Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Sahara nawozi życiodajnym żelazem Atlanyk. Im dalej od Afryki tym nawożenie skuteczniejsze
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wszystkie organizmy żywe wykorzystują metale w czasie podstawowych funkcji życiowych, od oddychania po transkrypcję DNA. Już najwcześniejsze organizmy jednokomórkowe korzystały z metali, a metale znajdziemy w niemal połowie enzymów. Często są to metale przejściowe. Naukowcy z University of Michigan, California Institute of Technology oraz University of California, Los Angeles, twierdzą, że żelazo było tym metalem przejściowym, który umożliwił powstanie życia.
Wysunęliśmy radykalną hipotezę – żelazo było pierwszym i jedynym metalem przejściowym wykorzystywanym przez organizmy żywe. Naszym zdaniem życie oparło się na tych metalach, z którymi mogło wchodzić w interakcje. Obfitość żelaza w pierwotnych oceanach sprawiła, że inne metale przejściowe były praktycznie niewidoczne dla życia, mówi Jena Johnson z University of Michigan.
Johnson połączyła siły z profesor Joan valentine z UCLA i Tedem Presentem z Caltechu. Profesor Valentine od dawna bada, jakie metale wchodziły w skład enzymów u wczesnych form życia, umożliwiając im przeprowadzanie niezbędnych procesów życiowych. Od innych badaczy wielokrotnie słyszała, że przez połowę historii Ziemi oceany były pełne żelaza. W mojej specjalizacji, biochemii i biochemii nieorganicznej, w medycynie i w procesach życiowych, żelazo jest pierwiastkiem śladowym. Gdy oni mi powiedzieli, że kiedyś nie było pierwiastkiem śladowym, dało mi to do myślenia, mówi uczona.
Naukowcy postanowili więc sprawdzić, jak ta obfitość żelaza w przeszłości mogła wpłynąć na rozwój życia. Ted Present stworzył model, który pozwolił na sprecyzowanie szacunków dotyczących koncentracji różnych metali w ziemskich oceanach w czasach, gdy rozpoczynało się życie. Najbardziej dramatyczną zmianą, jaka zaszła podczas katastrofy tlenowej, nie była zmiana koncentracji innych metali, a gwałtowny spadek koncentracji żelaza rozpuszczonego w wodzie. Nikt dotychczas nie badał dokładnie, jaki miało to wpływ na życie, stwierdza uczona.
Badacze postanowili więc sprawdzić, jak przed katastrofą tlenową biomolekuły mogły korzystać z metali. Okazało się, że żelazo spełniało właściwie każdą niezbędną rolę. Ich zdaniem zdaniem, ewolucja może korzystać na interakcjach pomiędzy jonami metali a związkami organicznymi tylko wówczas, gdy do interakcji takich dochodzi odpowiednio często. Obliczyli maksymalną koncentrację jonów metali w dawnym oceanie i stwierdzili, że ilość jonów innych biologiczne istotnych metali była o całe rzędy wielkości mniejsza nią ilość jonów żelaza. I o ile interakcje z innymi metalami w pewnych okolicznościach mogły zapewniać ewolucyjne korzyści, to - ich zdaniem - prymitywne organizmy mogły korzystać wyłącznie z Fe(II) w celu zapewnienia sobie niezbędnych funkcji spełnianych przez metale przejściowe.
Valentine i Johnson chciały sprawdzić, czy żelazo może spełniać w organizmach żywych te funkcje, które obecnie spełniają inne metale. W tym celu przejrzały literaturę specjalistyczną i stwierdziły, że o ile obecnie życie korzysta z innych metali przejściowych, jak cynk, to nie jest to jedyny metal, który może zostać do tych funkcji wykorzystany. Przykład cynku i żelaza jest naprawdę znaczący, gdyż obecnie cynk jest niezbędny do istnienia życia. Pomysł życia bez cynku był dla mnie trudny do przyjęcia do czasu, aż przekopałyśmy się przez literaturę i zdałyśmy sobie sprawę, że gdy nie ma tlenu, który utleniłby Fe(II) do Fe(III) żelazo często lepiej spełnia swoją rolę w enzymach niż cynk, mówi Valentine. Dopiero po katastrofie tlenowej, gdy żelazo zostało utlenione i nie było tak łatwo biologicznie dostępne, życie musiało znaleźć inne metale, które wykorzystało w enzymach.
