Od lat dominuje przekonanie, że błyskawice miały decydujący wpływ na powstanie życia na Ziemi. Najnowsze badania opublikowane w czasopiśmie Nature Geoscience wskazują jednak, że wyładowania atmosferyczne miały niewielki wpływ na rozwój wczesnych form życia.

Według naukowców, starożytna atmosfera Ziemi składała się głównie z dwutlenku węgla i azotu, co sprawiało, że generowanie błyskawic było mało prawdopodobne, a burze były znacznie rzadsze niż obecnie. Jednak po pojawieniu się żywych istot, te same organizmy zaczęły wychwytywać azot atmosferyczny, bez polegania na błyskawicach.

Azot jest jednym z najważniejszych składników niezbędnych do życia, jednak na Ziemi zazwyczaj występuje w postaci nieaktywnej cząsteczki N2, co sprawia, że jest praktycznie niedostępny dla organizmów żywych. Przed pojawieniem się bakterii guzkowych, pioruny były uważane za główne źródło dostarczania azotu dla prymitywnych form życia, przekształcając azot atmosferyczny w tlenki azotu, azotyny i azotany.

W celu zbadania tego procesu, grupa naukowców przeprowadziła serię eksperymentów, w których użyli kolb wypełnionych wodą i różnymi mieszaninami gazów, przez które przepuszczano wyładowania elektryczne o napięciu prawie 50 000 woltów. Ta procedura doprowadziła do wzrostu stężeń związków azotu w kolbach.

Jednak badania wykazały, że skład izotopowy tych związków nie odpowiada składowi azotu w najstarszych skałach Ziemi. Sugeruje to, że błyskawice nie miały kluczowego wpływu na dostarczanie azotu dla pierwszych mikroorganizmów. Według naukowców, przez ponad trzy miliardy lat żywe organizmy same dostarczały sobie potrzebny azot, nie polegając na sporadycznych wyładowaniach atmosferycznych.

Prawdopodobnie błyskawice miały największe znaczenie na samym początku rozwoju pierwszych żywych organizmów, jak wskazuje skład skał datowanych na około 3,8 miliarda lat temu, które zostały odnalezione na Grenlandii. Jednak od około 3,2 miliarda lat temu, stężenie azotu w skałach stało się zbyt wysokie, aby mogło dojść do uderzenia pioruna, co wskazuje na początek wiązania azotu przez najstarsze mikroorganizmy na naszej planecie.

Te nowe badania wydają się obalać dawno utrzymywane przekonanie, że błyskawice były głównym katalizatorem syntezy materii organicznej i powstania pierwszych form życia na Ziemi. Zamiast tego, dodatkowe dowody sugerują, że pioruny miały tylko skromną rolę w tym procesie, co rzuca nowe światło na nasze zrozumienie genezy życia na naszej planecie.

Zgodnie z badaniem opublikowanym w Nature Climate Change, klimatolodzy z Instytutu Chemii Fizycznej Rocasolano odkryli potencjalny klucz do zabezpieczenia tropikalnej warstwy ozonowej. Naukowcy stworzyli model ukazujący wpływ krótkotrwałych substancji chlorowcowanych na zubożenie tej istotnej dla życia na Ziemi warstwy. Badanie ujawniło, że zarówno naturalne, jak i antropogeniczne emisje tych substancji są odpowiedzialne za zniszczenie 25% całej tropikalnej warstwy ozonowej w ciągu ostatnich 20 lat.

Niezwykle ważne jest, że 40 lat temu naukowcy odkryli dziurę w warstwie ozonowej nad Antarktydą, która była wynikiem antropogenicznej emisji chlorowcowanych substancji organicznych do atmosfery. To zaskakujące odkrycie doprowadziło do podpisania Konwencji wiedeńskiej o ochronie warstwy ozonowej, a później Protokołu montrealskiego, który wymieniał konkretne substancje, których emisję należało ograniczyć. Większość tych substancji to proste węglowodory zawierające fluor i chlor.

Mimo że substancje te są niezwykle stabilne i ich czas życia w atmosferze szacuje się na dziesiątki, a nawet setki lat, Protokół montrealski przyniósł ochronę warstwy ozonowej nad Antarktydą, która obecnie stopniowo się odbudowuje. Niemniej jednak, stężenie ozonu w niższych warstwach stratosfery w tropikalnych szerokościach geograficznych kontynuuje swoje niepokojące zmniejszanie.

Do tej pory naukowcy zasugerowali, że zmniejszenie stężenia ozonu wynikało z przemian w cyrkulacji mas powietrza, spowodowanych emisją gazów cieplarnianych. Badania prowadzone pod kierownictwem Alfonso Sais-López, jednakże, odkryły, że około jedna czwarta całkowitego spadku stężenia ozonu jest spowodowana przez krótkotrwałe substancje chlorowcowane. Część tych substancji dostaje się do atmosfery w wyniku działalności przemysłu chemicznego, w tym dichlorometanu - popularnego rozpuszczalnika organicznego, wykorzystywanego na przykład do ekstrakcji kofeiny w produkcji kawy bezkofeinowej.

