Рубрика: Наука

Зауроподи, гігантські чотирилапі динозаври з довгими шиями та хвостами, були довгий час відомі науці. Але недавні відкриття змінили наше уявлення про цих тварин, особливо про титанозаврів, які виявилися надзвичайно успішними та розповсюдженими по всьому світу.

Титанозаври, які з’явилися на початку крейдяного періоду, коли континенти були ще близькі один до одного, швидко поширилися по планеті. Їх різноманітність і розміри вражають: від найбільших динозаврів, таких як аргентинозавр, до найменших, розміром з африканського слона.

Особливістю титанозаврів було їхнє надзвичайно швидке зростання, схоже на зростання ссавців, що дозволило їм досягти гігантських розмірів лише за кілька десятиліть. Їхній раціон був різноманітним і включав рослини з різних середовищ. Цікаво, що титанозаври замінювали свої зуби дуже часто, приблизно кожні 20 днів.

Якби не катастрофічне зіткнення з астероїдом 66 мільйонів років тому, титанозаври, можливо, продовжували б існувати і сьогодні, оскільки вони були дуже пристосовані до свого середовища і мали успішні стратегії виживання.

Життя титанозаврів починалося з маленьких яєць, розміром з грейпфрут, з яких вилуплювалися крихітні дитинчата. На відміну від багатьох сучасних рептилій, які відкладають яйця та залишають їх, титанозаври, схоже, поверталися на одне й те ж місце для відкладання яєць, що свідчить про певну форму поведінки, пов’язану з розмноженням.

Дані з гнізд і копролітів (скам’янілих фекалій) вказують на те, що титанозаври мали різноманітний раціон, який включав як низькорослі рослини, так і листя та гілки дерев. Це розмаїття в їжі, разом з швидким темпом зростання, дозволяло титанозаврам ефективно використовувати доступні ресурси свого середовища.

Хімічний аналіз скам’янілих зубів і яєчної шкаралупи показав, що температура тіла титанозаврів була вищою, ніж у сучасних рептилій, але трохи нижчою за температуру тіла більшості птахів і ссавців. Це, разом із їхнім способом життя та харчування, свідчить про те, що титанозаври були дуже пристосовані до своїх екологічних ніш і могли конкурувати з іншими тваринами за ресурси.

Незважаючи на їхню гігантську величину та успішність, титанозаври вимерли разом з іншими динозаврами внаслідок зіткнення з астероїдом. Їхня відсутність після масового вимирання свідчить про те, що навіть найбільш пристосовані та розповсюджені види можуть зникнути через глобальні катастрофи. Джерело

Кавачі є одним з найактивніших підводних вулканів Тихого океану. Ця конічна підводна гора, розташована на Соломонових Островах і названа на честь морського бога людей Гатокае та Вангуну, піднімається приблизно на 1200 метрів (3900 футів) від морського дна. Але його вершина залишається лише на 20 метрів (65 футів) нижче рівня моря, що полегшує супутникам виявлення зміни кольору води через вулканічну активність, ніж на глибших підводних вулканах.

Вулканічна діяльність і спостереження

Кавачі вивергався щонайменше 39 разів з 1939 року, причому останній період виверження почався у 2021 році, згідно з Глобальною програмою вулканізму Смітсонівського інституту. У 2024 році вулкан продовжував хвилюватися, і супутники продовжували знімати зображення знебарвлених водяних шлейфів.

На зображенні вище, отриманому 8 березня за допомогою OLI (Operational Land Imager) на Landsat 8, видно шлейф знебарвленої води поблизу підводного вулкана. Шлейф рухався на північ-північний схід до острова Нгатокае. Острів Вангуну, також зображений, розташований приблизно за 24 кілометри (15 миль) на північ від Кавачі, а Папуа-Нова Гвінея знаходиться приблизно за 800 кілометрів (500 миль) на захід.

Спектрорадіометр MODIS (зображення із середньою роздільною здатністю) на NASA Terra та Aqua кілька разів робив зображення подібних підводних шлейфів біля Кавачі за останні тижні, зокрема 3, 15 і 23 лютого.

Наукові дослідження та висновки

Попередні дослідження показали, що такі шлейфи перегрітої кислої води можуть містити тверді частинки, уламки вулканічних порід і сірку, а також осади оксидів кремнію, заліза та алюмінію. Колір шлейфів може дати підказки про склад частинок у них. Жовті та коричневі шлейфи, як правило, мають більшу частку заліза, тоді як білі шлейфи, як правило, мають більшу частку кремнію або алюмінію.

