Уздовж узбережжя світу існує ще невикористане джерело енергії: різниця в солоності морської та прісної води. Новий нанопристрій може використовувати цю різницю для виробництва енергії.

Група дослідників з Університету Іллінойсу в Урбані-Шампейні повідомила в журналі Nano Energy про конструкцію нанофлюїдного пристрою, здатного перетворювати іонний потік на корисну електроенергію. Команда вважає, що їх пристрій можна використовувати для отримання енергії з природних іонних потоків на межі морської та прісної води.

«Хоча на даному етапі наш проект все ще є концепцією, він досить універсальний і вже демонструє великий потенціал для застосування в енергетиці», — сказав Жан-П’єр Лебертон, професор електротехніки та комп’ютерної інженерії Університету Іллінойсу та керівник проекту. «Все почалося з академічного питання: «Чи може нанорозмірне твердотільне пристрій отримувати енергію з іонного потоку?» — але наша конструкція перевершила наші очікування та багато в чому здивувала нас».

Коли зустрічаються дві водойми з різною солоністю, наприклад, там, де річка впадає в океан, молекули солі природно перетікають від вищої концентрації до нижчої концентрації. Енергію цих потоків можна зібрати, оскільки вони складаються з електрично заряджених частинок, які називаються іонами, які утворюються з розчиненої солі.

Група Лебертона розробила нанорозмірний напівпровідниковий пристрій, в якому використовується явище, яке називається «кулонівським опором», між поточними іонами та електричними зарядами у пристрої. Коли іони проходять через вузький канал пристрою, електричні сили змушують заряди пристрою переміщатися з одного боку на іншу, створюючи напругу та електричний струм.

Дослідники виявили дві дивовижні поведінки під час моделювання свого пристрою. По-перше, хоча вони очікували, що кулонівський опір виникатиме в першу чергу за рахунок сили тяжіння між протилежними електричними зарядами, моделювання показало, що пристрій працює однаково добре, якщо електричні сили відштовхуються. Як позитивно, і негативно заряджені іони сприяють опору.

«Не менш примітним є те, що наше дослідження показує, що існує ефект посилення», — сказав Мінге Сюн, аспірант з групи Лебертона і провідний автор дослідження. «Оскільки іони, що рухаються, настільки масивні в порівнянні з зарядами пристрою, іони повідомляють зарядам великий імпульс, посилюючи основний струм».

Дослідники також виявили, що ці ефекти не залежать від конкретної конфігурації каналу, а також вибору матеріалів, за умови, що діаметр каналу досить вузький, щоб забезпечити близькість між іонами та зарядами.

Дослідники перебувають у процесі патентування своїх результатів та вивчають, як масиви цих пристроїв можуть масштабуватися для практичного виробництва електроенергії.

«Ми вважаємо, що щільність потужності масиву пристроїв може відповідати або перевищувати щільність потужності сонячних елементів», — сказав Лебертон. «І це не кажучи вже про потенційні додатки в інших областях. Джерело

Експерти часто називають безхребетних «дрібницями, які керують світом», і мурахи, безумовно, є одними з головних претендентів на цю роль. Мурахи допомагають екосистемам нормально функціонувати, і загальна вага всіх мурах на Землі приблизно еквівалентна 1,4 мільярда людей.

На жаль, деякі мурахи стали інвазивними видами — організмами, перенесеними в нову екосистему, які завдають шкоди. Як показує нове дослідження моєї команди, таке впровадження зазвичай відбувається випадково людьми, але може мати жахливі наслідки. Вважається, що інвазивні види є другою за величиною загрозою для біорізноманіття після знищення середовища існування. Вони є основною причиною вимирання тварин, що потенційно може призвести до зникнення видів і збою екосистем.

Міжнародний союз охорони природи включає п’ять різних видів мурах до свого списку 100 найстрашніших інвазивних чужорідних видів у світі. Але в той час, як інвазивні мурахи різко змінили деякі з територій, які вони змогли вторгнутися, інші області, здається, постраждали набагато менше або навіть зовсім не постраждали.

Наскільки насправді шкідливі інвазивні мурахи?

