Październik 2020

Energia cieplna Ziemi może zaspokoić potrzeby energetyczne ludzkości na miliardy lat

Stoimy jako ludzkość u progu energetycznej rewolucji, której rozmiary i skutki budzą w wielu środowiskach ogromne kontrowersje. Najbardziej promowane źródła odnawialne, takie jak: turbiny wiatrowe i fotowoltaika okazują się być nie tak efektywnem jak zakładano. Nie są też wybitnie zrównoważone ekologicznie. Czy są więc lepsze źródła dla „Nowego Zielonego Ładu”? Są. Wielu specjalistów zaczyna ponownie przyglądać się energii geotermalnej.

Jakie wielkie są zasoby tej energii oraz ile czasu zajęłoby wykorzystanie jej?

Da się to w przybliżeniu oszacować. Promień Ziemi to 6,371×106 m. Masa Ziemi - 5,972×1024 kg. Temperatura wnętrza Ziemi waha się od 1000 do 5000 stopni Celsjusza. Właściwa pojemność cieplna wnętrza Ziemi waha się od 800 (dla żelaza) do 2000 (dla skał) dżuli na kilogram na stopień Celsjusza. Widać wyraźnie, że nie ma jednej wartości temperatury i wydajności cieplnej dla całej sfery ziemskiej, ponieważ wartości te są inne dla poszczególnych warstw, od jądra do skorupy skalnej. Nawet jednak przy zastosowaniu minimalnych wartości wychodzą ogromne liczby. Czy jednak wystarczająco ogromne, by zapewnić ludzkości energię na długi czas, a może i „na zawsze”?

Jeśli weźmiemy pod uwagę potrzeby energetyczne 8 miliardów mieszkańców Ziemi na poziomie jednego kilowata dziennie na gospodarstwo domowe i założymy sprawność transferu energii z wnętrza Ziemi na jedynie 10 proc., to i tak z wyliczeń wynika możliwość zaspokojenia tych potrzeb na długie miliardy lat.

A zatem wystarczy sięgnąć i mamy praktycznie niewyczerpany zasób energii dla świata. Niestety nie jest to takie proste. Energia geotermalna naturalnie wydostaje się na powierzchnię Ziemi z sumaryczną mocą około 46 TW, ale średnia tego strumienia geotermalnego to około 0,063 W/m². Jest to niewystarczające do eksploatacji bezpośredniej, dlatego w geotermii istotne są tzw. rejony hipertermiczne (o średnim wzroście temperatury w kierunku środka Ziemi większym od 80 K/km) i semitermiczne (od 40 do 80 K/km).

Pozostaje jednak mieć nadzieję, że naukowcy wpadną na pomysł, jak dokonywać bezpośredniej eksploatacji tej energii. Jeśli się to uda, pozwoli nam to nie tylko na gigantyczną transformację energetyczną, ale także ekonomiczno-polityczno-społeczną.

 

Dodaj komentarz

loading...

Neandertalskie geny zwiększają podatność i śmiertelność na COVID-19

W 2018 roku naukowcy z Uniwersytetu Stanforda odkryli, że geny odziedziczone po neandertalczykach pomagają Homo sapiens zwalczać wiele infekcji wirusowych. Wydaje się jednak, że czasami wspomniany gen może nieść ze sobą wielkie zagrożenie. Okazuje się iż może on zwiększać śmiertelność przy zachorowaniu na rozmaite koronawirusy.

Naukowcy z Karolinska Institute (Szwecja) i Institute for Evolutionary Anthropology of the Max Planck Society (Niemcy) odkryli, że fragment genomu, obejmujący sześć genów trzeciego chromosomu, jest bardzo podobny do wersji chromosomu neandertalczyka sprzed 50 tysięcy lat, którego pozostałości znaleziono w Chorwacji. Co więcej, w genomie Denisowiańczyków - jeszcze jednego „kuzyna” ludzkości - nie znaleziono takiego genu.