Незважаючи на те, що вченим важко отримати доступ до Кавачі, затишшя в активності дозволило групі досліджувати його у 2015 році. Дослідники спостерігали за морським життям у кратері, включно з помаранчевими та білими бактеріальними матами, шовковистими акулами та акулами-молотами, блакитними пальцями та луціанами.

Автори звіту про експедицію відзначили, що інші активні підводні вулкани — підводна гора Вайлулуу в Американському Самоа та Колумбо в Греції — мають дуже кислу воду та «зони вбивства», де містяться трупи більших тварин. «Цілком імовірно, що високі стінки кратера в цих місцях спричиняють фізичне захоплення та концентрацію вентиляційних рідин, тоді як кратер Кавачі є відносно неглибоким і піддається сильним поверхневим течіям, які дозволяють швидко змішуватися», – пишуть вони у звіті.

Геологічний контекст і характеристики

Кавачі утворився в тектонічно активній зоні лише за 30 кілометрів (18 миль) на північний схід від зони субдукції. Вулкан виробляє лави від базальтової, яка багата магнієм і залізом, до андезитової, яка містить більше кремнезему. Він відомий своїми фреатомагматичними виверженнями, під час яких взаємодія магми та води викидає пару, попіл, уламки вулканічної породи та розжарені бомби з води та в повітря.

Археологи з Державного управління культурної спадщини та археології Саксонії-Анхальт (LDA) виявили значний неолітичний ландшафт поховання в Ойленбергу поблизу Магдебурга, Німеччина, під час розкопок, які були спричинені майбутніми будівельними роботами американським виробником мікросхем Intel.

200 метрів розділяли два монументальні кургани віком приблизно 6000 років, кожен з яких містив кілька поховань і був зроблений з дерева. Протягом тривалого періоду ландшафт, безсумнівно, продовжував бути важливим для доісторичних людей. Приблизно через 1000 років коридор між курганами використовувався як процесійний шлях, де приносили в жертву худобу та ховали людей.

Невеликий пагорб, відомий як Ойленберг, частково входить до великого промислового парку площею 300 га. Розкопки виявили два кургани з групи Баальберге (4100–3600 рр. до н. е.), культури пізнього неоліту, яка населяла Центральну Німеччину та Богемію. Ці два кургани містили дерев’яні могильні камери з кількома похованнями. Ці камери мають форму трапеції і мають довжину від 20 до 30 метрів.

Коридор між ними, ймовірно, був шляхом процесії приблизно через тисячу років, у період Культури кулястих амфор (3300–2800 до н. е.). На цьому шляху приносили в жертву і закопували пари молодняку ​​2-3-річної худоби. В одному випадку могилу 35-40-річного чоловіка викопали перед похованнями худоби, створивши образ воза з візником або плуга, запряженого худобою, оркестровки, відомі вже з інших давніших і сучасних. поховання. Вони символізують те, що разом з худобою найважливіше майно, безпека власних засобів до існування, було запропоновано богам.

Приблизно через 1000 років рів із частоколом, який все ще мав ширину 50 см, зайняв курс колишнього шляху процесії та навмисно включив більший із двох курганів у великий ландшафт поховання площею приблизно 3 гектари. Він пройшов повз скотомогильники, але не знищив їх.

Крім того, на відстані приблизно 600 метрів було виявлено кілька курганів культури шнурового посуду (приблизно 2800-2050 рр. до н. е.) діаметром близько 10 м. Послідовність у ритуальному використанні цієї частини Ойленберга вражає, а подальший аналіз знахідок обіцяє ще більше цікавих уявлень.

Державне управління охорони пам’яток та археології планує завершити розкопки до кінця квітня, відкривши шлях до будівництва. У зв’язку з загрозою будівництва Intel заводів з виробництва напівпровідників, зусилля щодо збереження та документування археологічної спадщини цього місця залишаються вирішальними.

