Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Mobilna Platforma Kryminalistyczna do wykorzystania w miejscu ataku terrorystycznego lub katastrofy
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Niemal 100 lat temu, 15 stycznia 1919 roku w Bostonie doszło do niezwykłej śmiercionośnej katastrofy. W dzielnicy North End pękł zbiornik z melasą i ulicę zalała 7-metrowa fala słodkiej cieczy, która zniszczyła wiele budynków i zabiła 21 osób oraz kilkanaście koni. Przez 100 lat naukowcy zastanawiali się, jak wolno poruszający się płyn mógł mieć tak katastrofalne skutki. Dopiero teraz udało się wyjaśnić zjawiska fizyczne stojące u podstaw śmiertelnego słodkiego tsunami.
Nicole Sharp, inżynier lotnictwa, która specjalizuje się w dynamice cieczy oraz Jordan Kennedy z Uniwersytetu Harvarda zebrali wszelkie dostępne dane na temat katastrofy, w tym doniesienia prasowe, stare mapy Bostonu czy informacje pogodowe. Przeprowadzili liczne eksperymenty dotyczące poruszania się melasy w różnych warunkach i wprowadzili uzyskane dane do modeli komputerowych. Niedawno wyniki swoich eksperymentów zaprezentowali podczas dorocznego spotkania Wydziału Dynamiki Cieszy Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego.
Melasa jest płynem nieniutonowskim i pseudoplastycznym. Oznacza to, że lepkość tego płynu nie jest wartością stałą, jego krzywa płynięcia nie jest funkcją liniową, a jego naprężenie stycznie nie jest stałe i maleje wraz ze wzrostem prędkości ścinania. Jednak w niższych temperaturach melasa zachowuje się bardziej jak klasyczny płyn. Eksperymenty Sharp i Kennedy'ego wykazały, że jej lepkość drastycznie wzrasta w zimnych pomieszczeniach. Przelanie 48 mililitrów melasy do cylindra miarowego zajęło nam kilkanaście minut - mówi Sharp. Biorąc pod uwagę fakt, że w czasie wypadku w Bostonie było zimno, zasięg zniszczeń stanowił poważną zagadkę. Już wkrótce po wypadku gazety spekulowały, że pod zbiornik podłożono bombę i eksplozja spowodowała szybkie rozprzestrzenianie się melasy.
Z najnowszych badań wiemy już, że znacznie lepszym wyjaśnieniem od podłożenia ładunku wybuchowego jest podstawowy przepływ horyzontalny cieczy w polu grawitacyjnym, który spowodowany jest różnicami w gęstości ośrodków. Odgrywa on znaczącą rolę wówczas gdy gęstsza ciecz rozprzestrzenia się horyzontalnie po cieczy mniej gęstej (w tym przypadku melasa po powietrzu). Podobne zjawisko obserwujemy, gdy otworzymy drzwi w ciepłym pomieszczeniu i gwałtownie wpada doń zimne powietrze. Ruch powietrza jest silny, pomimo braku wiatru. Sama gęstość melasy mogła odpowiadać za jej dużą prędkość początkową. Ważną rolę odegrała też temperatura. Zbiornik z melasą był nieco cieplejszy od otaczającego go powietrza. Gdy pękł, rozprzestrzeniająca się melasa ulagała szybkiemu schłodzeniu, przez co stawała się bardziej lepka i bardziej niebezpieczna. Melasa działała też na uwięzionych w niej ludzi jak ruchome piaski. Im bardziej próbowali się wydostać, tym bardziej w niej grzęźli. Wszystkie te czynniki spowodowały, że wypadek wiązał się z tak olbrzymimi zniszczeniami i dużą liczbą ofiar.