Ta sekcja genu wiąże się z ryzykiem cięższego przebiegu zakażenia koronawirusem. Dziś ten fragment DNA występuje najczęściej w Bangladeszu, gdzie występuje u 63 procent ludzi. Jest go również dużo w Azji Południowej, gdzie jedna trzecia populacji to jego nosiciele. W innych regionach ten fragment genomu jest znacznie mniej powszechny. W Europie występuje u ośmiu procent populacji, a w Azji Wschodniej - u czterech. Najwięcej szczęścia mieli mieszkańcy Afryki, ponieważ w ich przypadku zawartość tego genomu w populacji jest niemal nieistniejąca. 

 

Jak sugerują naukowcy, różnorodność w zachowaniu się genów neandertalczyków może wynikać z faktu, że w niektórych populacjach miały one bardziej pozytywny wpływ na przeżycie. Dlatego też, w wielu obszarach planety były one głeboko zakorzenione, a w innych wręcz przeciwnie, okazywały się szkodliwe i zostały wykluczone z genomu. Te same geny są teraz odpowiedzialne za zbyt ostrą reakcję organizmu na Covid-19. Oznacza to, że ludzki układ odpornościowy, w niektórych przypadkach próbuje zbyt mocno stłumić wirusa, szkodząc w ten sposób sam sobie.

 

 

Dodaj komentarz

loading...

Naukowcy ujawnili plany budowy wielkiego podwodnego obserwatorium neutrin

Naukowcy powiadomili o planach budowy wielkiego podwodnego obserwatorium neutrin. Największa tego typu instalacja na świecie powstanie u wybrzeży Kanady z myślą o wykrywaniu wysokoenergetycznych neutrin, będących tworem ekstremalnych wydarzeń spoza Drogi Mlecznej.

 

Obserwatoria neutrin, takie jak detektor IceCube, który znajduje się głęboko pod lodami Antarktydy i jest obecnie największym tego typu urządzeniem, wykrywają promieniowanie Czerenkowa. Pojawia się ono, gdy przechodzące przez Ziemię neutrina oddziałują z jądrami atomów i powodują powstawanie szybko poruszających się cząstek wtórnych.

 

Detektor IceCube składa się z kilkudziesięciu fotopowielaczy, które zawieszono na linach w głębokich otworach w lodzie na Biegunie Południowym. W 2013 roku, urządzenie po raz pierwszy wykryło wysokoenergetyczne neutrina, pochodzące spoza naszej galaktyki. Cztery lata później zarejestrowało zdarzenie, które udało się powiązać z bardzo odległym, jasnym jądrem galaktyki typu blazar. Jednak zdaniem naukowców, należy udoskonalić detektor IceCube i wybudować kolejne obserwatoria, aby móc dokładniej określać pochodzenie kosmicznych neutrin.

Dlatego amerykańscy, kanadyjscy i niemieccy astrofizycy ujawnili plany budowy nowego podwodnego obserwatorium. P-ONE (Pacific Ocean Neutrino Experiment) powstanie na głębokości około 2,6 kilometra w Cascadia Basin, około 200 kilometrów od wybrzeża Kolumbii Brytyjskiej. Nowa instalacja będzie się składała z sieci 70 detektorów podzielonych na siedem grup, tworząc urządzenie o objętości 3 km3 i wykorzysta tamtejszy światłowód o długości 800 kilometrów, którzy obsługiwany jest przez inicjatywę Ocean Networks Canada Uniwersytetu Wiktorii i przekazuje dane na temat energii elektrycznej oraz promów do i z istniejących urządzeń, umieszczonych na dnie morskim.

 

Przyszłe obserwatorium P-ONE będzie jeszcze większe niż IceCube i pozwoli wykrywać rzadsze neutrina o wyższej energii. Instrument ten skupi się głównie na obserwacji neutin przychodzących z półkuli południowej, jednak obszary poszukiwań tych dwóch instrumentów będą się częściowo pokrywać.

