Використовуючи геологічні зразки з естуарію Ітан у Шотландії, вчені визначили танення льодовикового покриву як ймовірну причину серйозної зміни клімату трохи більше ніж 8000 років тому. І аналіз за участю групи геонауковців із чотирьох університетів Йоркшира під керівництвом доктора Грема Раша, який обіймає посади як в Університеті Лідса, так і в Університеті Лідса Беккета, може дати підказки щодо того, як сучасна втрата льоду в Гренландії може впливають на кліматичні системи світу.

Понад 8000 років тому Північна Атлантика та Північна Європа зазнали значного похолодання через зміни в основній системі океанських течій, відомій як Атлантична меридіональна обертальна циркуляція, або AMOC. Зміна AMOC також вплинула на глобальні моделі опадів. Вважається, що надходження величезної кількості прісної води в солоному морі Північної Атлантики спричинило злам AMOC.

Дослідницька група взяла основні зразки осаду в лимані Ітан, щоб скласти картину того, що відбувалося з рівнем моря понад 8000 років тому. Проаналізувавши мікрофосілії та осад у зразках, вони виявили, що зміни рівня моря відрізняються від нормальних фонових коливань приблизно на два міліметри на рік і досягають 13 міліметрів на рік, при цьому окремі події рівня моря призводять до підвищення рівня води, швидше за все, приблизно на 2 метри. в лимані Ітан.

Аналіз керна надає додаткові докази того, що існувало принаймні два основних джерела прісної води, які впадали в Північну Атлантику, викликаючи зміни в AMOC, а не одне джерело, як вважалося раніше.

Багато вчених дотримувалися думки, що прісна вода надходила з гігантського озера — озера Агассіс-Оджибвей, яке було розміром із Чорне море і було розташоване поблизу сучасної північної частини Онтаріо, — яке впало в океан. Доктор Раш сказав: «Ми показали, що незважаючи на велике озеро, воно не було достатньо великим, щоб врахувати всю ту воду, яка надходила в океан і викликала підвищення рівня моря, яке ми спостерігали».

Натомість доктор Раш та його колеги вважають, що танення крижаної сідловини Гудзонової затоки, яка охопила більшу частину східної Канади та північно-східних Сполучених Штатів, призвело до впорскування величезної кількості води, що було відображено у зразках керна.

Циркуляція океану розподіляє тепло

Теплова енергія впливає на клімат у світі, а порушення океанічної течії мало значні наслідки в усьому світі. Температури в Північній Атлантиці та Європі впали на 1,5-5 градусів Цельсія і трималися приблизно 200 років, а в інших регіонах спостерігалося потепління вище середнього. Рівень опадів також збільшився в Європі, тоді як в інших частинах світу, таких як частини Африки, спостерігалися більш сухі умови та тривалі періоди посухи.

Автори дослідження вважають, що дослідження дає уявлення про те, як сьогоднішнє танення льодових покривів у Гренландії може вплинути на глобальні кліматичні системи.

Доктор Раш додав: «Ми знаємо, що AMOC зараз сповільнюється, і, хоча все ще обговорюються, деякі прогнози вказують на те, що він може припинити роботу взагалі.

«Однак, дивлячись на минулі події, ми можемо дізнатися більше про те, що спричиняє ці зміни та їхню ймовірність. Ми показали, що швидке відступання крижаного покриву, яке може статися в Гренландії залежно від шляху майбутніх викидів викопного палива, може спричинити діапазон значних кліматичних впливів, які мали б дуже тривожні наслідки». Джерело

Поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ) — це тип органічних молекул, які містять плавлені кільця, виготовлені з хімічного бензолу. Вчені вважають, що ПАВ відповідальні за хімічні процеси, які зрештою призводять до утворення сажі та інших вуглецевих наночастинок на Землі та навколо та між зірками в далекому космосі. На Землі ПАВ частково утворюються через неповне згоряння вугілля, нафти та інших речовин і завдають шкоди здоров’ю людини.

У всьому Всесвіті на ПАВ припадає до 30% усього вуглецю навколо зірок, міжзоряних хмар або планет. Проте вчені не до кінця розуміють роль реакцій за участю двох вільних радикалів у формуванні ПАВ в екстремальних умовах. Вільні радикали — це молекули з неспареним електроном, який делокалізований щонайменше на трьох атомах. У дослідженні, опублікованому в журналі Chemical Science, дослідники провели експерименти, щоб з’ясувати, як прототип ПАВ — нафталін — може утворюватися в результаті реакцій, що відбуваються в газовій фазі речовини.

