Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Научный эксперимент раскрыл процесс образования новых частиц в атмосфере, способных влиять на климат Земли
Биогенные пары образуют новые частицы NPF (New Particle Formation) в атмосфере, способные влиять на глобальный климат. Международная группа ученых рассмотрела процесс зарождения NPF в атмосфере, а в ходе эксперимента отследила на молекулярном уровне, как именно происходит образование частиц в присутствии химических паров, исходящих от биосферы Земли.
Результат научной работы опубликован в журнале Science Advances. Изменение климата и проблемы качества воздуха имеют глобальное значение как для человечества, так и для окружающей среды. Образование новых частиц, называемых учеными NPF, является ключевым процессом, определяющим количество аэрозолей в атмосфере. Они являются источником более половины ядер конденсации облаков, что влияет на свойства облаков и энергетический баланс Земли.
Большая часть пограничного слоя атмосферы получает сильные выбросы биогенных летучих органических соединений от растительности. Эти соединения взаимодействуют с атмосферными окислителями, что приводит к быстрому образованию кислородсодержащих паров с низкой летучестью. Небольшая часть достигает пересыщения, что стимулирует образование NPF. При этом частицы могут вырасти до достаточно больших размеров, чтобы прямо или косвенно влиять на радиационный баланс атмосферы, действуя как ядра конденсации облаков.
Международная группа ученых рассмотрела процесс образования новых частиц на молекулярном уровне. Новый подход позволил определить точную роль разных химических составляющих и учесть степень их влияния, чего не достигалось ранее.
«Интереснейший проект CLOUD начался еще в 2009 году в Европейском центре ядерных исследований ЦЕРН (Женева, Швейцария). Одним из инициаторов этого международного проекта выступила наша российская группа. За прошедшие годы мы воплотили в жизнь большой ряд экспериментов, который дал ответ на многие вопросы нашего проекта: чем вызваны текущие активные атмосферные процессы, влияющие на глобальное изменение климата, какова роль химических специй от продуктов жизнедеятельности и каков вклад заряженных частиц ионов, которыми наша атмосфера все время ионизируется за счет потока космических лучей. На все эти вопросы мы впервые дали точные ответы», — рассказал Владимир Махмутов, заведующий лабораторией физики Солнца и космических лучей Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, доктор физико-математических наук, доцент кафедры общей физики МФТИ.
Биогенные органические выбросы в пограничных слоях атмосферы представляют собой в основном изопреноиды, которые варьируются в зависимости от типа растительности. Среди них сесквитерпены (С15Н24 и другие) представляют собой высокореактивный класс, и их в основном выделяют сосны и цитрусовые деревья, а также сельскохозяйственные растения. Таким образом, тропические леса, особенно Амазонки, являются крупнейшими источниками, а значит, потенциально увеличивают образование NPF.
Скорость роста в зависимости от концентрации пара и диаметра частиц / © Пресс-служба МФТИ
Вновь образованные частицы состоят из углеводородов — монотерпенов, изопренов и сесквитерпенов. И если первые два соединения достаточно изучены, то сесквитерпенам уделяется мало внимания, несмотря на их потенциально важную роль из-за их высокой молекулярной массы. С помощью экспериментов, проведенных в камере CLOUD при атмосферных условиях, ученые обнаружили, что именно сесквитерпены играют активную роль в образовании паров со сверхнизкой летучестью, которые, в свою очередь, является высокоэффективными образователями NPF и количественно определяют их эффективность. Добавление всего два процента сесквитерпена увеличивает выход этих паров и удваивает скорость образования. Таким образом, выбросы сесквитерпенов необходимо включать в оценку глобальных концентраций аэрозолей, где NPF, как ожидается, будут основным источником ядер конденсации облаков.
Выбросы сесквитерпенов деревьями и кустарниками увеличиваются в зависимости от окислительного и термического стресса, а недавнее исследование показало, что почвенные микроорганизмы также выделяют сесквитерпены с той же скоростью, что и крона. В глобальном масштабе выбросы сесквитерпенов (24 Тг С/год) существенно ниже монотерпенов — 91 — и изопрена — 465, но они имеют более высокий выход низколетучих продуктов окисления.