 

Według obecnych planów, pierwsza część nowego obserwatoriów P-ONE powstanie pod koniec 2023 roku. Instalacja będzie gotowa do pracy i zacznie zbierać pierwsze dane do końca 2030 roku. Jednak naukowcy wskazują, że plany mogą ulec znacznemu opóźnieniu. Przykładowo europejskie podwodne obserwatorium neutrin KM3NeT pierwotnie miało być gotowe do pracy już w 2014 roku, jednak jego poszczególne elementy u wybrzeży Francji i Włoch będą gotowe dopiero w 2024 i 2026 roku.

 

Dodaj komentarz

loading...

Tempo topnienia Grenlandii jest obecnie największe od 12 tysięcy lat

Nowe obliczenia tempa topnienia lodu na Grenlandii w ciągu ostatnich 12 tysięcy lat pokazały, że w XXI wieku liczba ta osiągnęła rekordowy poziom w całej epoce polodowcowej. Wyniki obliczeń zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Nature.

Praktycznie wszyscy klimatolodzy nie mają wątpliwości, że globalne ocieplenie istnieje i radykalnie zmieni oblicze planety. Świadczą o tym nie tylko modele komputerowe klimatu planety, ale także dane z satelitów klimatycznych, lądowych stacji meteorologicznych i boi oceanicznych. Pierwszą i główną ofiarą tego procesu będą regiony polarne Ziemi i lodowce. 

 

Już teraz temperatura na ich obszarze jest większa o 4-9 ° C niż w poprzednich stuleciach. W sierpniu ubiegłego roku, doprowadziło to do tego, że na Grenlandii ogromna część masywu lodowego wyspy o wadze 12,5 mld ton oderwała się i spadła do morza. Przez cały 2019 rok łączna masa pokrywy lodowej Grenlandii spadła o rekordowe 532 mld ton.


Badacze odpowiedzialni za wymienioną na początku pracę naukową, porównali obecne dane z tym, jak obszar lodowy Grenlandii zmieniał się w przeszłości. Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy stworzyli szczegółowy model klimatyczny południowo-zachodniego wybrzeża wyspy. Wzięto pod uwagę, między innymi to, jak zmienił się jej klimat i wygląd na przestrzeni ostatnich 12 tysięcy lat. Ponadto, naukowcy obliczyli tempo topnienia lodowców w różnych okresach historii.


Wyniki pokazały, że obszar pokrywy lodowej wyspy w przeszłości zmieniał się znacznie wolniej niż obecnie. Dotyczyło to również najcieplejszych okresów historii holocenu, obecnej epoki geologicznej, kiedy temperatury na Ziemi były o 1-2 ° C wyższe niż obecnie. Naukowcy mają nadzieję, że ich model klimatyczny i obliczenia pomogą klimatologom udoskonalić szacunki dotyczące zmian masy i objętości lodowców na Grenlandii. W nadchodzących dekadach i wiekach, te informacje pomogą decydentom lepiej ocenić zagrożenia klimatyczne i opracować skuteczne środki zwalczania globalnego ocieplenia.

 

Dodaj komentarz

loading...

Zaprezentowano nowy rosyjski egzoszkielet bojowy

Egzoszkielety wykonywane dla wojska i przemysłu to technologia, która w miarę upływu lat przestaje być domeną filmów science fiction. Całkiem niedawno firma Rostec - Trusted Platforms Robotic Complexes podzieliła się nagraniem wideo z kolejnych testów tworzonego przez nich egzoszkieletu.

 

W widocznych na nagraniu eksperymentu wykorzystano wojskową wersję egzoszkieletu. Zdaniem przedstawicieli firmy, sprzęt jest ukryty pod ubraniem. Jego zadaniem jest odciążanie układu mięśniowo-szkieletowego przy jednoczesnym uniknięciu krępowania ruchów. Egzoszkielet waży 6 kg ale pozwala na przenoszenie sprzętu bojowego i broni o wadze do 60 kg. Widoczny na nagraniu żołnierz jest w stanie wspinać się po schodach, skakać z miejsca na podwyższoną platformę, biegać, skakać, wykonywać pompki i kucać, a także poruszać się po nierównym terenie a nawet zasiadać za kierownicą samochodu. 