Результати дають фундаментальні знання про процеси, які можуть утворити найпростіший представник ПАВ нафталін — ключовий інгредієнт нафталіну. Дослідники виявили, що ця реакція може відбуватися в газовій фазі через реакцію радикалів, які знаходяться в полум’ї горіння та в просторі навколо багатих вуглецем зірок. Це дає нові фундаментальні знання про хімію та вуглецевий баланс нашої галактики.

Поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАВ) і частинки сажі, що утворюються від них, є небажаними побічними продуктами в процесах згоряння викопного палива, але вчені не мають повного розуміння фундаментальних механізмів їх утворення. Ізомерне селективне виявлення продукту показує, що реакція резонансно стабілізованих бензильного (C₇H₇) і пропаргілового (C₃H₃) радикалів синтезує найпростіший представник ПАВ — молекулу ароматичного нафталіну Хюккеля 10p (C₁₀H_8).

Отримання нафталіну в газовій фазі дає радикально нову концепцію реакції згоряння відповідних пропаргілових радикалів з ароматичними радикалами, що містять радикальний центр у метиленовому фрагменті (ароматичний CH₂), які раніше не розглядалися як джерело ароматичних сполук у середовища з високою температурою.

Цей легкий механізм додавання пропаргілу — бензануляції (PABA) радикалів пропаргілу з іншими ароматичними радикалами CH₂ крім бензилу може призвести до ПАВ вищого порядку, таких як антрацен і фенантрен. Цей висновок є фундаментальним зрушенням у сприйнятті того, що ПАВ переважно утворюються за допомогою шляхів відведення водню — додавання ацетилену (HACA) і дегідроциклізації додавання фенілу (PAC) в умовах високотемпературного спалювання.

Цей механізм PABA пропонує різноманітні та різноманітні шляхи до трьох ключових класів ароматичних вуглеводнів: аценів (ПАВ, що складаються з лінійно злитих бензольних кілець), фенаценів (ПАВ, що містять зигзагоподібно структуровані бензольні кільця) та геліценів (орто-конденсовані ПАВ, у яких бензольні кільця мають кутове кільце, утворюючи хіральні молекули спіральної форми), що наближає вчених до розуміння ароматичного всесвіту, в якому ми живемо. Джерело

Землетруси, великі й малі, відбуваються щодня в зонах, які охоплюють весь світ, як шви на бейсбольному м’ячі. Більшість нікого не турбує, тому вони не потрапляють у новини. Але час від часу катастрофічний землетрус вражає людей десь у світі з жахливими руйнуваннями та величезними стражданнями.

8 вересня 2023 року в Атлаських горах Марокко стався землетрус магнітудою 6,8, який сколихнув стародавні села, залишивши під завалами тисячі людей. У лютому 2023 року велика територія Туреччини та Сирії була зруйнована двома сильними землетрусами, які сталися один за одним.

Земна кора врізається сама в себе і розривається

Землетруси є частиною нормальної поведінки Землі. Вони відбуваються з рухом тектонічних плит, які утворюють зовнішній шар планети. Ви можете розглядати плити як більш-менш жорстку зовнішню оболонку, яка має зрушитися, щоб дозволити Землі віддавати своє внутрішнє тепло.

Ці плити несуть континенти й океани, і вони постійно сповільнено зіштовхуються одна з одною. Холодні та щільні океанічні плити занурюються під континентальні плити та назад у мантію Землі в процесі, відомому як субдукція. Коли океанічна плита занурюється, вона тягне все за собою і відкриває тріщину в іншому місці, яка заповнюється підняттям гарячого матеріалу з мантії, який потім охолоджується. Ці рифти являють собою довгі ланцюги підводних вулканів, відомі як серединно-океанічні хребти. Землетруси супроводжують як субдукцію, так і рифтинг. Фактично, саме так були вперше виявлені межі плит.

У 1950-х роках, коли була створена глобальна сейсмічна мережа для моніторингу ядерних випробувань, геофізики помітили, що більшість землетрусів відбуваються вздовж відносно вузьких смуг, які або огинають краю океанських басейнів, як у Тихому, або прорізають прямо посередині басейнів, як в Атлантиці.

Вони також помітили, що землетруси вздовж зон субдукції неглибокі з боку океану, але проходять глибше під континент. Якщо ви побудуєте землетруси в 3D, вони визначатимуть плитоподібні елементи, які простежують плити, що занурюються в мантію.