Zdaniem badaczy, życie w sytuacji powszechnej dostępności żelaza korzystało wyłącznie z niego, nie pojawiła się potrzeba ewolucji w kierunku korzystania w innych metali. Dopiero katastrofa tlenowa, która dramatycznie ograniczyła ilość dostępnego żelaza, wymusiła ewolucję. Organizmy żywe, by przetrwać, musiały zacząć korzystać z innych metali. Dzięki temu pojawiły się nowe funkcje, które doprowadziły do znanej nam dzisiaj różnorodności organizmów żywych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Teleskop Webba wykrył w atmosferze planety K2-18b molekuły zawierające węgiel, w tym metan oraz dwutlenek węgla. Odkrycie to kolejna wskazówka, że K2-18b może być planetą hiaceańską (hycean planet). To termin zaproponowany niedawno przez naukowców z Uniwersytetu w Cambridge na określenie hipotetycznej klasy planet. Pochodzi od połączenia słów „wodór” (hydrogen) i „ocean”. Oznacza potencjalnie nadające się do zamieszkania gorące planety pokryte oceanami, które posiadają bogatą w wodór atmosferę. Zdaniem brytyjskich uczonych mogą być bardziej powszechne niż planety typu ziemskiego.
Jeśli przyjmiemy, że planety hiaceańskie rzeczywiście istnieją i stanowią nową klasę planet, oznacza to, że ekosfera – czyli obszar wokół gwiazdy, w którym istniejące planety mogą podtrzymać życie – jest większy, niż ekosfera oparta wyłącznie na istnieniu wody w stanie ciekłym.
K2-18b krąży w ekosferze chłodnego karła K2-18 znajdującego się w odległości 120 lat świetlnych od Ziemi w Gwiazdozbiorze Lwa. Jest ona 8,6 razy bardziej masywna od Ziemi. Rozmiary plasują ją pomiędzy wielkością Ziemi a Neptuna. W Układzie Słonecznym nie istnieje żaden „mini-Neptun”, dlatego słabo rozumiemy takie światy. Jeśli zaś K2-18b jest rzeczywiście planetą hiaceańską, jeśli taki typ planet istnieje, mogą być one dobrym celem poszukiwania życia. Tradycyjnie życia poszukiwaliśmy na mniejszych skalistych planetach, jednak atmosfery większych światów hiaceańskich jest łatwiej badać, mówi Nikku Madhusudhan z Uniwersytetu w Cambridge. Kierował on pracami zespołu, który zaproponował istnienie światów hiaceańskich. Właśnie zresztą na podstawie badań K2-18b.
Obecność w atmosferze tej planety dużych ilości metanu i dwutlenku węgla przy braku amoniaku wspiera hipotezę, że istnieje tam ocean przykryty bogatą w wodór atmosferę. Jakby tego było mało, wstępne dane przekazane przez Webba mogą wskazywać na obecność w atmosferze siarczku dimetylu (DMS). Na Ziemi związek ten jest wytwarzany wyłącznie przez organizmy żywe, a większość DMS obecnego w atmosferze naszej planety zostało wyemitowane przez fitoplankton. Jednak ewentualne potwierdzenie istnienia tego związku w atmosferze K2-18b wymaga dalszych badań.
Mimo, że planeta znajduje się w ekosferze, a jej atmosfera zawiera molekuły z węglem, nie oznacza to jeszcze, że może na niej istnieć życie. Promień K2-18b jest o 2,6 razy większy od promienia Ziemi. To oznacza, że jej wnętrze prawdopodobnie stanowi lód poddany wysokiemu ciśnieniu, na jego powierzchni znajduje się ocean, a planetę otacza atmosfera cieńsza niż atmosfera Ziemi. Temperatura oceanu może być zbyt wysoka, by mogło powstać w nim życie. Być może jest na tyle wysoka, że nie ma tam wody w stanie ciekłym.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
NASA wybrała sześć niewielkich amerykańskich firm, które w sumie otrzymają 20 milionów dolarów na rozwój technologii usuwania odpadów z niskiej orbity okołoziemskiej oraz rozwiązania problemu pyłu osiadającego na urządzeniach pracujących poza Ziemią. Prowadzone przez nas misje wymagają innowacyjnych rozwiązań złożonych wyzwań pojawiających się podczas pobytu w kosmosie. Niewielkie firmy mogą mieć wielki wpływ na rozwiązanie problemów od dawna gnębiących przemysł kosmiczny, mówi Jenn Gustetic, dyrektor ds. wstępnych innowacji i partnerstwa w NASA Space Technology Mission Directorate.