Дослідження моєї команди спирається на дослідження, проведені в усьому світі, щоб визначити, наскільки шкідливі чи хороші інвазивні мурахи для втрати біорізноманіття. Результати показують нам, що інвазивні мурахи настільки ж погані, як ми припускали. Ми витягли дані з 46 різних наукових статей, які вивчали, як спільноти тварин реагують на інвазійних мурах, і об’єднали результати. Ми вибрали лише дослідження, які проводилися у відносно «непорушеному» природному середовищі, вільному від інтенсивної діяльності людини.

Це території, куди інвазивні мурахи розійшлися з більш деградованих середовищ існування або міського середовища. Це дозволяє нам з більшою впевненістю стверджувати, що будь-які негативні чи позитивні наслідки для тваринних спільнот викликані інвазивними мурахами, а не іншими інвазивними видами чи певною формою порушення людиною, як-от сільське господарство чи вирубка лісів.

Наші результати показують, що спільноти тварин переважно негативно реагують на інвазивних мурах. Ми виявили, що в районах, заселених мурахами, було в середньому на 50% менше окремих тварин і видів, що є різким падінням біорізноманіття. Важливо також пам’ятати, що ці результати є середніми, і, отже, інвазивні мурахи можуть призвести до загибелі деяких спільнот тварин, які перевищують ці цифри.

Ми також виявили, що деякі види тварин, такі як птахи, рептилії та жуки, реагували сильніше, ніж інші. Місцеві мурахи були найбільш постраждалою групою. Це має сенс, оскільки на багатьох місцевих мурах не тільки безпосередньо нападуть інвазивні мурахи, але їм також доведеться конкурувати з ними за їжу та місця для гнізд. Це також погана новина через загальну важливість місцевих мурах для ширшої екосистеми.

Інші групи, які сильно постраждали, це птахи, жуки, метелики, молі та рептилії.

Ми також виявили, що кількість особин в одній групі комах — таких жуків, як щитівки, попелиці та борошнисті червці — зросла. Ця група формує «мутуалізм» з мурахами, де кожен вид має чисту вигоду.

Ці комахи смокчуть сік і виділяють солодку рідину під назвою «медяна роса», яку люблять мурахи. Мурахи захищатимуть цих комах від їхніх хижаків і паразитів в обмін на цей цукристий секрет, дозволяючи їхнім популяціям взаємно збільшуватися. У деяких випадках ці мутуалізми можуть сприяти вторгненню — і мати катастрофічні наслідки.

Як щось таке маленьке може спричинити таку велику проблему?

Хоча мурахи малі порівняно з тим, як люди сприймають світ, їх багато і вони схильні взаємодіяти з широким колом інших організмів. Це означає, що вони можуть впливати на екосистему з різних кутів атаки. Інвазивні мурахи, ймовірно, активно полюють на інші види, але конкуренція за їжу чи простір також важлива.

Зрештою, нам потрібні додаткові дослідження, які зможуть з’ясувати, як мурахи взаємодіють з іншими видами, коли вони вторгаються в певне місце. Що вони їдять? З ким вони змагаються за їжу? Яким середовищам існування вони віддають перевагу і чому? Ці запитання терміново потребують відповідей, щоб ми могли зрозуміти, визначити пріоритети та оптимізувати те, як мінімізувати негативний вплив інвазивних мурах.

Загалом наше дослідження викликає занепокоєння. Зменшення різноманітності тварин може мати серйозні наслідки для функціонування екосистеми та довгострокового майбутнього рідкісних видів. Хоча існують важливі міркування щодо пом’якшення або усунення цих ефектів, наслідки для збереження не є однозначними.

Наприклад, режими знищення мурашок є складними з точки зору логістики та фінансово дорогими, і більша частина з них не вдаються. Технологія раннього виявлення, а також заходи контролю, такі як токсичні приманки, можуть допомогти природоохоронцям запобігти або скасувати вплив інвазивних мурах на наші екосистеми. Джерело

Згідно з новим дослідженням, люди в бідніших країнах непропорційно страждають від забруднення повітря, викликаного зростаючими пожежами в лісах і полях по всьому світу. Ландшафтні пожежі включають загоряння в лісах, чагарниках, траві, пасовищах та сільськогосподарських угіддях, як заплановані, так і неконтрольовані, як, наприклад, лісові пожежі, які цього року спустошили такі країни, як Алжир, Канаду та Грецію.

