone. Musiało być tam gorąco w czasie pory suchej. Miałoby więc sens stworzenie w pobliżu zbiorników wody miejsc, w których było przyjemnie i chłodno, mówi paleobotanik profesor David Lentz.
      Szczegółowe badania wykazały, że Majowie pozwolili, by teren wokół zbiorników pozostał w stanie naturalnym. Znajdował się tam naturalny las. Dzięki niemu brzegi zbiorników były chronione przed erozją, a las mógł dostarczać roślin jadalnych i leczniczych. Naukowcy stwierdzili na przykład, że rosły tam kilkudziesięciometrowej wysokości drzewa, które i dzisiaj dominują w leśnym krajobrazie Gwatemali.
      Klimat w Tikal jest trudny do życia. Gdyby nie pięciomiesięczna pora deszczowa, nie dałoby się tam mieszkać. To zbiorniki decydowały o możliwości rozwoju miasta. Więc chronili te miejsca pozostawiając las w stanie nienaruszonym, dodaje Lentz. Znalezione dowody wskazują, że wokół zbiorników rosły drzewa z gatunku Andira inermis, brosimum darzymlecznia (Brosimum alicastrum), dzika cebula, dzikie figi, dzikie wiśnie oraz dwa rodzaje traw.
      Trudno powiedzieć, czy obszary wokół zbiorników służyły jako miniaturowe (50x50 m.) parki miejskie. To był święty obszar miasta, pełen pałaców i świątyń. Nie wiem, czy zwykli ludzie mogli sobie tutaj przychodzić, mówi Lentz.
      Biorąc pod uwagę fakt, że wokół Tikal Majowie wycięli drzewa, tym większy kontrast stanowiło ich pozostawienie w samym centrum kamiennego miasta. Majowie byli kulturą leśną, ich kosmologia zawierała wiele elementów z lasu. Zatem posiadanie w centrum miasta świętego leśnego obszaru znajdującego się wokół świętego źródła i zbiorników wody musiało być potężnym symbolem. To jakby kosmos w miniaturze. Z drugiej strony wszystkie miasta Majów były bardzo zielone.
      Poza centrum Tikal, którego place i drogi były wyłożone kamieniami, większość obszaru miasta porastały drzewa i rośliny uprawne. Wokół każdego kompleksu mieszkaniowego istniał duży ogród. Znaczna część żywności, którą spożywali mieszkańcy majańskich miast, była produkowana w samych miastach lub w ich bezpośrednim sąsiedztwie. To zupełnie inaczej niż we współczesnych zachodnich miastach, stwierdzają badacze.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zanim Mars stał się tak suchy, jak obecnie, panujące na nim warunki kilkukrotnie zmieniały się między wilgotnymi a suchymi. Takie wnioski płyną z analizy zdjęć o wysokiej rozdzielczości wykonanych przez teleskop znajdujących się na pokładzie łazika Curiosity. Obrazy te pozwoliły na zapoznanie się ze strukturą Mount Sharp, góry o 6-kilometrowej wysokości położonej w centrum Krateru Gale.
      Po raz pierwszy dysponujemy takimi szczegółami wypiętrzenia na Marsie. Pozwala nam to obserwować bardzo stare skały, mówi William Rapin z Instytutu Badań Astrofizycznych i Planetarnych z Francji, który wraz z kolegami z USA analizował obrazy. Skały te pochodzą sprzed ponad 3,5 miliarda lat, z krytycznego okresu, gdy na Marsie wciąż znajdowała się woda, ale już zachodziły na nim olbrzymie globalne zmiany klimatyczne.
      Warstwy położone u podnóża Mount Sharp noszą cechy warstw, które formowały się w jeziorze. Jednak nad nimi widać warstwy, których wygląd sugeruje, iż powstały w środowisku pustynnym. Jeszcze wyżej położone warstwy wskazują na istnienie wilgotnego klimatu w czasie ich formowania się. Nad nimi zaś naukowcy zauważyli warstwy pochodzące z czasów, gdy na Marsie było sucho.
      Należałoby się spodziewać, że Mars wysychał stopniowo w miarę przesuwania się w czasie. Tymczasem widać, że następował powrót do bardziej wilgotnych czasów. To bardzo ekscytujące i interesujące odkrycie, mówi Christian Schroeder z University of Stirling.
      Łazik Curiosity, który wylądował na Marsie w 2012 roku, ma wjechać na Mount Sharp i ją badać. Być może uda się dzięki temu zbadać, co powodowało tego typu zmiany klimatu na Marsie.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...