Sześć wspomnianych firm współpracowało już z NASA w ramach programu Small Business Innovation Research. W jego ramach NASA przeznacza co roku 180 milionów USD na współpracę z amerykańskimi przedsiębiorstwami zatrudniającymi mniej niż 500 osób. Pieniądze od agencji kosmicznej pozwalają im na dalsze rozwijanie obiecujących technologii. Każda z firm wybranych do współpracy w bieżącym roku ma mniej niż 60 pracowników.
Na niskiej orbicie okołoziemskiej ludzie pozostawiają coraz więcej śmieci. To zepsute satelity i ich fragmenty czy pozostałości po wystrzeliwaniu kolejnych misji. Odpady te zmuszają pojazdy kosmiczne do manewrowania, zagrażają bezpieczeństwu astronautów i satelitów. Z czasem cała orbita może stać się bezużyteczna. Cztery z wybranych przedsiębiorstw proponują technologie, które mają rozwiązać ten problem.
Firma Busek otrzyma 3,4 miliona USD na rozwój technologii autonomicznego deorbitowania niewielkich satelitów przy użyciu nietoksycznego paliwa. Z kolei CU Aerospace ma za 2,6 miliona USD stworzyć napęd wielokrotnego użytku do niewielkich misji przechwytujących odpady na orbicie. Firmie Flight Works przyznano 4 miliony dolarów na rozwinięcie technologii tankowania na orbicie pojazdów zajmujących się usuwaniem odpadów, a Vestigo Aerospace ma zademonstrować działający żagiel Spinnaker, który – montowany za pomocą prostego połączenia mechanicznego i elektrycznego – będzie rozwijany po zakończeniu misji małych (do 180 kg) satelitów, zwiększając w ten sposób opór stwarzany przez atmosferę i pozwalając na szybsze, przewidywalne i całkowicie pasywne deorbitowanie takich pojazdów.
Przyszłe misje NASA będą obejmowały roboty podróżujące po powierzchni Marsa i Księżyca. Osiadający na tych urządzeniach pył może znacząco skrócić czas ich pracy czy doprowadzić do awarii instrumentów naukowych. Pył jest też niebezpieczny dla urządzeń, które będą potrzebne podczas misji załogowych. Rozwiązaniem tego problemu mają zająć się dwa kolejne przedsiębiorstwa. Firma Applied Material System Engineering ma za 2,6 miliona USD zademonstrować system nakładania w przestrzeni kosmicznej swojej powłoki ograniczającej osadzanie pyłu, a ATSP Innovations otrzyma 3,2 miliona USD na stworzenie prototypowego materiału odpornego na ekstremalne temperatury, ciśnienia i pył obecne na powierzchni planet, księżyców, asteroid i komet.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nie wszystkie zanieczyszczenia powietrza mają pochodzenie antropogeniczne. Jeśli średnia globalna temperatura wzrośnie o 4 stopnie Celsjusza, ilość pyłków roślinnych oraz pyłu w atmosferze zwiększy się nawet o 14%, uważają naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside. Powietrze będzie więc znacznie bardziej zanieczyszczone niż obecnie, a trzeba wziąć pod uwagę, że mowa tutaj wyłącznie o wzroście zanieczyszczeń ze źródeł naturalnych. Źródła antropogeniczne nie zostały uwzględnione.
Nie badaliśmy antropogenicznego zanieczyszczenia, gdyż mamy wpływ na poziom naszej emisji. Ale nie mamy wpływu na zanieczyszczenie powietrza przez rośliny i pył, mówi główny autor najnowszych badań, doktorant James Gomez.
Wszystkie rośliny emitują biogenne lotne związki organiczne (LZO). Zapach świeżo skoszonej trawy czy dojrzałej truskawki to właśnie biogenne LZO. Rośliny emitują je bez przerwy, mówi Gomez. Same w sobie związki te nie są groźne, ale gdy przereagują z tlenem tworzą aerozole organiczne. Te zaś mogą przyczyniać się do zwiększenia śmiertelności niemowląt i rozwoju astmy u dzieci oraz do chorób serca i nowotworów płuc u dorosłych. Rośliny zwiększają produkcję LZO w reakcji na rosnący poziom dwutlenku węgla oraz wzrost temperatur. Dlatego też w kolejnych dziesięcioleciach należy spodziewać się wyższego stężenia biogennych LZO w atmosferze.