Вони створюють дим, який може поширюватись на тисячі кілометрів, створюючи ризики для здоров’я населення, включаючи зростання смертності та погіршення захворювань серця та легень. Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Lancet Planetary Health минулого року, забруднення атмосферного повітря спричинило смерть близько 4,5 мільйона людей у 2019 році.

У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature, дослідники використовували дані, машинне навчання та моделювання для оцінки глобальної щоденної кількості дрібних частинок, званих PM2,5, та концентрацій приземного озону, що викидаються ландшафтними пожежами в період з 2000 по 2019 рік.

Вони виявили, що річне забруднення повітря від ландшафтних пожеж у країнах з низьким рівнем доходу було приблизно в чотири рази вищим, ніж у багатих країнах, причому найвищі рівні спостерігалися в Центральній Африці, Південно-Східній Азії, Південній Америці. Підвищення температури, пов’язане з антропогенною зміною клімату, підвищує ризик пожеж.

Шенді Лі, доцент Університету Монаша в Мельбурні, Австралія, який є співавтором дослідження, сказав, що потепління означає, що забруднення «появи можуть посилитися в майбутньому».

«Наявні дані показують, що дим від пожежі може збільшити ризики для здоров’я, включаючи смертність і захворюваність, а це означає, що людям слід звернути увагу на те, щоб зменшити вплив пожежного забруднення повітря», — сказала вона.

У період з 2010 по 2019 рік у середньому близько 2,18 мільярда людей на рік зазнавали принаймні одного дня «істотного» забруднення повітря, що походить від джерел ландшафтних пожеж, що майже на сім відсотків більше, ніж у минуле десятиліття.

Сюди входять середньодобові рівні PM2,5, що перевищують рекомендовані ВООЗ 2021 15 мікрограмів на кубічний метр повітря, при цьому забруднення від джерел вогню становить як мінімум половину від загальної кількості.

В Африці була найбільша середня кількість днів впливу «суттєвого» забруднення повітря внаслідок пожеж на людину щороку — 32,5, за нею слідує Південна Америка — 23,1. Навпаки, європейці зазнавали значного забруднення приблизно один день на рік у середньому протягом десятиліття.

П’ять країн із найвищою середньорічною кількістю днів впливу значного забруднення від пожеж на людину були африканськими: Ангола, Демократична Республіка Конго, Замбія, Конго-Браззавіль та Габон.

«Кліматична несправедливість»

В окремому дослідженні, також опублікованому в журналі Nature у середу, вчені заявили, що дим від лісових пожеж у Сполучених Штатах підірвав прогрес як повітря, досягнуте за десятиліття. Міста в багатих країнах також борються з поганою якістю повітря, яке порушує рекомендації ВООЗ, переважно через забруднення, пов’язане з транспортом, опаленням та промисловістю.

Раніше цього місяця Всесвітня метеорологічна організація ООН заявила, що зміна клімату призводить до більш інтенсивних і частих хвиль спеки і подальшого «відьомського варення» забруднення. За словами Лі, скорочення екстремальних погодних явищ шляхом пом’якшення наслідків зміни клімату допоможе обмежити ризик.

Дослідники заявили, що їхні результати надали додаткові докази «кліматичної несправедливості», оскільки ті, хто найменше відповідальний за зміну клімату, викликану діяльністю людини, найбільше постраждали від лісових пожеж, які через них стали більш інтенсивними та частими.

Вони додали, що зміни у методах управління земельними ресурсами, зокрема спалювання сільськогосподарських відходів або пожежі, навмисно спрямовані на перетворення диких земель на сільськогосподарські чи комерційні цілі, також можуть допомогти зменшити масштаби пожеж, додали вони.

У вівторок вчені заявили, що знайшли «відсутній інгредієнт» для рожевих діамантів, одних із найдорожчих каменів у світі через їх рідкість і красу, і це відкриття може допомогти знайти більше. Понад 90 відсотків усіх коли-небудь знайдених рожевих алмазів були виявлені на нещодавно закритій шахті Аргайл на віддаленому північному заході Австралії.