Експеримент: як працює землетрус

Щоб зрозуміти, що відбувається під час землетрусу, складіть долоні разом і з деякою силою натисніть. Ви моделюєте розлом межі плити. Кожна рука — це одна пластина, а поверхня ваших рук — це вина. Ваші м’язи — це тектонічна система плит.

Тепер додайте трохи вперед до правої руки. Ви побачите, що він згодом смикнеться вперед, коли передня сила подолає тертя між вашими долонями. Цей раптовий ривок вперед і є землетрус. Вчені пояснюють землетруси за допомогою так званої теорії пружного відскоку.

Швидкі плити рухаються зі швидкістю до 8 дюймів (20 сантиметрів) на рік, головним чином завдяки океанічним плитам, які опускаються в зонах субдукції. З часом вони прилипають одна до одної через тертя на межі пластин. Спроба руху деформує прикордонну зону пластини пружно, як напружена пружина. У якийсь момент накопичена пружна енергія долає тертя, і пластина ривком рухається вперед, викликаючи землетрус.

Але рушійні сили плити не припиняються, тому межа плит знову починає накопичувати пружну енергію, що спричинить новий землетрус — можливо, незабаром або, можливо, у далекому майбутньому.

В океанах межі плит вузькі й чітко визначені, оскільки підстилаючі породи дуже жорсткі. Але всередині континентів межі плит часто являють собою широкі зони деформованої гірської місцевості, пересічені багатьма розломами. Ці розломи можуть зберігатися протягом багатьох років, навіть якщо межа плити стає неактивною. Тому іноді землетруси відбуваються далеко від меж плит.

Землетруси, швидкі та повільні

Циклічна поведінка розломів дозволяє сейсмологам статистично оцінювати ризики землетрусів. Межі плит зі швидкими рухами, як-от уздовж Тихоокеанського краю, швидко накопичують пружну енергію та мають потенціал для частих землетрусів великої магнітуди.

Повільно рухомим розломам меж плит потрібно більше часу, щоб досягти критичного стану. Вздовж деяких розломів між великими землетрусами можуть проходити сотні або навіть тисячі років. Це дає час для того, щоб міста виросли, а люди втратили пам’ять предків про минулі землетруси.

Прикладом є землетрус у Марокко. Марокко розташоване на кордоні між Африканською та Євразійською плитами, які повільно стикаються одна з одною. Величезний пояс гір, який простягається від Атласу Північної Африки до Піренеїв, Альп і більшості гір у Південній Європі та на Близькому Сході, є продуктом цього зіткнення плит. Але оскільки ці рухи плит поблизу Марокко повільні, великі землетруси не такі часті.

Підготовка до великого

Важливим фактом про катастрофічні землетруси є те, що в більшості випадків землетруси не вбивають людей, а гинуть будівлі, що падають.

Більшість американців чули про каліфорнійський розлом Сан-Андреас і сейсмічний ризик для Сан-Франциско та Лос-Анджелеса. Останній великий землетрус уздовж розлому Сан-Андреас стався в Лома-Прієта в районі затоки Сан-Франциско в 1989 році. Його магнітуда, 6,9, була порівнянна з землетрусом у Марокко, але 63 людини загинули в порівнянні з тисячами. Це значною мірою тому, що будівельні норми в цих сейсмонебезпечних містах США тепер розроблені таким чином, щоб підтримувати конструкції під час тряски Землі.

Виняток становлять цунамі, величезні хвилі, які виникають, коли землетрус зміщує морське дно, зміщуючи воду над ним. Цунамі, яке обрушилося на Японію у 2011 році, мало жахливі наслідки, незважаючи на якість інженерних робіт у прибережних містах. На жаль, вчені не можуть точно передбачити, коли землетрус може статися; вони можуть лише оцінити небезпеку. Джерело

Нове дослідження оновлює структуру планетних кордонів і показує, що людська діяльність все більше впливає на планету і, таким чином, збільшує ризик ініціювання різких змін у загальних умовах Землі. Понад 3 мільярди років взаємодія між життям і кліматом контролювала загальні умови навколишнього середовища на Землі. Діяльність людини, наприклад, заміна природи іншими видами землекористування, зміна кількості води в річках і ґрунті, введення синтетичних хімікатів у відкрите середовище та викид парникових газів в атмосферу – усе це впливає на ці взаємодії.