Badanie sugeruje, że w nadchodzących latach antropogeniczne emisje substancji zawierających chlor będą odgrywać coraz większą rolę w niszczeniu warstwy ozonowej. Do końca XXI wieku, te substancje mogą być odpowiedzialne za 30% całkowitej utraty ozonu. W związku z tym, autorzy artykułu wnioskują, że kontrola antropogenicznej emisji krótkotrwałych substancji organicznych powinna być priorytetem.

Pomimo tego, że warstwa ozonowa nad tropikami nadal będzie się zmniejszać z powodu emisji gazów cieplarnianych, odpowiednie środki kontroli mogą znacznie spowolnić ten proces. Zmniejszenie emisji dichlorometanu może być kluczowe dla spowolnienia niszczenia warstwy ozonowej w tropikach i przyczynić się do utrzymania ekologicznej równowagi naszej planety.

Rewolucyjne osiągnięcie naukowców z Politechniki Federalnej w Lozannie (EPFL) w Szwajcarii niesie obietnicę znacznie poprawionej jakości życia dla osób korzystających z protez. Opracowali oni technologię bioniczną, która pozwala protezom przekazywać informacje o temperaturze dotykanych przedmiotów. Niewielkie urządzenie z cienkim, noszonym czujnikiem może być zamontowane na protetycznych palcach, umożliwiając odczuwanie zimna metalu lub ciepła dotyku innego człowieka.

Ten nowatorski system opiera się na nieinwazyjnych termoelektrodach, które są umieszczane bezpośrednio na pozostałej po amputacji części kończyny. Elektrody te odbierają informacje z czujnika i przesyłają je do zakończeń nerwowych. Po przeprowadzeniu testów na grupie 27 osób z amputowanymi kończynami, badania wykazały, że aż 17 z nich zaczęło odczuwać fantomowe odczucie temperatury w brakującej kończynie.

Nowa technologia bioniczna może przynieść znaczące korzyści dla osób, które straciły kończyny, umożliwiając im odczuwanie ciepła i chłodzenia przez dotyk. Ma to szczególne znaczenie dla osób, które obsługują maszyny, takie jak samochody czy sprzęt domowy, gdzie zdolność do odczuwania temperatury może być kluczowa. Dla wielu osób, które pragną powrócić do normalnego życia i cieszyć się dotykiem bliskich, jest to cenna innowacja.

Opublikowane w czasopiśmie "Science Robotics" badania wskazują, że ta technologia może przyczynić się do tworzenia nowych rodzajów protez, które są bardziej funkcjonalne i bardziej zbliżone do naturalnych kończyn. Jeden z naukowców twierdzi: "Mamy nadzieję, że dzięki tej technologii powstaną protezy, które będą w stanie przekazywać nie tylko informacje o temperaturze, ale także o innych właściwościach fizycznych przedmiotów".

Nowe badanie ostrzega, że ​​nawet jeśli uda nam się ustabilizować temperaturę na Ziemi, osiągając szczytowe ocieplenie na poziomie poniżej 2°C od rzekomych pomiarów przed rewolucją przemysłową, to ogromne pokrywy lodowe Grenlandii i Antarktydy i tak są na drodze do nieodwracalnego topnienia.

Globalny poziom mórz podniósł się już średnio o około 20 centymetrów w ciągu ostatniego stulecia. Naukowcy zauważyli, że dla setek milionów ludzi mieszkających w małych rozwijających się państwach wyspiarskich i na obszarach przybrzeżnych na całym świecie dużym problemem jest podnoszenie się poziomu mórz.

Naukowcy twierdzą również, że punkt krytyczny zbliża się szybciej niż oczekiwano. Modele komputerowe symulujące dynamikę pokryw lodowych na Grenlandii i Antarktydzie często nie biorą pod uwagę faktu, że topnienie wpłynie na procesy oceaniczne, które z kolei mogą wpłynąć na pokrywę lodową i atmosferę.

Nazywa się to sprzężenie zwrotne. W kontekście globalnego ocieplenia odnosi się to do procesów w biosferze, atmosferze i hydrosferze, które wzmacniają lub osłabiają pierwotne efekty cieplarniane wywołane przez emisje gazów cieplarnianych. Na przykład, gdy temperatura Ziemi wzrasta, lód na biegunach topi się, co prowadzi do zmniejszenia albedo (odbicia promieniowania słonecznego) i zwiększenia absorpcji ciepła przez ocean. To z kolei zwiększa temperaturę, co z kolei powoduje dalsze topnienie lodu. Innym przykładem sprzężenia zwrotnego jest wzrost ilości pary wodnej w atmosferze, która jest silnym gazem cieplarnianym, co prowadzi do dalszego wzrostu temperatury.

Sprzężenie zwrotne może być pozytywne, co oznacza, że wzmacnia pierwotne efekty cieplarniane i przyspiesza globalne ocieplenie, lub negatywne, co osłabia te efekty i zmniejsza tempo ocieplenia. Zrozumienie tych procesów jest istotne dla przewidywania i ograniczenia skutków globalnego ocieplenia.

Naukowcy sugerują, że ten nieodwracalny proces może rozpocząć się już przy ociepleniu o 1,8°C. Model pokazał, że szybkiego wzrostu poziomu mórz możemy uniknąć tylko wtedy, gdy utrzymamy wzrost temperatury poniżej 1,5°C.