Але чому саме Аргайл, який, на відміну від більшості інших алмазних копалень, розташований не в центрі континенту, а на його краю, видобув стільки рожевих дорогоцінних каменів, залишається загадкою. У новому дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications, команда австралійських дослідників заявила, що рожеві алмази були винесені на поверхню Землі в результаті розпаду першого суперконтиненту близько 1,3 мільярда років тому.

Х’юго Олірук, дослідник Університету Кертіна в штаті Західна Австралія та провідний автор дослідження, сказав AFP, що два з трьох інгредієнтів для формування рожевих діамантів вже відомі. Першим інгредієнтом є вуглець, і він повинен бути в надрах Землі.

Усе, що глибше ніж 150 кілометрів (93 милі), буде графітом — «ці штуки у ваших олівцях, зовсім не такі гарні на обручці», — сказав Олірук.

Другий інгредієнт — це необхідний тиск, щоб пошкодити прозорі діаманти.

«Натисніть лише трохи, і вони стануть рожевими. Натисніть занадто сильно, і вони стануть коричневими», — сказав він.

Більшість алмазів, виявлених в Аргайлі, були менш цінного коричневого відтінку, додав він.

«Як пробка від шампанського»

Відсутнім інгредієнтом стала вулканічна подія, яка підняла алмази на поверхню Землі, де люди могли їх отримати. У 1980-х роках було встановлено, що алмази Аргайл виникли 1,2 мільярда років тому. Але, за словами Оліерука, в той час не було «спускового механізму» для зростання рідкісних алмазів, тому дослідники намагалися встановити більш точний графік.

Вони використовували лазер, тонший за людську волосину, щоб досліджувати крихітні кристали в зразку породи Аргайл, наданому власником шахти, англо-австралійським гірничодобувним гігантом Rio Tinto.

Вимірявши вік елементів у кристалах, дослідники визначили, що Аргайлу 1,3 мільярда років, тобто алмази з’явилися на 100 мільйонів років пізніше, ніж вважалося раніше. Це збігається з розпадом першого у світі суперконтиненту, відомого як Нуна або Колумбія. У Нуна «практично кожна окрема суша на Землі була розчавлена ​​разом», сказав Олірук.

Величезний тиск, який змінив колір алмазів — другого інгредієнта — стався під час зіткнення між західною та північною Австралією 1,8 мільярда років тому. Коли Нуна почала розпадатися через п’ятсот мільйонів років, це знову посилило «шрам» від цієї події, сказав Олірук.

Магма вибухнула через цей старий шрам, «як пробка від шампанського, що відривається», забравши з собою діаманти, додав він. Співавтор дослідження Люк Дусе сказав, що такого «масштабного вибуху», в результаті якого алмази рухалися зі швидкістю, близькою до звуку, не було в історії людства.

Де шукати далі?

Протягом останніх 200 років люди здебільшого шукали алмази в центрі величезних континентів. Але знання «відсутнього інгредієнта» для рожевих діамантів може допомогти майбутнім зусиллям знайти рідкісні камені, сказав Олірук, додавши, що виявити більше навряд чи буде легко або швидко.

Старі гірські пояси, що знаменують розпад Нуни біля країв континентів, можуть стати домом для нового «рожевого діамантового раю», сказав він, назвавши Канаду, Росію, південну Африку та Австралію як можливі місця.

Джон Фоден, експерт з алмазів з Університету Аделаїди, який не бере участі в дослідженні, сказав AFP, що дослідники «переконливо показали» вік алмазів Аргайл. Але він попередив, що інші багаті діамантами провінції також були пов’язані з розпадом Нуни, і вони не виробляли рожеві діаманти. Це свідчить про те, що «рожевість, схоже, є місцевим атрибутом Аргайла», додав він.

Шахта Argyle була закрита у 2020 році через «різні фінансові причини», сказав Олірук, що означає, що вартість рожевих діамантів може продовжувати зростати в міру припинення пропозиції. Джерело

Відповідно до опублікованого в понеділок нового дослідження, яке попереджає про загрозу шостого масового вимирання, люди спричиняють втрату цілих гілок «дерева життя».

«Криза вимирання така ж страшна, як криза зміни клімату. Її не визнають», — сказав Герардо Себальос, професор Національного автономного університету Мексики та співавтор дослідження, опублікованого в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS.)