Повага та підтримка взаємодій у системі Землі, щоб вони залишалися подібними до тих, які контролювали умови на Землі протягом останніх ~12 000 років, мають вирішальне значення для забезпечення того, щоб людська діяльність не викликала різких змін умов на Землі — змін, які, ймовірно, зменшать здатність Землі підтримувати сучасні цивілізації.

Дев’ять «планетарних кордонів» представляють компоненти глобального середовища, які регулюють стабільність і придатність для життя людей на планеті. Ступінь порушення безпечних граничних рівнів спричинений діяльністю людини, що впливає на компоненти.

Структура планетних кордонів застосовує новітнє наукове розуміння функціонування системи Землі для визначення «безпечного робочого простору» для людства, пропонуючи обмеження для ступеня, до якого людська діяльність може впливати на критичні процеси без ризику потенційно викликати незворотні зміни в земних умовах, які нас підтримують.

Вперше представлені метрики для всіх кордонів. Встановлено, що шість кордонів порушено, і порушення зростає для всіх кордонів, крім деградації озонового шару Землі. Глобальної уваги до клімату недостатньо. Розробка системних моделей Землі, які точно відтворюють взаємодію між кордонами, особливо цілісність клімату та біосфери, є невідкладним пріоритетом.

Дослідження, опубліковане в Science Advances , представляє третє оновлення системи, проведене 29 вченими з восьми різних країн.

«Кров’яний тиск» Землі занадто високий

Кетрін Річардсон, професор Інституту Глобус, керівник Наукового центру сталого розвитку Копенгагенського університету та керівник дослідження, пояснює, що тенденція до збільшення порушення кордонів викликає занепокоєння: «Перетин шести кордонів сам по собі не обов’язково означає катастрофу, але це чіткий попереджувальний сигнал. Ми можемо сприймати це як власний артеріальний тиск. АТ понад 120/80 не є гарантією серцевого нападу, але підвищує ризик його. Тому ми намагаємося знизити Заради себе — і заради наших дітей — нам потрібно зменшити тиск на ці шість планетних кордонів».

Важливим висновком дослідження є те, що потрібно більше уваги приділяти взаємодії між кордонами. «Зосередження на зміні клімату, спричиненій діяльністю людини, недостатньо, якщо ми хочемо захистити систему Землі від незворотної шкоди», — каже Йохан Рокстрьом, директор Потсдамського інституту дослідження впливу клімату (PIK) і оригінальний ініціатор структури в 2009 році.

«Поруч зі зміною клімату цілісність біосфери є другою опорою стабільності нашої планети. Наше дослідження показує, що пом’якшення глобального потепління та збереження функціональної біосфери для майбутнього повинні йти рука об руку», — говорить співавтор Вольфганг Лухт. Наголошує начальник відділу системного аналізу Землі ПІК.

Використання біомаси впливає на біорізноманіття

Необхідність поважати межі зміни землекористування зосереджує увагу на зростаючому глобальному використанні біомаси як альтернативи вугіллю, нафті та газу. Біомаса є продуктом фотосинтезу, процесу, під час якого рослини перетворюють сонячну енергію на енергію, яку можуть використовувати інші живі організми, і, таким чином, постачає енергію, яка підтримує біорізноманіття.

«Наше дослідження показує, що люди привласнюють еквівалент ~30% енергії, яка була доступна для підтримки біорізноманіття до промислової революції», — каже Річардсон.

«Звичайно, вилучення такої кількості енергії, яка інакше була б доступна природі, має бути рушійною силою втрати біорізноманіття. Тому ми пропонуємо прийняти людське присвоєння чистого первинного виробництва (HANPP), тобто використання біомаси, як один із двох показників при оцінці впливу людини на біорізноманіття».

Потрібні кращі моделі системи Землі

«Світ, який розвивається в межах, визначених наукою, є єдиним способом орієнтуватися в нашій поточній ситуації зі зростаючими, потенційно катастрофічними ризиками, у планетарному масштабі. Ми вже визнаємо це щодо клімату, де Паризька угода прийняла кліматичні планетарні межі проведення Обмеження в 1,5°C. Так само світ прийняв планетарні межі біорізноманіття, коли було прийнято рішення на COP15 у Монреалі та Куньміні у 2022 році, щоб зупинити та повернути назад втрату біорізноманіття на суші та в океані», – каже Йохан Рокстрьом.

