Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
W atmosferze Ziemi po raz pierwszy zaobserwowano kosmiczny huragan i deszcz elektronów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2022 roku w pobliżu Tonga na Pacyfiku doszło do erupcji podwodnego wulkanu Hunga Tonga–Hunga Haʻapai. Była to jedna z najpotężniejszych erupcji w czasach współczesnych. Do atmosfery trafiła olbrzymia ilość wody, więc naukowcy ogłosili, że prawdopodobnie przyczyni się to do przejściowego dodatkowego ogrzania powierzchni Ziemi. Obawy okazały się jednak bezzasadne. Opublikowane właśnie na łamach Nature badania pokazują, że nie tylko nie doszło do ogrzania planety, ale erupcja wulkanu spowodowała spadek temperatur na półkuli południowej o 0,1 stopnia Celsjusza.
Erupcje wulkaniczne, wyrzucając do atmosfery popiół, pył i różne gazy, zwykle przyczyniają się do przejściowego schłodzenia powierzchni planety. Tymczasem Hunga Tonga nie dostarczył do stratosfery zbyt dużej ilości aerozoli. Stwierdzono natomiast, że duża ilość wody, jaka trafiła do stratosfery, może przejściowo przyczynić się do niewielkiego zwiększenia temperatury na powierzchni planety, gdyż para wodna jest gazem cieplarnianym.
Okazuje się, że nic takiego się nie stało, a półkula południowa się ochłodziła. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) i ich koledzy z Pennsylvannia State University i Vanderbilt University stwierdzili właśnie, że przyczyną takiego stanu rzeczy było uformowanie się mniejszych cząstek aerozoli zawierających siarkę, których wpływ chłodzący przeważył nad wpływem ocieplającym pary wodnej. Para wodna weszła w interakcje z dwutlenkiem siarki i innymi gazami w atmosferze – w tym z ozonem – w taki sposób, który nie zwiększył ocieplenia.
Naukowcy wykorzystali satelity do śledzenia pary wodnej, aerozoli siarczanowych i ozonu oraz ich wpływu na temperatury. Szczegółowe analizy pozwoliły określić, w jaki sposób erupcja zmieniła przepływ energii w atmosferze i wpłynęła na temperatury na powierzchni. Badacze dowiedzieli się, że natychmiast po erupcji doszło do strat energii netto w pobliżu tropopauzy. Aerozole, które powstały w wyniku wybuchu Hunga Tonga były o około 50% mniejsze niż te po erupcji Pinatubo, dzięki czemu lepiej blokowały światło słoneczne i schładzały atmosferę pomimo obecności dodatkowej pary wodnej. Zaskakujące informacje o chłodzącym wpływie tej erupcji uzyskano dzięki włączeniu do analizy wpływu ozonu i innych składników atmosfery, podczas gdy autorzy wcześniejszych badań skupiali się głównie na aerozolach siarczanowych i parze wodnej.
Z badań wynika, że erupcje wulkanów znajdujących się płytko pod wodą prowadzą do złożonych zmian w atmosferze. O ile półkula południowa się nieco ochłodziła, istnieją przesłanki by przypuszczać, że półkula północna uległa minimalnemu ogrzaniu przez parę wodną. Generalnie jednak w skali planety erupcja wywarła niewielki efekt chłodzący.
Główny wniosek z badań jest taki, że aerozole siarczanowe rzeczywiście przyczyniły się do niewielkiego ochłodzenia półkuli południowej. Część tego efektu chłodzącego spowodowana była faktem, że rozmiary aerozoli były optymalne jeśli chodzi o ich właściwości chłodzące. Stały się takie dzięki złożonym interakcjom chemicznym i mieszaniu się atmosfery, których do końca jeszcze nie rozumiemy. Nasze badania pokazują też, że próby zastosowania geoinżynierii do schłodzenia Ziemi mogą mieć liczne, nieprzewidziane konsekwencje, dodaje Gupta.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na łamach Physical Review Research ukazał się artykuł, którego autorzy informują o skonstruowaniu urządzenia generującego energię elektryczną z... ruchu obrotowego Ziemi. Christopher F. Chyba (Princeton University), Kevin P. Hand (Jet Propulsion Laboratory) oraz Thomas H. Chyba (Spectral Sensor Solutions) postanowili przetestować hipotezę, zgodnie z którą energię elektryczną można generować z ruchu obrotowego Ziemi za pomocą specjalnego urządzenia wchodzącego w interakcje z ziemskim polem magnetycznym.