Влияние атмосферных условий на скорость образования частиц, влияние ионов, вызванных космическим излучением, в образовании NPF. Выявлен рост концентрации под влиянием ионов, показанный в эксперименте. (A) Прогоны смеси при температуре = 5° C и относительной влажности = 40%. Скорость образования частиц в зависимости от концентрации соединений со сверхнизкой летучестью, без NO, показана черным цветом и окрашена в зависимости от концентрации NO (цветная полоса). (B) Прогоны смеси, относительная влажность = 40% и ~10–20 частей, скорость образования частиц (J1,7), функция OOM, показывающая влияние температуры. (C) Прогоны смеси при относительной влажности = 40% и ~10–20 pptv NO, скорость образования частиц размером 1,7 нм (J1,7), функция увеличения концентрации ионов, показывающая их значение / © Пресс-служба МФТИ
«Результаты экспериментов наглядно доказали высокую роль сесквитерпенов в образовании новых частиц, чего ранее практически не учитывали. Почему NPF так важны? Молекулы вновь образующихся частиц являются зародышами облаков, центров конденсации, и если они не испаряются в атмосфере, то в конечном итоге образуют систему облаков, которые влияют на радиационный баланс энергии, приходящей от Солнца к Земле, и наоборот. Таким образом можно оценить вклад антропогенной и биогенной деятельности в эти процессы, уже сейчас вызвавшие глобальное изменение климата», — подытожил Владимир Махмутов.
Учитывая увеличение выбросов сесквитерпенов из-за экологического стресса, которому подвергаются растения в связи с продолжающимся глобальным повышением температуры, понимание вклада сесквитерпенов в NPF и рост в атмосфере облаков очень важно для построения глобальных климатических моделей.
Telegram 
Дзен 
VK В поиске сигналов от внеземных цивилизаций ученые решили сосредоточиться не на целенаправленных посланиях человечеству, а на случайных «утечках информации» из межпланетного пространства гипотетической обитаемой системы. По расчетам, в определенные моменты до нас могут доходить сигналы внеземной космической связи. Кстати, благодаря «общению» Земли с марсианскими и другими зондами мы тоже постоянно невольно сообщаем о себе в глубокий космос.
Модель, представленная учеными из коллаборации DESI и Мичиганского университета (США), может перевернуть представления о происхождении темной энергии. Авторы нового исследования полагают, что черные дыры, поглощая вещество, постепенно преобразовывают его в энергию, гипотетически ответственную за расширение Вселенной.
Устройство Вселенной обычно описывают с помощью уравнений общей теории относительности Эйнштейна. Но чтобы понять, как гравитация ведет себя в экстремальных условиях — например, при рождении черных дыр или в момент гипотетической инфляции — классического подхода недостаточно. Сделать это можно, как показали авторы нового исследования, обратившись к методу численной относительности.
К 2025 году около 30 стран приняли программы по развитию водородной энергетики, а совокупный объем инвестиций в эту область превысил 150 миллиардов долларов. Эксперты полагают, что замена дизельных авто на водородные снизит выбросы на 80-90%, а водородные самолеты способны уменьшить углеродный след на 50-75%. Но при использовании водорода в двигателях внутреннего или внешнего сгорания, происходит взаимодействие с металлом, что наиболее опасно при высоких температурах. Это может вызвать их разрушение, в результате чего возникает риск пожара или взрыва с тяжелыми последствиями для пассажиров. Ученые Пермского Политеха впервые выяснили, как водород влияет на металлы в условиях экстремальных температур (800 градусов и выше), в которых работают двигатели самолетов и машин. Это продвинет авиационную, машиностроительную и нефтегазовую отрасли в безопасном использовании водорода в качестве источника энергии.
Ученые обнаружили косвенные доказательства существования мира размером с Землю за орбитой Нептуна. Эта гипотетическая планета отличается от предполагаемой Девятой планеты не только размером, но и гравитационным влиянием на другие объекты.
Большие кошки (Pantherinae) обычно охотятся на животных своего или меньшего размера. У снежных барсов, как выяснилось, другие предпочтения. Новое исследование показало, что ирбисы чаще нападают на взрослых горных козлов, которые как минимум вдвое превосходят хищников в весе. Ученые объяснили, с чем может быть связан такой выбор добычи.
Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.
Возраст находок — около 5500 лет, они лежат во множестве круглых ям, чьи стены укреплены кирпичом. Среди обнаруженных орудий из кремня есть и сотни неиспользованных, которые могут быть ритуальным подношением богам.
Гостингом (от английского «призрак») называют ситуацию, когда человек прекращает общение или отношения, «пропадая с радаров» без объяснения причин. Исследователи из США сымитировали такое поведение, а затем проанализировали реакцию людей на него.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно