Jednym z obiecujących obszarów medycyny jest krionika, która opracowuje technologie konserwowania ludzi i zwierząt poprzez głębokie schładzanie ciała. Badania nad nim pomogą nie tylko spowolnić przebieg śmiertelnych chorób, ale także pomogą ludziom przyszłości podróżować w kosmosie.

W 1999 roku Szwedka Anna Bogenholm doświadczyła rzeczy niewyobrażalnej: podczas jazdy na nartach upadła przez lód iw wyniku ciężkiej hipotermii jej serce przestało bić. Przez kilka godzin kobieta była praktycznie martwa, temperatura jej ciała spadła do 13,7 stopni Celsjusza. Ale została uratowana i po 10 dniach w szpitalu otworzyła oczy.

Jak Anna Bogenholm przeżyła ten incydent i przeżyła? Teraz naukowcy próbują zrozumieć, co dokładnie dzieje się w żywych komórkach podczas silnego chłodzenia, choć na razie nie pracują z ludźmi, ale z maleńkim robakiem glebowym Caenorhabditis elegans, który od prawie pół wieku służy biologom jako obiekt modelowy.

Badając reakcję robaków na chłodzenie, naukowcy odkryli, że obniżenie temperatury ciała robaków przedłuża ich życie: trzymali zwierzęta w temperaturze czterech stopni Celsjusza przez cały tydzień (jest to co najmniej jedna czwarta krótkiego życia robaka) , a po powrocie do aktywnego życia robaki żyły średnio o tydzień dłużej niż ich niezamrożone odpowiedniki.

Dalsze badania wykazały, że C. elegans jest w stanie przetrwać zimno w specjalnym białku, w którym żelazo jest magazynowane w naszym ciele, ferrytynie. W normalnych czasach ferrytyna działa jak pułapka na wolne atomy żelaza, ale gdy temperatura spada, pełni funkcje ochronne i zapobiega uszkodzeniu żywych komórek przez zimno. Co ciekawe, kiedy naukowcy sprawili, że neurony ssaków produkują ferrytynę, a następnie wystawili je na działanie zimna, przetrwały spadek temperatury znacznie lepiej niż normalne komórki. Podobny efekt miał również wpływ niektórych leków naśladujących działanie ferrytyny.

Po zbadaniu reakcji na zimno u C. elegans naukowcy planują kontynuować badania nad najbliższymi krewnymi człowieka - naczelnymi. Chociaż C. elegans i ludzie są daleko od siebie filogenetycznie, nasze podstawowe procesy komórkowe są takie same, a w przyszłości wiedza o tym, jak bezpiecznie umieścić ludzkie ciało w zimnej, zawieszonej animacji, pomoże spowolnić choroby neurodegeneracyjne (takie jak choroba Alzheimera). i pozwalają ludziom przetrwać wielomiesięczne podróże w kosmosie.

Do tej pory naukowcy nakreślili jedynie najbliższe perspektywy - zbadanie wpływu ferrytyny wytwarzanej w komórkach na zdolność żywych ssaków, takich jak myszy laboratoryjne, do znoszenia schładzania organizmu. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.

Czarne dziury mogą urosnąć do naprawdę potwornych rozmiarów. Nowe badanie potwierdziły, że czarne dziury mogą osiągnąć „kolosalne rozmiary” osiągając masę 100 miliardów mas Słońca lub więcej.

Zdaniem naukowców, odkrycie takich gigantycznych czarnych dziur może rzucić światło na naturę dużej części ciemnej materii, która teoretycznie stanowi cztery piąte materii we Wszechświecie.

W centrum większości galaktyk, jeśli nie wszystkich, znajdują się supermasywne czarne dziury. Ich masa jest miliony lub miliardy razy większa od masy naszego Słońca, które z kolei waży 332 982 razy więcej niż Ziemia. Na przykład w centrum naszej galaktyki Drogi Mlecznej znajduje się Strzelec A *, który ma masę około 4,5 miliona Słońc.