W 2016 roku Christopher Chyba i Kevin Hand opublikowali na łamach Physical Review Applied artykuł, w którym rozważali możliwość użycia ruchu obrotowego Ziemi i jej pola magnetycznego do generowania energii elektrycznej. Artykuł został skrytykowany, gdyż obowiązując teorie wskazywały, że każde napięcie elektryczne wygenerowane w takiej sytuacji zostanie zniwelowane wskutek przemieszczenia się elektronów podczas tworzenia pola elektrycznego.
Naukowcy zaczęli więc szukać sposobów na uniknięcie niwelacji napięcia. Żeby sprawdzić swoje pomysły stworzyli urządzenie złożone z cylindra z ferrytu manganowo-cynkowego, który działał jak osłona magnetyczna. Cylinder umieścili na linii północ-południe pod kątem 57 stopni. W ten sposób był on zorientowany prostopadle do ruchu obrotowego planety i ziemskiego pola magnetycznego. Na obu końca cylindra umieścili elektrody. Pomiary wykazały, że w ten sposób wygenerowali napięcie elektryczne rzędu 18 mikrowoltów, którego nie byli w stanie przypisać do żadnego innego źródła, niż ruch obrotowy Ziemi.
Eksperyment odbywał się w ciemności, by uniknąć efektu fotoelektrycznego, uczeni wzięli pod uwagę napięcie, jakie mogło się pojawić w wyniku różnicy temperatur pomiędzy oboma końcami cylindra. Zauważyli też, że napięcie – zgodnie z przewidywaniami – nie pojawia się przy innych ustawiniach cylindra. Takie same wyniki uzyskano podczas badań w innej lokalizacji o podobnym środowisku geomagnetycznym.
Eksperyment nie został jeszcze powtórzony przez inne zespoły badawcze, które mogłyby sprawdzić, czy zmierzone napięcie nie jest wynikiem zjawiska, którego trzej naukowcy nie wzięli pod uwagę. Autorzy badań stwierdzają, że jeśli uzyskane przez nich wyniki zostaną potwierdzone, warto będzie rozpocząć prace nad zwiększeniem uzyskiwanego napięcia do bardziej użytecznego poziomu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W Instytucie Inteligentnych Systemów im. Maxa Plancka naukowcy stworzyli miniaturowe roboty – pokryli jednokomórkowe glony materiałem magnetycznym. Następnie sprawdzili, czy są one w stanie poruszać się w wąskich przestrzeniach i w płynach o takiej lepkości, jak płyny w ludzkim organizmie. Wyniki badań opublikowali zaś w piśmie Matter.
Niewielkie, 10-mikrometrowe glony, są świetnymi pływakami. Poruszają się za pomocą dwóch wici z przodu. Naukowcy z Niemiec postanowili sprawdzić, czy miniaturowe rozmiary i umiejętności pływania można będzie wykorzystać. Pokryli więc glony naturalnym polimerem chitosanem wymieszanym z magnetycznymi nanocząstkami. Nie wiedzieli jednak, czy po takich zabiegach glony nadal będą zdolne do pływania.
Okazało się, że dodatkowe obciążenie w niewielkim stopniu wpłynęło na ruchy glonów. Nadal potrafiły się poruszać z imponująca prędkością 115 mikrometrów na sekundę. Zatem w ciągu jednej sekundy przebywały długość równą niemal 12 długościom swojego ciała. Człowiek nie może się z nimi równać. Najlepsi pływacy wśród H. sapiens w ciągu sekundy przebywają odległość nieco większą niż 1 długość ich ciała.
Po co jednak komu glony pokryte magnetycznymi nanocząstkami? Autorzy badań chcą wykorzystać je do dostarczania leków w wyznaczone miejsce w organizmie. Magnetyczne nanocząstki pozwolą sterować ruchem alg.
Podczas badań nakładanie powłoki na glony trwało kilka minut, a skuteczność metody wynosiła 90%. Następnie algi testowano pod kątem zdolności pływania w wodzie w ciasnym labiryncie. Ruchami glonów kierowano za pomocą magnesów. Gdy testy wypadły pomyślnie, zwiększono lepkość płynu i znowu wpuszczono doń glony. Chcieliśmy sprawdzić, jak nasi pływacy sprawują się w płynie o gęstości śluzu. Odkryliśmy, że lepkość wpływa na ich zdolność poruszania się. Im była większa, tym wolniej się poruszały, zmieniał się też ich sposób ruchu. Po przyłożeniu pola magnetycznego, glony zaczęły drgać, pływając zygzakiem. To pokazuje, jak ważne dla optymalizacji pracy mikrorobotów jest odpowiednie dobranie pola magnetycznego do lepkości środowiska, mówi doktorantka Saadet Baltaci.