Pani Sharp chce teraz rozszerzyć swoją analizę o to, co działo się w zbiorniku bezpośrednio przed katastrofą, gdy na jego dno wpompowano gorącą melasę. "Przypuszczam, że powstała jakaś niesamowita mieszanina o właściwościach skomplikowanych faktem, iż lepkośc melasy ulega znacznym zmianom wraz ze zmianami temperatury" - mówi uczona.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
NASA pokazała pierwsze zdjęcia i ujawniła wyniki wstępnej analizy próbek asteroidy Bennu, które trafiły niedawno za sprawą misji OSIRIS-REx. Badania pokazały, że Bennu zawiera bardzo dużo węgla i wody, co sugeruje, że w próbkach mogą znajdować się składniki, dzięki którym na Ziemi istnieje życie. Próbki dostarczone przez OSIRIS-REx to największa ilość fragmentów asteroidy bogatego w węgiel, jaka kiedykolwiek została przywieziona na Ziemię. Pozwolą one nam oraz przyszłym pokoleniom prowadzić prace nad początkiem życia na naszej planecie, stwierdził dyrektor NASA Bill Nelson.
Celem misji OSIRIS-REx było przywiezienie na Ziemię 60 gramów materiału. Misja padła jednak ofiarą własnego sukcesu, próbek pobrano więcej i już w przestrzeni kosmicznej pojawiły się problemy. Przez większą niż przewidywano ilość próbek, proces rozładowywania się opóźnił. W ciągu pierwszych dwóch tygodni naukowcy dokonali szybkiej analizy za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, badań w podczerwieni, rozpraszania promieni rentgenowskich i analizy chemicznej pierwiastków. Wykorzystali też tomografię komputerową do stworzenia trójwymiarowych modeli komputerowych próbek. Już te wczesne badania pokazały wysoką zawartość węgla i wody.
Bardziej szczegółowe analizy potrwają kolejne dwa lata. Co najmniej 70% próbek Bennu będzie przechowywanych w Johnson Space Center na potrzeby przyszłych badań. Będą one udostępniane też uczonym z zagranicy. Już teraz wiadomo, że ich analizą zainteresowanych jest ponad 200 obcokrajowców.
Asteroida Bennu ma około 4,5 miliarda lat. Jedna z hipotez dotyczących początków życia na Ziemi mówi, że to właśnie tego typu i podobne obiekty przyniosły na naszą planetę składniki, potrzebne do jego powstania. Dlatego naukowcy mają nadzieję, że badając próbki pobrane bezpośrednio z asteroid pozwolą nam zajrzeć w przeszłość i dowiedzieć się, w jaki sposób powstało życie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W pierścieniach drzew z francuskich Alp zauważono, że przed 14 300 laty doszło do gwałtownego wzrostu ilości radioaktywnej formy węgla, C-14. To ślad po największej znanej nam burzy słonecznej. Gdyby obecnie na Słońcu doszło do takiej burzy, miałoby to katastrofalne skutki dla naszej cywilizacji. Burza taka zniszczyłaby satelity komunikacyjne i nawigacyjne oraz spowodowała masowe uszkodzenia sieci elektroenergetycznych oraz internetu.
O wynikach badań przeprowadzonych przez brytyjsko-francuski zespół naukowy, możemy przeczytać w Philosophical Transactions of the Royal Society A. Mathematical, Physical and Engineering Sciences. Ich autorzy przeanalizowali poziom radiowęgla w pozostałościach częściowo sfosylizowanych drzew znalezionych na zniszczonym erozją brzegu rzeki Drouzet w pobliżu Gap. Zauważyli, że dokładnie 14 300 lat temu nagle wzrósł poziom C-14. Po porównaniu go do poziomu berylu, naukowcy doszli do wniosku, że wzrost ilości węgla spowodowany był olbrzymią burzą na Słońcu.
Radiowęgiel bez przerwy powstaje w górnych warstwach atmosfery w wyniku reakcji łańcuchowych zapoczątkowywanych przez promieniowanie kosmiczne. W ostatnich latach naukowcy zauważyli, że ekstremalne zjawiska na Słońcu, takie jak rozbłyski i koronalne wyrzuty masy, mogą prowadzić do nagłych krótkotrwałych wzrostów ilości energetycznych cząstek, które skutkują znaczącymi wzrostami ilości radiowęgla na przestrzeni zaledwie jednego roku, mówi główny autor badań, profesor Edouard Bard z Collège de France i CEREGE.