«На карту поставлено майбутнє людства», — сказав він AFP.

Дослідження є унікальним, оскільки замість того, щоб просто досліджувати втрату виду, воно вивчає вимирання цілих видів. У класифікації живих істот рід знаходиться між рангом виду і сімейства. Наприклад, собаки є видом, що належить до роду canis, тобто сам в родині псових.

«Це дійсно значний внесок, я вважаю, що вперше хтось спробував оцінити сучасні темпи вимирання на рівні, що перевищує рівень виду», — сказав AFP Роберт Коуї, біолог з Гавайського університету, який не брав участі в дослідженні.

«Як такий він справді демонструє втрату цілих гілок Дерева Життя», уявлення про живі істоти, вперше розроблене Чарльзом Дарвіном.

Дослідження показує, що «ми не просто обрізаємо кінцеві гілки, а скоріше використовуємо бензопилу, щоб позбутися великих гілок», погодився Ентоні Барноскі, почесний професор Каліфорнійського університету в Берклі.

73 вимерлих видів

Дослідники в основному покладалися на види, занесені до списку вимерлих Міжнародним союзом охорони природи (МСОП). Вони зосередилися на видах хребетних (за винятком риб), для яких доступні додаткові дані. З приблизно 5400 видів (включаючи 34 600 видів) вони дійшли висновку, що 73 вимерли за останні 500 років — більшість із них — за останні два століття.

Потім дослідники порівняли це зі швидкістю вимирання, оціненою на основі скам’янілостей протягом дуже тривалого періоду.

«Виходячи зі швидкості вимирання за попередні мільйони років, ми очікували втрати двох видів. Але ми втратили 73», – пояснив Себальос.

За оцінками дослідників, це мало зайняти 18 000 років, а не 500, хоча такі оцінки залишаються невизначеними, оскільки не всі види відомі, а літопис скам’янілостей залишається неповним.

Причина? Діяльність людини, така як знищення середовищ існування сільськогосподарських культур або інфраструктури, а також надмірний вилов риби, полювання тощо. Втрата одного роду може мати наслідки для всієї екосистеми, стверджував Себаллос.

«Якщо ви візьмете одну цеглину, стіна не впаде, — сказав він. — Ви візьмете набагато більше, і врешті стіна впаде. «Нас хвилює те, що… ми втрачаємо речі так швидко, що для нас це сигнал про крах цивілізації».

«Ще є час» діяти

Усі експерти погоджуються, що поточні темпи вимирання викликають тривогу, але чи є це початком шостого масового вимирання (останнім був астероїд, який знищив динозаврів 66 мільйонів років тому), залишається предметом дебатів.

Вчені широко визначають масове вимирання як втрату 75 відсотків видів за короткий період часу. Використовуючи це «довільне» визначення, сказав Коуї, шосте масове вимирання ще не відбулося.

Але якщо ми припустимо, що «види продовжуватимуть вимирати з нинішньою швидкістю (або швидше), то це станеться», – попередив він. «Ми з упевненістю можемо сказати, що це початок потенційного шостого масового вимирання».

Себаллос попередив, що вікно можливостей для людей «швидко закривається». Пріоритетом є зупинка знищення природних середовищ існування та відновлення втрачених, сказав він.

«Але ще є час врятувати багато видів», — сказав він. «Існує 5400 видів, ми зможемо врятувати багато з них, якщо діятимемо зараз». Джерело

Японські інженери створили перекладач із півнячої мови на основі технологій штучного інтелекту.

Керував дослідницькою роботою професор Адріа Девід Чеок з Університету Токіо. Відкрила шлях до розробки нейромережевого інструменту система під назвою “Глибокий емоційний аналіз”. За її допомогою можна ідентифікувати емоції птахів, розпізнаючи звукові патерни, пише New York Post.

Фахівці навчилися розрізняти такі емоційні стани мешканців курника, як голод, страх, агресія, задоволеність, захоплення та стрес. Для тестування задіяли близько 80 півнів та курок. Паралельно з інженерами над проектом працювали ветеринари та зоопсихологи.

“Якщо ми знатимемо, що відчувають тварини, ми зможемо створити для них набагато кращий світ”, – цитує видання професора Чеока. Джерело