Згідно з недавнім дослідженням Університету Колорадо в Боулдері, протягом наступних кількох років в Арктиці можуть бути літні дні, майже повністю вільні від морського льоду. Висновки, опубліковані в журналі Nature Reviews Earth & Environment, припускають, що перший день без льоду в Арктиці може відбутися на 10 років раніше, ніж попередні прогнози, які зосереджувалися на тому, коли регіон буде вільний від льоду на місяць або більше. . Тенденція залишається незмінною за всіма майбутніми сценаріями викидів.

До середини століття Арктика, ймовірно, побачить цілий місяць без плавучої криги протягом вересня, коли покриття морського льоду в регіоні буде мінімальним. Наприкінці століття сезон без льоду може тривати кілька місяців на рік, залежно від майбутніх сценаріїв викидів. Наприклад, за сценарієм з високим рівнем викидів або незвичайним сценарієм найпівнічніший регіон планети може стати постійно вільним від льоду навіть у деякі зимові місяці.

Визначення «вільної від льоду» в Арктиці

Для вчених вільна від льоду Арктика не означає, що у воді не буде льоду. Натомість дослідники кажуть, що Арктика вільна від льоду, коли в океані менше ніж 1 мільйона квадратних кілометрів (386 000 квадратних миль) льоду. Цей поріг становить менше ніж 20% від мінімального сезонного крижаного покриву в регіоні в 1980-х роках. Останніми роками площа морського льоду в Північному Льодовитому океані становила близько 3,3 мільйона квадратних кілометрів, мінімум у вересні.

Александра Ян, доцент кафедри атмосферних і океанічних наук і співробітник Інституту арктичних і альпійських досліджень CU Boulder, вирішила проаналізувати існуючу літературу про прогнози морського льоду. Вона та її співробітники також проаналізували дані про покриття морського льоду з обчислювальних кліматичних моделей, щоб оцінити, як Арктика може змінюватися щодня в майбутньому.

Вони виявили, що перший день, коли площа морського льоду опускається нижче порогу в 1 квадратний кілометр, настає в середньому на чотири роки раніше, ніж середні місячні показники, але може статися на 18 років раніше.

«Коли справа доходить до повідомлення про те, що вчені очікують в Арктиці, важливо передбачити, коли ми можемо спостерігати перші умови, вільні від льоду в Арктиці, що відображатиметься в щоденних супутникових даних», — сказав Ян.

Важливість прогнозування вільних від льоду умов

Команда прогнозує, що Північний Льодовитий океан може вперше звільнитися від льоду наприкінці серпня або на початку вересня між 2020-ми та 2030-ми роками за всіма сценаріями викидів. Ян сказав, що викиди парникових газів є основними причинами втрати морського льоду. Зменшення снігового та льодового покриву збільшує кількість тепла від сонячного світла, що поглинається океаном, посилюючи танення льоду та потепління в Арктиці.

Зменшення морського льоду має значний вплив на арктичних тварин, які покладаються на морський лід для виживання, зокрема на тюленів і білих ведмедів. Крім того, у міру нагрівання океану дослідники стурбовані тим, що в Північний Льодовитий океан може переселитися немісцева риба. Вплив цих інвазивних видів на місцеві екосистеми залишається неясним.

Втрата морського льоду також становить ризик для громад, які живуть поблизу прибережного регіону. Морський лід відіграє важливу роль у буферизації впливу океанських хвиль на прибережну землю, сказав Ян. Коли морський лід відступає, океанські хвилі ставатимуть більшими, спричиняючи ерозію узбережжя.

Незважаючи на те, що звільнення від льоду в Арктиці неминуче, Ян сказав, що майбутні рівні викидів все одно визначатимуть, як часто виникають такі умови. Відповідно до проміжного сценарію викидів, яким рухається нинішнє суспільство, Арктика може звільнитися від льоду лише наприкінці літа та на початку осені з серпня по жовтень. Але за найвищим сценарієм викидів Арктика може бути вільною від льоду до дев’яти місяців до кінця цього століття.

«Це перетворило б Арктику на зовсім інше середовище, від білої літньої Арктики до блакитної Арктики. Таким чином, навіть якщо умови відсутності льоду неминучі, нам все одно потрібно підтримувати рівень викидів на якомога нижчому рівні, щоб уникнути тривалої відсутності льоду», — сказав Ян.