Burza słoneczna, której ślady pozostały w pierścieniach drzew, sprowadziłaby katastrofę na współczesną cywilizację opartą na technologii. Już przed kilkunastu laty amerykańskie Narodowe Akademie Nauk opublikowały raport dotyczący ewentualnych skutków olbrzymiego koronalnego wyrzutu masy, który zostałby skierowany w stronę Ziemi. Takie wydarzenie spowodowałoby poważne perturbacje w polu magnetycznym planety, co z kolei wywołałoby przepływ dodatkowej energii w sieciach energetycznych. Nie są one przygotowane na tak gwałtowne zmiany.
Omawiając ten raport, pisaliśmy, że mogłoby dojść do stopienia rdzeni w stacjach transformatorowych i pozbawienia prądu wszystkich odbiorców. Autorzy raportu stwierdzili, że gwałtowny koronalny wyrzut masy mógłby uszkodzić 300 kluczowych transformatorów w USA. W ciągu 90 sekund ponad 130 milionów osób zostałoby pozbawionych prądu. Mieszkańcy wieżowców natychmiast straciliby dostęp do wody pitnej. Reszta mogłaby z niej korzystać jeszcze przez około 12 godzin. Stanęłyby pociągi i metro. Z półek sklepowych błyskawiczne zniknęłaby żywność, gdyż ciężarówki mogłyby dostarczać zaopatrzenie dopóty, dopóki miałyby paliwo w zbiornikach. Pompy na stacjach benzynowych też działają na prąd. Po około 72 godzinach skończyłoby się paliwo w generatorach prądu. Wówczas stanęłyby szpitale.
Najbardziej jednak przerażającą informacją jest ta, iż taki stan mógłby trwać całymi miesiącami lub latami. Uszkodzonych transformatorów nie można naprawić, trzeba je wymienić. To zajmuje zespołowi specjalistów co najmniej tydzień. Z kolei duże zakłady energetyczne mają na podorędziu nie więcej niż 2 grupy odpowiednio przeszkolonych ekspertów. Nawet jeśli część transformatorów zostałaby dość szybko naprawiona, nie wiadomo, czy w sieciach byłby prąd. Większość rurociągów pracuje bowiem dzięki energii elektrycznej. Bez sprawnego transportu w ciągu kilku tygodni również i elektrowniom węglowym skończyłyby się zapasy. Sytuacji nie zmieniłyby też elektrownie atomowe. Są one zaprojektowane tak, by automatycznie wyłączały się w przypadku poważnych awarii sieci energetycznych. Ich uruchomienie nie jest możliwe przed usunięciem awarii.
O tym, że to nie tylko teoretyczne rozważania, świadczy chociażby fakt, że w marcu 1989 roku burza na Słońcu na 9 godzin pozbawiła prądu 6 milionów Kanadyjczyków. Z kolei najpotężniejszym tego typu zjawiskiem, jakie zachowało się w ludzkiej pamięci, było tzw. wydarzenie Carringtona z 1859 roku. Kilkanaście godzin po tym, jak astronom Richard Carrington zaobserwował dwa potężne rozbłyski na Słońcu, Ziemię zalało światło zórz polarnych. Przestały działać telegrafy, doszło do pożarów drewnianych budynków stacji telegraficznych, a w Ameryce Północnej, gdzie była noc, ludzie mogli bez przeszkód czytać gazety. Igły kompasów poruszały się w sposób niekontrolowany, a zorze polarne było widać nawet w Kolumbii.
Obecnie ucierpiałyby nie tylko sieci elektromagnetyczne, ale również łączność internetowa. Na szczególne niebezpieczeństwo narażone byłyby kable podmorskie, a konkretnie zainstalowane w nich wzmacniacze oraz ich uziemienia. Więc nawet gdy już uda się przywrócić zasilanie, problemem będzie funkcjonowanie globalnego internetu, bo naprawić trzeba będzie dziesiątki tysięcy kilometrów kabli.