Nie tylko Rosja rozwija podobne technologie, a w ten swoisty wyścig zbrojeń zaangażowana jest również Japonia, Stany Zjednoczone i Chiny. Niedawno informowaliśmy o firmie Sarcos Robotics, która po pozyskaniu dodatkowych funduszy od rządu USA przygotowuje się na wprowadzenie na rynek egzoszkieletu, który dwudziestokrotnie zwiększą siłę użytkownika. Według twórców jest to pierwszy egzoszkielet obejmujący całe ludzkie ciało, który może pracować kilka godzin bez ładowania baterii.


Warta wzmianki jest tutaj również chińska firma China North Industries Corporation, która przed dwoma laty opracowała projekt egzoszkieletu dla chińskiego wojska. Chińskie dzieło, było wówczas w stanie zwiększyć udźwig żołnierza o dodatkowe 45 kg ładunku. Ponieważ sprzęt został wykonany na zlecenie wojska, dokładne dane techniczne na jego temat są poufne. Wiadomo jednak, że pozwalał on wtedy na przejście do 10 km ze średnią prędkością 4 km/h.


Jak narazie naukowców ogranicza przede wszystkim ilość danych, które mogą być odczytane z mózgu, wysłane do komputera, zinterpretowane oraz przesłane do egzoszkieletu w czasie rzeczywistym. Dalszy rozwój egzoszkieletów z całą pewnością zwiększy ich wydajność i pozwoli wykorzystać osiągnięcia armii do celów cywilnych.

 

Dodaj komentarz

loading...

Nanokryształy mogą być przyczyną nagłych wybuchów wulkanów

Niemiecko-brytyjska grupa badawcza kierowana przez dr Danilo de Genova z Uniwersytetu w Bayreuth odkryła, że nagłe erupcje wulkanów mogą mieć związek z zachowaniem nanokryształów wewnątrz Ziemi.

Dla geologów zawsze było tajemnicą to, co powoduje nagłe i gwałtowne erupcje wulkanów, które dotychczas wyglądały na całkiem spokojne. Ale dzięki badaniom nano-geologicznym jesteśmy teraz na tropie wyjaśnienia tej zagadki. Zdaniem zespołu naukowego na początku łańcucha przyczyn i skutków, które mogą zakończyć się katastrofą dla ludzi mieszkających w pobliżu wulkanu, znajdują się bardzo małe ziarenka kryształów o dużej zawartości żelaza, krzemu i aluminium.

 

Ze względu na ich mały rozmiar - dziesiątki tysięcy razy mniejszy niż grubość ludzkiego włosa - kryształy te nazywane są „nanolitami”. Naukowcy znaleźli ich ślady w popiele pozostawionym przez erupcje wulkanów, a następnie, dzięki dokładnym badaniom, byli w stanie opisać i pokazać, jak wpływają one na właściwości magmy wulkanicznej.

 

Skupiono się na badaniu magmy o niskiej zawartości krzemionki, która po erupcji na powierzchni zamienia się w bazalt. Zazwyczaj taka magma ma niską lepkość i tworzy bardzo płynną i płynącą lawę. Ale, jak udało nam się odkryć, nanolity zawarte w takiej magmie, jeśli ich stężenie jest wystarczająco wysokie, mogą zwiększyć jej lepkość. W rezultacie magma zaczyna działać jak korek, powstrzymując uwalnianie gazów wulkanicznych. Ciśnienie w wulkanie stopniowo rośnie, w wyniku czego następuje nagła eksplozja.

 

 

Dodaj komentarz

loading...

Gigantyczny robot transformers Gundam z Japonii postawił pierwsze kroki

Japończycy przetestowali mechanizmy swojego wielkiego robota. Postawił on już pierwsze kroki. Wysokość tego humanoidalnego robota wynosi nieco ponad 18 metrów, a jego waga to bagatela 25 ton. Po latach żmudnej pracy japoński robot Gundam udowodnił swoim legionom fanów, że naprawdę potrafi się poruszać.

 

Wzorowana na jednym z robotów z niezwykle popularnej serii anime Mobile Suit Gundam z lat 70. XX wieku, ogromna maszyna została przetestowana w tym tygodniu w swoim nowym domu, w portowym mieście Jokohama.

 

Humanoid miał być centralnym punktem wystawy Gundam Factory Yokohama, na południe od Tokio, już od 1 października, ale niestety pandemia wirusa oznacza, że ​​nie zostanie oficjalnie ujawniony do końca roku.

 

W oświadczeniu twórców robota napisano, że decyzja została podjęta w celu zapewnienia zdrowia i bezpieczeństwa fanów i pracowników w odpowiedzi na rozprzestrzenianie się Covid-19 na całym świecie. Fani wartej wiele miliardów dolarów serii Gundam, która rozszerzyła się o filmy, mangę, plastikowe modele i gry wideo, mieli jednak okazję zobaczyć pierwsze testy gigantycznego robota.

 

Poinformowano, że inżynierowie rozpoczęli projektowanie robota sześć lat temu, aby upewnić się, że każda część będzie spełniaą ograniczenia wagowe, aby zapewnić odpowiednie funkcjonowanie kończyn i zapewnić bezproblemową pracę wszystkich 24 ruchomych części.

 

Dodaj komentarz

loading...

Okazało się, że nie doceniono wpływu popiołu wulkanicznego na ziemski klimat

Ustalono, że nie doceniono wpływu popiołu wulkanicznego na ziemski klimat. Taka przynajmniej jest konkluzja naukowców z University of Colorado, którzy badali konsekwencje erupcji wulkanu Kelut na indonezyjskiej wyspie Jawa. MIała ona miała miejsce w 2014 roku.

Na podstawie uzyskanych danych i symulacji komputerowych naukowcy odkryli, że popiół wulkaniczny może pozostawać w atmosferze znacznie dłużej niż wcześniej sądzono. Nawet przez kilka miesięcy, w zależności od siły erupcji. Naukowcy zbierali dane o składzie atmosfery przez kilka miesięcy po erupcji Kelut. Analizy wykazały, że miesiąc później w powietrzu znajdowało się wiele ciężkich cząstek, które w rzeczywistości były popiołem.

 

Od dawna wiadomo, że erupcje wulkanów mają duży wpływ na klimat. Wynika to głównie z uwalniania cząstek bogatych w siarkę, które dostają się wysoko w atmosferze i mogą blokować promienie słoneczne przed dotarciem do Ziemi. Ale teraz, po raz pierwszy, naukowcy twierdzą, że popiół wulkaniczny może również odgrywać dużą rolę w efekcie chłodzenia naszej planety.

 

Jak dotąd badacze nie są w stanie z całą pewnością stwierdzić, w jaki sposób odkryty przez nich popiół wulkaniczny pozostaje w atmosferze przez długi czas i może wpływać na klimat. Uważają jednak, że może to potencjalnie pomóc ochłodzić planetę, a także zrozumieć problemy biegunów, gdzie mogą się nagle rozpocząć reakcje chemiczne prowadzące do zniszczenia warstwy ozonowej. Jeśli to prawda okaże się, że walka z freonami, swoisty pilotaż obecnej walki z CO2, była również zupełnie bez sensu.

 

 

Dodaj komentarz

loading...

Naukowcy stworzyli układ z grafenu, który jest źródłem nieograniczonej czystej energii

Zespół badawczy z Uniwersytetu Arkansas opracował układ, który przechwytuje ruch termiczny grafenu i przekształca go w prąd elektryczny. Zdaniem naukowców, taki układ można byłoby umieścić w czipie, aby generować czystą, nieograniczoną ilość energii elektrycznej dla małych urządzeń i czujników.