Obecnie największa znana czarna dziura (kwazar TON 618) ma masę 66 miliardów mas Słońca. Sama masa TON 618 skłoniła naukowców do zastanowienia się, czy istnieją jeszcze większe czarne dziury i czy istnieją jakieś ograniczenia co do ich wielkości.

W nowym badaniu naukowcy obliczyli, że czarne dziury mogą być nawet 100 miliardów razy masywniejsze niż Słońce, ale dopóki nie uda się takiego obiektu zaobserwować, można wierzyć, że to nie jest ich limit. 

Astrofizycy nazwali te hipotetyczne czarne dziury „kolosalnie masywnymi” lub „kolosalnie dużymi”. Naukowcy zauważyli również, że obecnie nie ma dowodów na to, że takie czarne dziury faktycznie istnieją i może się okazać, że uda się zaobserwować taki obiekt o masie nawet większej niż 100 miliardów Słońc. 

Pół wieku temu amerykański matematyk Edward Lorenz zastanawiał się, czy motyl trzepoczący skrzydłami w Brazylii może wywołać tornado w Teksasie w wyniku chaotycznego efektu domina. Gdyby zamiast tego zapytał, czy wystarczająca ilość trzepoczącej szarańczy może naładować powietrze siłą burzy, pytanie to mogłoby stać się nie mniej znane. Nie zrobił tego, ale teraz mamy na nie odpowiedź.

Nowe badania nad wpływem latających owadów na atmosferyczne pola elektryczne wykazały, że trzepotanie wielu maleńkich skrzydeł może elektryzować powietrze w taki sam sposób, w jaki wirujące chmury pary wodnej ładują powietrze podczas burzy. Chociaż nie oznacza to, że powinniśmy uważać na biblijną zarazę szarańczy strzelającą piorunami, może to świadczyć o potrzebie uwzględnienia zjawisk biologicznych podczas modelowania lokalnych modeli pola elektrycznego atmosferycznego.

Powiększ atomy tworzące kurz, wilgoć i części ciała owadów unoszących się w powietrzu, a zobaczysz elektrony poruszające się w ich takt. Przy wystarczającym wstrząsie te ujemnie naładowane cząstki mogą wylewać się z dodatnio naładowanych kieszeni, tworząc różnicę zwaną gradientem potencjału.

Podczas burzy małe cząstki lodu unoszące się na kolumnach powietrza mogą ocierać się o większe fragmenty spadające na ziemię, tworząc taśmę transportową ładunków, które wyolbrzymiają gradient potencjału między szczytami chmur, spodami chmur i ziemią poniżej. Chociaż nagromadzenie ładunku jest w zasadzie niezauważalne, efekt nie jest tak duży. Gdy gradient osiągnie punkt krytyczny, tworzą się zjonizowane kanały, a równowaga jest skutecznie wyrównywana w impulsie, który widzimy jako błyskawicę.

Nawet przy braku wyładowań atmosferycznych strefy kontrastujących ładunków mogą wpływać na ruch jonów, w tym różnych zanieczyszczeń i cząstek pyłu. O wielkości i lokalizacji gradientów potencjału mogą decydować różne czynniki, od ruchu chmur po opady, a nawet deszcze promieni kosmicznych, ale jak dotąd nikt nie brał pod uwagę wpływu zjawisk biologicznych.

W ostatnich latach stało się jasne, że owady i inne bezkręgowce mogą przenosić ładunki, które stwarzają niewielki potencjał w stosunku do otaczającej atmosfery. Małe pająki mogą nawet użyć tej sztuczki, aby wzbić się w niebo. Nigdy jednak nie zmierzono tego, jak ten niewielki potencjał gromadzi się w roju. Tak więc eksperci udali się do stacji terenowej przy Szkole Weterynaryjnej Uniwersytetu w Bristolu, aby poczekać, aż zaroi się jedna z wielu kolonii pszczół miodnych .