Bezpośrednie pomiary aktywności Słońca za pomocą instrumentów naukowych ludzkość rozpoczęła dopiero w XVII wieku od liczenia plam słonecznych. Obecnie mamy dane z obserwatoriów naziemnych, teleskopów kosmicznych i satelitów. To jednak nie wystarczy, gdyż pozwala na zanotowanie aktywności Słońca na przestrzeni ostatnich kilkuset lat. Badania radiowęgla w pierścieniach drzew, w połączeniu z badaniem berylu w rdzeniach lodowych to najlepszy sposób na poznanie zachowania naszej gwiazdy w bardziej odległej przeszłości, mówi profesor Bard.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Z okazji tłustego czwartku naukowcy i studenci z Akademii Górniczo-Hutniczej (AGH) w Krakowie przebadali pączki pod mikroskopem, a także za pomocą tomografu, kamery termowizyjnej czy rezonansu. Dzisiejsza tradycja stała się dobrym pretekstem do zaprezentowania działalności i wyposażenia licznych laboratoriów uczelni.
W AGH działa łącznie ponad 800 laboratoriów. Na 16 wydziałach oraz w jednostkach pozawydziałowych naukowcy pracują na co dzień z unikatową, często w skali kraju czy Europy, aparaturą - podkreślono w komunikacie prasowym.
AGH zaprezentowała serię zdjęć. Na jednym z nich pokazano np. wnętrze pączka w 400-krotnym powiększeniu (obserwacje skaningowym mikroskopem elektronowym FEI Quanta 200 FEG). Ciekawie prezentuje się zdjęcie wykonane za pomocą mikroskopu polaryzacyjnego do obserwacji w świetle przechodzącym i odbitym. Najłatwiej rozpoznać słodki obiekt badań na obrazie tomograficznym.
Niecodzienne badania pączka przeprowadzono m.in. w Laboratorium Mikro i Nano Tomografii, Laboratorium Zaawansowanych Metod Inżynierii Naftowej i Energii, Laboratorium Tomografii Komputerowej czy Laboratorium Analizy Biomarkerów.
Fotorelację z eksperymentu można zobaczyć na profilu AGH na Facebooku (jak widać, nie ograniczono się do badań wyłącznie pączków o tradycyjnej formie, bo pojawiły się również pączki z dziurką).
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed około 13 200 laty na północnym wschodzie stanu Indiana samotny mastodont zginął podczas walki o samice. Rywal zabił go przebijając swoim potężnym ciosem prawą stronę czaszki. Zachowany w 80% szkielet Bueschinga, bo tak został nazwany zabity, odkryto w 1998 roku w torfowisku w pobliżu Fort Wayne. Teraz, dzięki analizie ciosów wiemy, że 8-tonowy mastodont poniósł śmierć około 160 kilometrów na północ od swoich rodzinnych terenów. I opuszczał je nie po raz pierwszy.
To unikatowe badania, podczas których jako pierwsi pokazaliśmy doroczną lądową migrację konkretnego osobnika z wymarłego gatunku, mówi jeden ze współautorów, paleoekolog Joshua Miller z University of Cincinnati.
Północno-wschodnia Indiana była ulubionym terenem godowym Bueschinga, który przybywał tam przez ostatnie 3 lata swojego życia. Byk wędrował też po obszarach południowego i środkowego Michigan. Dzięki nowym technikom modelowania i narzędziom geochemicznym byliśmy w stanie wykazać, że wielkie mastodonty jak Buesching migrowały każdego roku na tereny godowe, dodaje Miller.
Współautor obecnych badań, paleontolog profesor Daniel Fisher z University of Michigan, brał przed 24 laty w wydobywaniu szkieletu Bueschinga. To on pobrał próbkę z 3-metrowego prawego ciosu zwierzęcia. Próbka ta została wykorzystana do przeprowadzenia analiz izotopowych. Pozwoliła ona na zbadanie dwóch kluczowych okresów życia mastodonta, wieku dojrzewania i ostatnich lat dorosłości. Dzięki niej wiemy, że Buesching zginął w wieku 34 lat. W tym ciosie mamy zapis całego życia, mówi Fisher, który od 40 lat specjalizuje się w badaniach mastodontów i mamutów. Wzrost i rozwój zwierzęcia, podobnie jak historia zmian zachowania i użytkowania terenu są zapisane w strukturze i składzie ciosów.