Chcemy wykorzystać mikroroboty w złożonych ciasnych środowiskach, takich jak ludzkie tkanki. Nasze badania dają możliwość zastosowania ich do dostarczania leków, zapewniając biokompatybilne rozwiązanie o dużym potencjale rozwojowym w przyszłości, stwierdzają autorzy badań.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ziemia doświadczyła co najmniej 5 epizodów masowego wymierania. Przyczyny niektórych z nich, jak wymierania kredowego, kiedy wyginęły dinozaury, są znane. Co do innych wymierań, nie mamy takiej pewności. Od pewnego czasu pojawiają się głosy, że za przynajmniej jedno z wymierań odpowiedzialny był wybuch supernowej. Autorzy nowych badań uważają, że bliskie Ziemi supernowe już co najmniej dwukrotnie doprowadziły do wymierania gatunków. I nie mamy gwarancji, że sytuacja się nie powtórzy.
Podczas eksplozji supernowej dochodzi do emisji olbrzymich ilości promieniowania ultrafioletowego, X czy gamma. Z badań przeprowadzonych w 2020 roku wiemy, że wybuch supernowej w odległości mniejszej niż 10 parseków (ok. 33 lata świetlne) od Ziemi, całkowicie zabiłby życie na naszej planecie. Za wymierania mogą więc odpowiadać wybuchy, do których doszło w odległości około 20 parseków (pc). Zginęłoby wówczas wiele gatunków, ale samo życie by przetrwało.
Alexis L. Quintana z Uniwersytetu w Alicante oraz Nicholas J. Wright i Juan Martínez García z Keele University przyjrzeli się 24 706 gwiazdom OB znajdujących się w odległości 1 kiloparseka (kpc), czyli 3261 lat świetlnych od Słońca. Dzięki temu obliczyli tempo tworzenia się takich gwiazd, liczbę supernowych oraz liczbę supernowych bliskich Ziemi. Na podstawie tych obliczeń doszli do wniosku, że supernowe mogły odpowiadać za dwa masowe wymierania na Ziemi – ordowickie sprzed 438 milionów lat oraz dewońskie, do którego doszło 374 miliony lat temu.
Autorzy wspomnianych badań z 2020 roku stwierdzili, że supernowa Typu II była odpowiedzialna z kryzys Hangenberg, końcowy epizod wymierania dewońskiego. Ich zdaniem, promieniowanie z wybuchu supernowej docierało do Ziemi przez 100 000 lat, doprowadziło do olbrzymiego zubożenia warstwy ozonowej i masowego wymierania.
Quintana, Wright i García wyliczają, że do eksplozji supernowej w odległości 20 pc od Ziemi dochodzi raz na około 2,5 miliarda lat.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Curtin University School of Earth and Planetary Sciences i Geological Survey of Western Australia, odkryli najstarszy na Ziemi krater uderzeniowy. Znaleźli go na obszarze North Pole Dome znajdującym się w regionie Pilbara, w którym znajdują się najstarsze skały na naszej planecie. Krater powstał 3,5 miliarda lat temu.
Przed naszym odkryciem najstarszy znany krater uderzeniowy na Ziemi liczył sobie 2,2 miliarda lat, mówi profesor Tim Johnson i dodaje, że znalezienie starszego krateru w dużym stopniu wpływa na założenie dotyczące historii Ziemi.
Krater zidentyfikowano dzięki stożkom zderzeniowym. To struktura geologiczna, która powstaje w wyniku szokowego przekształcenia skał. Stożki powstają w pobliżu kraterów uderzeniowych czy podziemnych prób jądrowych. W badanym miejscu stożki powstały podczas upadku meteorytu pędzącego z prędkością ponad 36 000 km/h. Było to potężne uderzenie, w wyniku którego powstał krater o średnicy ponad 100 kilometrów, a wyrzucone szczątki rozprzestrzeniły się po całej planecie.
Wiemy, że takie zderzenia często miały miejsce na wczesnych etapach powstawania Układu Słonecznego. Odkrycie tego krateru i znalezienie innych z tego samego czasu może nam wiele powiedzieć o pojawieniu się życia na Ziemi. Kratery uderzeniowe tworzą bowiem środowisko przyjazne mikroorganizmom, takie jak zbiorniki z gorącą wodą, dodaje profesor Chris Kirkland.
Olbrzymia ilość energii, jaka wyzwoliła się podczas uderzenia, mogła mieć wpływ na kształt młodej skorupy ziemskiej, wciskając jedne jej części pod drugie lub wymuszając ruch magmy w górę. Uderzenie mogło tez przyczynić się do powstania kratonu, dużego stabilnego fragmentu skorupy ziemskiej, będącego zalążkiem kontynentu.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.