«Однак наше дослідження показує, що цього далеко недостатньо. Наука «Планетарні кордони» надає «посібник до дії», якщо ми справді хочемо забезпечити процвітання та справедливість для всіх на Землі, і це виходить далеко за рамки лише клімату, вимагаючи нового Моделювання та аналіз системи Землі, а також систематичні зусилля щодо захисту, відновлення та відновлення стійкості планети».

«Сподіваюся, це нове дослідження послужить тривожним дзвінком для багатьох і посилить увагу міжнародної спільноти до необхідності обмеження нашого впливу на планету, щоб зберегти та захистити умови Землі, які дозволяють розвинутим людським суспільствам процвітати, – каже Кетрін Річардсон. Джерело

Нове дослідження виявило, що імунна система відіграє життєво важливу роль у зміні поведінки, використовуючи імунне розпізнавання для стимулювання захисної поведінки проти токсинів через передачу антитіл у мозок. У дослідженні на мишах, коли антитіла IgE (відповідальні за активацію тучних клітин, які передають мозок відразу) були заблоковані, сенсибілізовані миші більше не уникали алергенів, що демонструє роль імунної системи в допомозі тваринам уникати небезпеки навколишнього середовища.

Простий запах морепродуктів може викликати серйозну нудоту у тих, хто страждає на алергію, і тому вони, швидше за все, уникатимуть його. Подібним чином люди, які зазнали харчового отруєння певною стравою, як правило, уникають цього після. Протягом тривалого часу дослідники зрозуміли, що наша імунна система відіграє ключову роль у наших реакціях на алергени та патогени в навколишньому середовищі. Однак було незрозуміло, чи відіграє це якусь роль у спонуканні до таких типів поведінки щодо алергічних тригерів.

Відповідно до дослідження під керівництвом Єльського університету, нещодавно опублікованого в журналі Nature, виявилося, що імунна система відіграє вирішальну роль у зміні нашої поведінки.

«Ми виявили, що імунне розпізнавання контролює поведінку, зокрема захисну поведінку проти токсинів, які спочатку передаються через антитіла, а потім у наш мозок», — сказав Руслан Меджитов, професор імунобіології Йельської школи медицини, дослідник Медичного інституту Говарда Хьюза та старший автор дослідження.

Без зв’язку з імунною системою мозок не попереджає організм про потенційну небезпеку в навколишньому середовищі й не намагається уникнути цих загроз, показує дослідження.

Команда в лабораторії Меджитова під керівництвом Естер Флоршейм, яка на той час була докторантом Єльського університету, а зараз доцентом Університету штату Арізона, та Натаніелем Бахтелем, аспірантом Школи медицини, вивчали мишей, які були чутливі до мають алергічні реакції на яйцеклітини, білок, що міститься в курячих яйцях. Як і очікувалося, ці миші, як правило, уникали води з яйцеклітинами, тоді як контрольні миші, як правило, віддавали перевагу джерелам води з яйцеклітинами. Відраза до яйцеподібних джерел води у чутливих мишей зберігалася місяцями, виявили вони.

Потім команда перевірила, чи можуть вони змінити поведінку сенсибілізованих мишей шляхом маніпулювання змінними імунної системи. Вони виявили, наприклад, що миші з алергією на яйцеклітини втрачали відразу до білка в їхній воді, якщо антитіла до імуноглобуліну Е (IgE), які виробляє імунна система, були заблоковані. Антитіла IgE викликають вивільнення тучних клітин, типу білих кров’яних тілець, які разом з іншими білками імунної системи відіграють вирішальну роль у спілкуванні з ділянками мозку, які контролюють поведінку відрази. Без IgE як ініціатора передача інформації була перервана, так що миші більше не уникали алергену.

Меджитов сказав, що результати ілюструють, як імунна система розвивалася, щоб допомогти тваринам уникати небезпечних екологічних ніш. Розуміння того, як імунна система запам’ятовує потенційні небезпеки, додав він, одного разу може допомогти придушити надмірні реакції на багато алергенів та інших патогенів. Джерело

Зразки нещодавно пройшли експертизу в національному університеті Мексики (UNAM), у результаті якої було отримано дані про ДНК, отримані шляхом радіовуглецевого датування.

За словами вчених, “ці зразки не є частиною нашої земної еволюції. Вони були знайдені в шахтах діатомових водоростей і згодом скам’яніли”.

Стверджується, що вік вилучених із шахти в Куско «нелюдей» становить 1000 років, а їхній генетичний склад відрізняється від людського на 30%. Джерело