Rodzime tereny Bueschinga znajdowały się prawdopodobnie w centralnej Indianie. Podobnie jak dzisiejsze słonie, młody samiec pozostawał w pobliżu domu do czasu, aż w okresie dojrzewania oddzielił się od stada, na czele którego stała samica. Jako samotny dorosły Buesching podróżował dalej i częściej. Z badań wynika, że w ciągu miesiąca mógł oddalać się od swojego rodzimego terenu o 30 kilometrów. Gdy zaś rozpoczynało się lato, wędrował daleko na północ, do północno-wschodniej Indiany, gdzie prawdopodobnie znajdowały się tereny godowe. Za każdym razem, gdy robiło się gorąco, Buesching szedł w to samo miejsce. Mamy tutaj niespodziewanie wyraźny sygnał tych wędrówek, cieszy się Miller.
Dotychczas mogliśmy się domyślać, że w surowym klimacie plejstocenu zmiany pór roku i związane z nimi sezonowe zachowania, jak migracje, były prawdopodobnie podstawą sukcesu reprodukcyjnego wielkich ssaków. Jednak niewiele wiemy o tym, jak wyglądały zasięgi geograficzne tych migracji, jak zmieniały się wraz z sezonami czy osiągnięciem dojrzałości przez zwierzęta. Teraz analizy stosunków izotopu strontu i tlenu w ciosach rzucają nowe światło na migracje paleolitu.
Mastodonty, podobnie jak mamuty i słonie, należą do trąbowców. Zwierzęta te posiadają wyrastające z czaszki ciosy. Każdego roku na ciosach pojawia się nowa warstwa wzrostu, nakładająca się na poprzednią, tworząc naprzemienny jaśniejszy i ciemniejszy wzór. Ten wzrost ciosów można porównać do słojów w drewnie. Z tą różnicą, że w przypadku drzewa nowa warstwa tworzy się pod korą, zatem po zewnętrznej stronie pnia, a u trąbowców nowe warstwy pojawiają się od strony czaszki. Zatem w pobliżu czubka ciosu mamy zapis pierwszych lat życia zwierzęcia, a przy czaszce – lat ostatnich.
Mastodonty były roślinożercami. Gdy rosły, związki chemiczne z pożywienia i wody były wbudowywane w ich tkanki, w tym w ciosy. Izotopy strontu i tlenu zawarte w poszczególnych warstwach wzrostu ciosów pozwoliły na opisanie podróży Bueschinga w latach dojrzewania i dorosłości. Naukowcy pobrali i przeanalizowali 36 próbek z okresu dojrzewania, czyli z czasu gdy samiec opuszczał swoje stado i rozpoczynał samotne życie. Kolejnych 30 próbek pobrano z ostatniego okresu życia.
Izotopy strontu wskazują na obszar, w którym zwierzę przebywało, a izotopy tlenu na porę roku. A jako że pobrano je z tych samych warstw ciosu, naukowcy mogli dokładnie określić, gdzie Buesching przebywał w konkretnej porze każdego roku i ile miał lat, w chwili odbywania każdej z podróży. Tak zebrane dane nałożono na specjalny model przestrzenny, który pozwolił naukowcom na określenie, jak daleko Buesching się przemieszczał i jakie było prawdopodobieństwo, że przebywał w różnych możliwych lokalizacjach w danym czasie.
Geochemia izotopów strontu to narzędzie przyszłości w paleontologii, archeologii, ekologii historycznej, a nawet w biologii śledczej. To kwitnąca dziedzina nauki. My ledwie dotknęliśmy możliwości, jakie ona daje, mówi Miller. Uczeni mają teraz zamiar przeprowadzić podobne badania na innym mastodoncie.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.