Drugim źródłem naturalnych zanieczyszczeń będzie pył z Sahary. Z naszych modeli wynika, że zwiększy się intensywność wiatrów, które uniosą do atmosfery więcej pyłu, wyjaśnia współautor badań, profesor Robert Allen. Więcej pyłu pojawi się przede wszystkim w Afryce, na wschodzie USA i na Karaibach. Bardziej zapylone powietrze nad Afryką Północną – nad Saharą i Sahelem – prawdopodobnie zwiększy intensywność zachodnioafrykańskich monsunów.
Autorzy badań stwierdzili, że zanieczyszczenie pyłem zawieszonym PM 2.5 – do których należą organiczne aerozole, pył, sól morska, sadza czy związki siarki – będzie rosło proporcjonalnie do wzrostu poziomu dwutlenku węgla w atmosferze. Im bardziej zwiększymy poziom CO2, tym więcej PM 2.5 trafy do atmosfery. Prawdziwa jest również zależność odwrotna. Mniejsza emisja CO2 to mniej PM 2.5, wyjaśnia Gomez. Naukowcy zauważyli, że przy wzroście globalnej temperatury o 2 stopnie Celsjusza poziom PM 2.5 nad lądami wzrośnie o 7%. Stwierdzają przy tym, że ich szacunki mogą być zaniżone, gdyż nie brali pod uwagę wpływu częstszych pożarów lasów spowodowanych zwiększonymi temperaturami.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy korzystający z Teleskopu Webba opublikowali pierwsze wyniki dotyczące formowania się gwiazd oraz pyłu i gazu w pobliskich galaktykach. W ramach projektu Physics at High Angular resolution in Nearby Galaxies (PHANGS) prowadzony jest największy z dotychczasowych przeglądów nieodległych galaktyk z użyciem najnowszego kosmicznego teleskopu. W badaniach pod kierunkiem Janice Lee z Gemini Observatory i NOIRLab bierze udział ponad 100 naukowców z całego świata.
Uczeni postanowili przyjrzeć się 19 galaktykom spiralnym. W pierwszych miesiącach pracy Webba na celownik wzięli pięć z nich – M74, NGC 7496, IC 5332, NGC 1365 oraz NGC 1433 – i już opublikowali wstępne wnioski oraz artykuły naukowe.
Jesteśmy zdumieni szczegółami struktur, jakie możemy obserwować, mówi David Thilker z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Bezpośrednio widzimy, jak energia z formowania się młodych gwiazd wpływ na pobliski gaz. To coś niezwykłego, wtóruje mu Erik Rosolowsky z kanadyjskiego University of Alberta.
Na obrazach zarejestrowanych przez MIRI widzimy sieć wysoko zorganizowanych struktur – świecące obszary pyłu i bąble gazu łączące ramiona galaktyk. Struktury te powstały zarówno w wyniku oddziaływania indywidualnych gwiazd, jak i nachodzą na siebie, gdy tworzące się gwiazdy są wystarczająco blisko położone. Obszary, które są całkowicie ciemne na obrazach z Hubble'a, tutaj są rozświetlone i widzimy niezwykłe szczegóły. Możemy dzięki temu badać, jak pył z ośrodka międzygwiezdnego absorbuje światło z gwiazd i emituje je w podczerwieni, podświetlając niezwykle interesującą sieć pyłu i gazu, zachwyca się Karin Sandstrom z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.
Dzięki Webbowi naukowcy mogą dostrzec struktury, których dotychczas nie widzieli. Zespół PHANGS przez lata obserwował te galaktyki w paśmie optycznym, radiowym i ultrafioletowym, wykorzystując w tym celu Teleskop Hubble'a, Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array i Very Large Telescope. Ale nie mogliśmy dostrzec najwcześniejszych etapów życia gwiazd, gdyż były one przesłonięte gazem i pyłem, dodaje Adam Leroy z Ohio State University. Dopiero Teleskop Webba pozwolił na uzupełnienie brakującej wiedzy.
Webb pozwala dostrzec to, co dotychczas było niedostrzegalne. Na przykład jego instrument MIRI, pracujący w zakresie 7,7 i 11,3 mikrometra oraz NIRCam, który działa w zakresie 3,3 mikrometra, rejestrują emisję z wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, które odgrywają ważną rolę w formowaniu się gwiazd i planet. To zaś pozwala na poznanie ewolucji galaktyk.
Dzięki dużej rozdzielczości teleskopu możemy po raz pierwszy przeprowadzić kompletny badania formowania się gwiazd oraz przyjrzeć się bąblastym strukturom ośrodka międzygwiezdnego w pobliskich galaktykach poza Grupą Lokalną Galaktyk, wyjaśnia Janice Lee.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.