Sign in to follow this
Followers
0
W ocieplającym się świecie rośliny mogą... pogorszyć jakość powietrza
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Od XIX wieku nauka wie, że zdolność materiałów do absorbowania promieniowania elektromagnetycznego jest równoważna ich zdolności do emitowania tego promieniowania. Zjawisko to odkrył w 1859 roku Gustaw Kirchhoff, który sformułował prawo promieniowania cieplnego nazwane jego nazwiskiem. W ostatniej dekadzie naukowcy zaczęli poszukiwać metamateriałów zdolnych do złamania tego prawa. Udało się przed 2 laty, jednak obserwowane zjawisko było słabe. Teraz naukowcy z Pennsylvania State University donieśli o „dramatycznym” odejściu od prawa Kirchhoffa. Daje to nadzieję, że w przyszłości osiągnięcia tego typu można będzie wykorzystać w praktyce.
Możliwość silnego naruszenia prawa Kirchhoffa to nie tylko nowy sposób na kontrolowanie promieniowania cieplnego, to też metoda znaczącego poprawienia działania urządzeń do wytwarzania użytecznej energii czy jej rejestrowania. Na przykład ogniwa fotowoltaiczne muszą – zgodnie z prawem Kirchhoffa – wyemitować energię z powrotem w kierunku Słońca. Ta energia jest dla nas stracona. Jeśli jednak ogniwa słoneczne emitowałyby tę energię w innym kierunku niż obecnie, moglibyśmy umieścić tam kolejne ogniwo, które zaabsorbowałoby część tej energii, zwiększając efektywność całego panelu. Taka strategia zbliżyłaby nas do pozyskiwania energii słonecznej z wydajnością bliską granicy wyznaczonej przez prawa termodynamiki, mówi główny autor badań Zhenong Zhang.
Naukowcy z Penn State stworzyli materiał, który składa się z pięciu 440-nanometrowych warstw arsenku galu indu (InGaAs) domieszkowanych elektronowo. Im głębiej położona była warstwa, tym większe było domieszkowanie. Całość umieszczono na 100-nanometrowej warstwie srebra, a całość przeniesiono na krzemowe podłoże. Tak przygotowaną próbkę podgrzano do temperatury 267 stopni Celsjusza i poddano oddziaływaniu pola magnetycznego o natężeniu 5T. W takich warunkach stosunek zdolności absorpcji do emisji wyniósł 0,43, podczas gdy zgodnie z prawem Kirchhoffa powinien wynieść 1. Co więcej, złamanie symetrii zaobserwowano w szerokim zakresie kątów padania promieniowania oraz w zakresie promieniowania podczerwonego rozciągającym się od 13 do 23 mikrometrów.
Autorzy badań uważają, że dalszy postęp na tym polu może doprowadzić do stworzenia nowej klasy diod czy tranzystorów, bardziej efektywnych ogniw fotowoltaicznych i innych urządzeń związanych z zarządzaniem energią cieplną.
Źródło: Observation of Strong Nonreciprocal Thermal Emission, https://arxiv.org/pdf/2501.12947
« powrót do artykułu -
By 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 -
By KopalniaWiedzy.pl
Wspinaczka ściankowa może być niebezpieczna dla... płuc uprawiających ją osób. Naukowcy z Uniwersytetu Wiedeńskiego oraz Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL) odkryli, że stężenie szkodliwych związków chemicznych pochodzących z podeszw butów do wspinaczki może by w sali ze ścianką równie duże jak na ruchliwej wielopasmowej ulicy dużej metropolii. Podeszwy butów do wspinaczki to specjalistyczne produkty o szczególnych właściwościach, podobnie jak opony samochodowe, mówi Anya Sherman z Uniwersytetu Wiedeńskiego, która w przeszłości badała wpływ pyłu pochodzącego ze ścierających się na jezdniach opon na ludzkie zdrowie.
Sama wspinam się po skałkach. Zaczęłam więc się zastanawiać, czy te same dodatki chemiczne, które powodują, że opony są elastyczne i wytrzymałe, znajdują się też w butach do wspinania, mówi Sherman. Na jednej z konferencji naukowych badaczka spotkała Thibaulta Masseta z EPFL, który – jak się okazało – pracował nad podobnym zagadnieniem i również jest miłośnikiem wspinania. Uczeni nawiązali współpracę. Zaczęli od zastosowania tych samych metod, którymi bada się opony samochodowe, do zbadania swoich własnych butów do wspinaczki. W podeszwach znaleźli związki chemiczne używane też w oponach. Dobrze znamy ciemny pył, który osadza się na chwytach i otarcia na podeszwach butów. Wspinacze, by poprawić chwyt, ścierają ten pył, rozpraszając go w powietrzu, dodaje Sherman.