 

Najnowsze odkrycie jest kontynuacją badań z 2017 roku. Naukowcy opracowali wtedy teorię, według której zmiany kształtu na powierzchni grafenu, zachodzące w temperaturze pokojowej, można wykorzystać do wytwarzania energii. Sam pomysł stał w sprzeczności z obliczeniami fizyka Richarda Feynmana, jednak zespół pod przewodnictwem profesora fizyki Paula Thibado wykazał, że ruch termiczny grafenu faktycznie indukuje prąd przemienny w układzie.

Naukowcy dodali do swojego układu dwie diody do przekształcania prądu przemiennego w pulsujący prąd stały. Okazało się, że ich konstrukcja wzmacnia dostarczaną moc, zamiast ją zmniejszać, jak wcześniej sądzono. Zespół odkrył również, że stosunkowo powolny ruch grafenu indukuje prąd o niskiej częstotliwości, co jest istotne z technologicznego punktu widzenia, ponieważ elektronika działa wydajniej przy niższej częstotliwości.

 

Teraz naukowcy zamierzają ustalić, czy wygenerowana w takim układzie energia elektryczna może być przechowywana w kondensatorze celem jej późniejszego wykorzystania. Będzie to wymagało zminiaturyzowania układu i zbudowania go na czipie lub waflu krzemowym. Jeśli uda się połączyć miliony takich układów na czipie, będą mogły służyć jako źródło nieograniczonej energii elektrycznej. Powyższe badania ponownie pokazują, jak ogromny potencjał może mieć grafen w elektronice.

 

Dodaj komentarz

loading...

Liście drzew pomogą w pomiarze zanieczyszczenia powietrza

Pracownicy University of Utah wymyślili prosty i tani sposób pomiaru zanieczyszczenia powietrza. W tym celu naukowcy wykorzystali liście drzew.



Autorzy nowego badania, opublikowanego w czasopiśmie GeoHealth, przeanalizowali liczne artykuły naukowe i stwierdzili, że liście drzew mogą wyłapać cząsteczki, które mogą dostać się do powietrza ze spalin. Cząsteczki te są często zbyt małe, aby je wykryć gołym okiem. Jednak niektóre z nich zawierają wystarczająco dużo żelaza, że ​​wytwarzane przez nie pole magnetyczne można wykryć za pomocą specjalnych instrumentów.

 

W swojej pracy naukowcy postanowili dowiedzieć się, jak obiecujące są liście drzew jako stacje monitorowania jakości powietrza. W tym celu autorzy zebrali igły sosnowe z czterech drzew na kampusie University of Utah. Trzy rośliny znajdowały się przy ruchliwej drodze, ale w różnej odległości od niej. Czwarte drzewo było daleko od drogi. Autorzy pobierali próbki w dwóch lokalizacjach: raz po lecie 2017 r., Gdzie powietrze było relatywnie dobrej jakości, oraz w środku zimy, kiedy jakość powietrza była najgorsza w sezonie.

 

Korzystając z magnetometrów i mikroskopów elektronowych, naukowcy odkryli, że namagnesowanie igieł zebranych zimą było około trzy razy większe niż igieł zebranych latem. Te zimowe igły były znacznie brudniejsze. Naukowcy nieoczekiwanie odkryli również w tych cząsteczkach tytan, wanad i cyrkon, a także inne pierwiastki chemiczne powszechnie występujące w pyle hamulcowym i uwalniane podczas spalania paliw kopalnych.

 

Następnie eksperci wydrukowali w 3D sztuczną gałąź sosny z igłami, aby dokładniej zbadać zjawisko magnetyzacji cząstek na liściach. Teraz naukowcy chcą zainstalować takie sztuczne gałęzie w różnych miejscach w swojej okolicy, próbując monitorować stan powietrza.

 

 

 

 

Dodaj komentarz

loading...