Хороші новини: арктичний морський лід є стійким і може швидко повернутися, якщо атмосфера охолоне.«На відміну від крижаного щита в Гренландії, на створення якого пішли тисячі років, навіть якщо ми розтопимо весь арктичний морський лід, якщо ми зможемо з’ясувати, як у майбутньому вивести CO2 з атмосфери, щоб повернути назад потепління, морський лід буде повернеться протягом десятиліття», — сказав Ян.

Археологічні розкопки в Іракському Курдистані виявили святилище, присвячене Анахіті, богині води. Крім того, що стародавнє гірське поселення Рабана-Меркулі в сучасному Іракському Курдистані було фортецею для військових цілей, могло також бути «святилищем», присвяченим давньоперській богині води Анахіті. За словами доктора Майкла Брауна, архітектурні споруди біля природного водоспаду разом із залишками можливого вівтаря вогню вказують на існування місця поклоніння.

Дослідник з Інституту доісторії, протоісторії та стародавньої близькосхідної археології Гейдельберзького університету керував там розкопками протягом кількох років.

Гірська фортеця Рабана-Меркулі була важливим регіональним центром Парфянської імперії, яка поширювалася на частини Ірану та Месопотамії приблизно 2000 років тому. Розташоване на південно-західних схилах гори Пірамагрун у горах Загрос, воно включає не лише майже чотирикілометрові укріплення, а й два менших поселення, на честь яких і названо.

У рамках численних розкопок, які проводилися з 2009 року та останніх з 2019 по 2022 роки, міжнародна дослідницька група вивчала археологічні залишки на місці. З видом на укріплений в’їзд до Рабани є скельний рельєф із зображенням анонімного правителя, який, швидше за все, був місцевим парфянським васальним царем, якому приписують заснування цього місця. У долині Рабана дослідники також виявили релігійний комплекс, який міг бути присвячений богині Анахіті.

Культ Анахіти

Богиня води Анахіта вперше згадується в рукописному збірнику зороастрійської релігії під назвою «Авеста». Там вона постає як небесне джерело всіх вод на Землі; її описують як більшу за життя красиву жінку, яка може приймати форму текучого потоку або водоспаду. Культ Анахіти дуже шанувався в західних регіонах Іраку за часів Селевкідів і Парфян.

Гіпотеза про те, що можливе святилище Анахіти є частиною гірської фортеці Рабана-Меркулі, базується головним чином на знахідках архітектурних прибудов у природному оточенні сезонного водоспаду, розташованого на території фортеці. Дослідники також виявили неподалік скульптуру, схожу на вівтар, висічену на схилі, де, можливо, спалювали жертви або масло. «Близькість до водоспаду є важливою, оскільки асоціація стихій вогню та води відігравала важливу роль у доісламській перській релігії», — стверджує Майкл Браун.

На цьому місці знаходяться залишки будівлі, де в 2022 році археологи знайшли два характерних похоронних посудини, датовані радіовуглецевим методом другим-першим століттями до нашої ери. Це свідчить про те, що святиня використовувалася в період, коли виникли укріплені поселення Рабана та Меркулі. За словами доктора Брауна, можливо, вже існувала святиня, яка була поглинена культом Анахіти під час парфянської епохи, що могло мати ключове значення в окупації гори.

У той час багато релігійних місць також функціонували як місця династичних культів на честь короля та його предків, пояснює гейдельберзький археолог. Поклонники, які наближалися до «святилища», проходили під наскельним рельєфом правителя і, безсумнівно, усвідомлювали міцний зв’язок між місцем, королівською владою та культом. «Навіть якщо культове місце не можна остаточно віднести до богині води Анахіти через відсутність подібних археологічних знахідок для прямого порівняння, святилище Рабана все одно дає нам захоплюючий погляд на регіональні сакральні та геополітичні взаємозв’язки протягом парфянської ери», стверджує доктор Браун.

У недавньому дослідженні, опублікованому в Nature Communications, дослідники з Columbia Engineering оголосили про створення високопровідних регульованих одномолекулярних пристроїв, у яких молекула прикріплена до проводів за допомогою прямих контактів метал-метал. Їх новий підхід використовує світло для керування електронними властивостями пристроїв і відкриває двері для ширшого використання контактів метал-метал, які можуть сприяти транспорту електронів через одномолекулярний пристрій.