Korzystając z monitora pola elektrycznego i kamery do pomiaru gęstości pszczół, naukowcy śledzili lokalny gradient potencjału roju podczas podróży. Przez 3 minuty owady przelatywały, podnosząc gradient potencjału o 100 woltów na metr. Nowsze analizy potwierdziły, że stres jest związany z koncentracją rojów, co pozwala naukowcom z dużą dozą pewności przewidzieć, jak dana liczba brzęczących pszczół w danym obszarze powietrza może wpłynąć na ładunek w atmosferze.

Wiedząc, że ich wyniki zdadzą test na pszczołach, zespół zastosował to samo uzasadnienie do innych rojących się owadów. Badając indywidualny ładunek szarańczy i powiększając go do rozmiarów zarazy, naukowcy obliczyli, że spory rój szarańczy może potencjalnie generować gęstość ładunku, która jest jednak nieporównywalna z tą obserwowaną podczas zwykłych burz.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie iScience.

Rozprzestrzenianie się płyt litosferycznych osiągnęło maksymalną prędkość miliony lat temu, a teraz z jakiegoś powodu zwalnia, co może zmniejszyć uwalnianie gazów cieplarnianych z wulkanów do atmosfery.

Według najczęściej przyjmowanych teorii, skorupa ziemska składa się z masywnych płyt, które poruszają się powoli po powierzchni półpłynnego płaszcza. Przez miliardy lat płyty mogą łączyć się i rozdzielać, pojawiać się i znikać, wchodzić w głąb płaszcza i urodzić się. 

Nowa skorupa powstaje głównie w oceanach, wzdłuż grzbietów śródoceanicznych. Magma jest tu wyciskana na dno i twardnieje, odpychając sąsiednie talerze, w procesie zwanym rozprzestrzenianiem. A na dalekich peryferiach skorupa oceaniczna ponownie przechodzi pod grube płyty kontynentów w procesie subdukcji.

Rozprzestrzenianie się i subdukcja nieustannie odnawiają płyty oceaniczne w cyklu trwającym około 180 milionów lat. Ta odnowa jest częścią jeszcze bardziej globalnego obiegu substancji między magmą, skorupą, hydrosferą i atmosferą planety. 

Na przykład zwiększone tempo rozprzestrzeniania się wiąże się z większą aktywnością wulkaniczną w oceanach, co również prowadzi do zwiększonej emisji gazów cieplarnianych do powietrza. Jednak w naszej epoce rozprzestrzenianie się płyt litosferycznych uległo spowolnieniu. Do takiego wniosku doszli autorzy nowego artykułu opublikowanego w czasopiśmie Geophysical Research Letters.

Naukowcy z Brown University w USA przeanalizowali próbki skorupy oceanicznej w pobliżu 18 grzbietów śródoceanicznych, które pojawiły się w ciągu ostatnich 19 milionów lat. Okazało się, że tempo tworzenia nowej skorupy osiągnęło maksimum dla tego okresu już 15-16 mln lat temu (około 200 milimetrów rocznie), a dziś jest o jedną trzecią niższe (140 milimetrów rocznie). 

Oczywiście są to wartości średnie. W rzeczywistości każdy grzbiet zmienia się we własnym tempie i w tym czasie może zauważalnie lub słabo rosnąć – a nawet przeciwnie, zmniejszać się. Niemniej jednak globalne spowolnienie jest oczywiste, ale jego powód pozostaje niejasny. 

Eksperci sugerują, że nie należy „obwiniać” o to rozprzestrzeniania się, ale subdukcję, która w naszych czasach stała się trudniejsza. Faktem jest, że w ciągu ostatnich milionów lat niektóre pasma górskie, takie jak Himalaje i Andy, znacznie się rozrosły. Masa ta zwiększa odporność płyt kontynentalnych na przepływające pod nimi płyty oceaniczne. Subdukcja spowalnia, a wraz z nią, według naukowców, trudno jest rozdzielić płyty oceaniczne, a rozprzestrzenianie się spowalnia.