Naukowcy wybrali się do pięciu sal ze ścianami wspinaczkowymi w Wiedniu i zebrali tam próbki powietrza. Wykorzystali specjalistyczne urządzenie, które naśladuje działanie ludzkich dróg oddechowych. Badaczy zaskoczyło wysokie stężenie dodatków do gumy w salach. Zanieczyszczenie powietrza w salach było wyższe, niż się spodziewaliśmy. Był jednym z najwyższych, jaki kiedykolwiek zanotowano. Może go porównać z zanieczyszczeniem przy wielopasmowych drogach w olbrzymich metropoliach, mówi Hofmann.
W trakcie badań nie sprawdzano, jak tak wysokie stężenie zanieczyszczeń wpływa na ludzkie zdrowie. Naukowcy podkreślają jednak, że uzyskane przez nich wyniki wskazują na potrzebę zapobiegania ewentualnym niekorzystnym skutkom. Powinniśmy zacząć działać, zanim jeszcze poznamy wszystkie ryzyka. Szczególnie ma to znaczenie dla tak narażonych grup, jak dzieci korzystające ze ścianek, mówi Hofmann. Jego zdaniem producenci butów powinni stosować mniej szkodliwe substancje, a właściciele ścianek wspinaczkowych powinni poprawić wentylację w salach, często je wietrzyć i unikać sytuacji, w której jednocześnie korzysta z nich zbyt wiele osób.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy udało się oszacować globalną ilość siarki emitowanej przez oceany. Badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowy z Anglii, Hiszpanii, Indii, Argentyny, Chin, Francji i USA wykazały, że emitując siarkę, wytwarzaną przez organizmy żywe, oceany schładzają klimat bardziej, niż dotychczas przypuszczano. Szczególnie jest to widoczne nad Oceanem Południowym.
Z artykułu opublikowanego na łamach Science Advances dowiadujemy się, że oceany nie tylko przechwytują i przechowują energię cieplną ze Słońca, ale również wytwarzają gazy, które mają natychmiastowy bezpośredni wpływ na klimat, na przykład powodują, że chmury są jaśniejsze i lepiej odbijają promieniowanie cieplne. Autorzy badań skupili się przede wszystkim na metanotiolu (MeSH). To gaz o wzorze chemicznym CH3SH.
Emitowany przez oceany siarczek dimetylu to ważne źródło aerozoli ochładzających klimat. Jednak w oceanach większość siarki pochodzącej z organizmów żywych nie zmienia się w siarczek dimetylu, ale w metanotiol. Gaz ten, ze względu na duża reaktywność, trudno jest jednak zarejestrować, stąd też jego wpływ na klimat pozostawał nieznany.
Autorzy nowych badań stworzyli bazę danych dotyczącą koncentracji MeSH w wodzie morskiej, zidentyfikowali czynniki statystyczne pozwalające na określenia ilości MeSH i opracowali mapę miesięcznych emisji tego związku, dodając je do emisji siarczku dimetylu.
Dzięki temu dowiedzieli się, że nad Oceanem Południowym emisje MeSH zwiększają o 30–70 procent ilość aerozoli zawierających siarkę, wzmacniają więc wywierany przez ten pierwiastek efekt chłodzący, jednocześnie pozbawiają atmosferę utleniaczy, co z kolei zwiększa czas trwania dimetylu siarki, pozwalając na jego transport na większe odległości.
Odkrycie to jest znaczącym rozwinięciem jednej z najważniejszych teorii dotyczących roli oceanów w regulowaniu klimatu na Ziemi.