Змагання

Оскільки пристрої продовжують зменшуватися, їх електронні компоненти також повинні бути мініатюрними. Пристрої з однією молекулою, які використовують органічні молекули як свої провідні канали, мають потенціал для розв’язання проблем мініатюризації та функціональності, з якими стикаються традиційні напівпровідники. Такі пристрої пропонують захоплюючу можливість керувати ними ззовні за допомогою світла, але — досі — дослідники не змогли це продемонструвати.

«Завдяки цій роботі ми відкрили новий вимір у молекулярній електроніці, де світло можна використовувати для контролю того, як молекула зв’язується в проміжку між двома металевими електродами», — сказав Лата Венкатараман, піонер молекулярної електроніки та професор Лоуренса Ґусмана. Прикладна фізика та професор хімії в Columbia Engineering. «Це схоже на натискання перемикача на нанорозмірі, що відкриває всілякі можливості для розробки розумніших і ефективніших електронних компонентів».

Підхід

Група Венкатарамана майже два десятиліття вивчала фундаментальні властивості одномолекулярних пристроїв, досліджуючи взаємодію фізики, хімії та техніки в нанометровому масштабі. Її основна увага зосереджена на побудові одномолекулярних ланцюгів, молекул, прикріплених до двох електродів, із різноманітною функціональністю, де структура схеми визначається з атомарною точністю.

Її група, а також ті, хто створює функціональні пристрої з графеном , двовимірним матеріалом на основі вуглецю, знають, що створення хороших електричних контактів між металевими електродами та вуглецевими системами є серйозною проблемою. Одним із рішень було б використання металоорганічних молекул і розробка методів для сполучення електричних проводів з атомами металу в молекулі. 

Для досягнення цієї мети вони вирішили дослідити використання металоорганічних залізовмісних молекул фероцену, які також вважаються крихітними будівельними блоками у світі нанотехнологій. Подібно до того, як елементи LEGO можна складати разом для створення складних структур, молекули фероцену можна використовувати як будівельні блоки для створення надмалих електронних пристроїв. Команда використала молекулу, що закінчується фероценовою групою, що складається з двох циклопентадієнільних кілець на основі вуглецю, які містять атом заліза. 

Потім вони використали світло, щоб використовувати електрохімічні властивості молекул на основі фероцену для утворення прямого зв’язку між центром фероценового заліза та золотим (Au) електродом, коли молекула перебувала в окисленому стані (тобто коли атом заліза втратив один електрон). ). У цьому стані вони виявили, що фероцен може зв’язуватися із золотими електродами, які використовуються для підключення молекули до зовнішньої схеми. Технічно окислення фероцену уможливило зв’язування Au0 з центром Fe3+.

«Використовуючи індуковане світлом окислення, ми знайшли спосіб маніпулювати цими крихітними будівельними блоками при кімнатній температурі, відкриваючи двері в майбутнє, де світло можна буде використовувати для керування поведінкою електронних пристроїв на молекулярному рівні», — сказав керівник дослідження. автор Woojung Lee, який є доктором філософії. студент у лабораторії Венкарарамана.

Потенційний вплив

Новий підхід Венкатараман дозволить її команді розширити типи хімії молекулярних завершень (контактів), які вони можуть використовувати для створення одномолекулярних пристроїв. Це дослідження також демонструє здатність вмикати та вимикати цей контакт за допомогою світла для зміни ступеня окислення фероцену, демонструючи одномолекулярний пристрій на основі фероцену з можливістю перемикання світла. Пристрої з керуванням світлом можуть прокласти шлях для розробки датчиків і перемикачів, які реагують на певні довжини світлових хвиль, пропонуючи більш універсальні та ефективні компоненти для широкого спектра технологій.

Команда

Ця робота була спільним зусиллям, що включало синтез, вимірювання та обчислення. Синтез був здійснений в основному в Колумбійському університеті Майклом Інкпеном, який був аспірантом у групі Венкатарамана, а зараз є доцентом Університету Південної Каліфорнії. Усі вимірювання проводив Вуджунг Лі, аспірант групи Венкатарамана. Розрахунки виконували як аспіранти в групі Венкатарамана, так і співробітники з Університету Регенсбурга в Німеччині.

Що далі

Зараз дослідники вивчають практичне застосування одномолекулярних пристроїв, керованих світлом. Це може включати оптимізацію продуктивності пристроїв, вивчення їхньої поведінки в різних умовах навколишнього середовища та вдосконалення додаткових функцій, доступних за допомогою інтерфейсу метал-метал.