Opracowana przed 40 lat teoria mówiła, że plankton żyjący na powierzchni oceanów wytwarza siarczek dimetylu, który po trafieniu do atmosfery ulega utlenieniu, tworząc aerozole. Aerozole te odbijają część promieniowania słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną, zmniejszając w ten sposób ilość ciepła docierającego do powierzchni planety. Ich wpływ chłodzący zostaje wzmocniony, jeśli wejdą w skład chmur. Nowe badanie pokazuje, w jaki sposób pomijany dotychczas MeSH wpływa na cały ten proces, wzmacnia go oraz jak ważne dla klimatu są aerozole zawierające siarkę. A skoro sama natura zawiera tak silne mechanizmy chłodzące, tym bardziej pokazuje to, jak wielki wpływ na atmosferę wywołuje działalność człowieka.
To ten element klimatu, który ma największy wpływ chłodzący, a który jest najsłabiej rozumiany. Wiedzieliśmy, że metanotiol jest emitowany przez oceany, ale nie wiedzieliśmy, jak duża jest to emisja i gdzie do niej dochodzi. Nie wiedzieliśmy też, że ma tak silny wpływ na klimat. Modele klimatyczne znacząco przeceniają wpływ promieniowania słonecznego na Ocean Południowy, w dużej mierze dlatego, że nie są w stanie prawidłowo symulować wpływu chmur. Nasze prace częściowo wypełniają tę lukę, stwierdzają badacze.
Główny autor badań, Charel Wohl z barcelońskiego Institut de Ciències del Mar dodaje, że poznanie wielkości emisji MeSH pozwoli na lepsze reprezentowanie chmur nad Oceanem Południowym i stworzenie modeli lepiej przewidujących ich wpływ chłodzący.
Dzięki poznaniu ilości emitowanego metanotiolu, dowiadujemy się, że średnia roczna emisja siarki ze znanych źródeł oceanicznych jest o 25% wyższa, niż sądzono. Gdy dane te dodano do najlepszych modeli klimatycznych, okazało się, że wpływ tej emisji jest znacznie bardziej widoczny na półkuli południowej, na której powierzchnia oceanu jest większa, a ludzka aktywność mniejsza.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Jeszcze do niedawna Antarktyda była jedynym kontynentem, na którym nie znaleziono bursztynu. Właśnie się to zmieniło. Naukowcy z Alfred-Wegener-Institut (AWI) i TU Bergakademie Freiberg opublikowali na łamach Antarctic Science artykuł, w którym informują o odkryciu najbliższych biegunowi południowemu kawałków bursztynu. Dowodzi to, że około 90 milionów lat temu na Antarktydzie rosły drzewa, z których wyciekała żywica.
Bursztyn znaleziono w rdzeniu pobranym podczas wyprawy badawczej na pokładzie lodołamacza Polarstern w 2017 roku. Rdzeń został pobrany w Zatoce Pine Island z osadów dennych znajdujących się na głębokości 946 metrów. Dokładne współrzędne geograficzne miejsca pochodzenia rdzenia to 73 stopnie 57 minut szerokości geograficznej południowej i 107 stopni 9 minut długości geograficznej zachodniej (73.57°S, 107.09°W).
Żywica znajdowała się w 5-centymetrowej warstwie węgla brunatnego. Po wysuszeniu, węgiel został pokruszony na 1-milimetrowe kawałki i zbadany pod mikroskopem. Właśnie wtedy zauważono liczne fragmenty bursztynu o długości 0,5–1 mm. Miały one barwę od intensywnie żółtej po brązowawą.
Analizowane fragmenty dają nam bezpośredni wgląd w warunki naturalne, jakie 90 milionów lat temu panowały w Zachodniej Antarktyce. To również fascynujące szczegółowe uzupełnienie wiedzy o funkcjonowaniu lasu, który opisaliśmy w Nature w 2020 roku, mówi geolog morski Johann P. Klages z AWI. Widzimy więc, że w pewnym momencie swojej historii każdy z siedmiu współczesnych kontynentów zapewniał warunki do życia drzewom wytwarzającym żywicę. Naszym celem jest dowiedzenie się jak najwięcej o tym lesie. Czy dochodziło tam do pożarów, czy w bursztynie znajdziemy ślady życia. Nasze odkrycie pozwala nam na bezpośrednią podróż w czasie, stwierdza uczony.
Znalezienie bursztynu to kolejny kawałek układanki, dzięki któremu lepiej zrozumiemy bagnisty, pełen drzew iglastych las strefy umiarkowanej, jaki na biegunie południowym istniał we wczesnej kredzie, dodaje Henny Gerschel z TU Bergakademie Freiberg.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.