پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به نقل از سایت نیچر، پژوهشگران «دانشگاه کالیفرنیا، سن‌دیگو» در مقاله جدیدی نوشته‌اند که تغییرات اقلیمی، چرخش زمین را به طور قابل توجهی تغییر می‌دهند و محاسبات زمانی را به هم می‌زنند.

طبق یک پژوهش، ذوب شدن یخ های قطبی به دلیل تغییرات آب و هوایی ناشی از انسان، چرخش زمین را اندکی کند کرده و می‌تواند بر نحوه اندازه گیری زمان تأثیر بگذارد.

این سیاره نه قرار است متوقف شود و نه قرار است آن قدر سرعت بگیرد که همه به فضا پرتاب شوند، اما زمان‌سنجی، یک علم دقیق در جامعه مجهز به فناوری پیشرفته است. به همین دلیل، انسان‌ها بیش از نیم قرن پیش با مشاهده کردن تغییرات جزئی در چرخش زمین مجبور شدند مفهوم «ثانیه کبیسه» را ابداع کنند.

تغییرات اقلیمی

تغییرات اقلیمی اکنون این محاسبات را پیچیده‌تر کرده است. تنها در چند سال آینده ممکن است لازم باشد یک «ثانیه کبیسه منفی» در تقویم وارد شود تا چرخش سیاره با ساعت هماهنگ جهانی تطابق یابد.

«دانکن آگنیو» (Duncan Agnew) ژئوفیزیک‌دان «دانشگاه کالیفرنیا، سن‌دیگو» (UCSD) گفت:

گرمایش جهانی در واقع به طور قابل اندازه‌گیری بر چرخش کل زمین تأثیر می‌گذارد. اتفاقاتی در حال رخ دادن هستند که پیشتر اتفاق نیفتاده‌اند.

زمان‌سنجی

زمان‌سنجی به طور سنتی یک مبنای نجومی داشته است. زمین نوعی ساعت است. در زمان‌های ساده‌تر، سیاره یک دور کامل روی محور خود می‌چرخید و همه آن را یک روز می‌نامیدند.

با وجود این، متخصصان حوزه فناوری به دنبال سطوح دشواری از دقت هستند. ساعت‌های اتمی در حال حاضر به ما می‌گویند که ساعت چند است. هدف افرادی که می‌خواهند کار‌ها را دقیقا درست انجام دهند، این است که مطمئن شوند زمان اتمی کاملا با زمان نجومی هماهنگی دارد. برای مثال، ماهواره‌های مجهز به GPS باید دقیقا بدانند که زمین زیر آن‌ها کجاست و دقیقا چه ساعتی است تا شما را به طور دقیق از خانه به مقصد برسانند.

چرخش زمین

اما زمین با سرعت کاملا ثابت نمی‌چرخد. سیاره ما در یک رقص گرانشی پیچیده با ماه، خورشید، جزر و مد اقیانوسی، جو خود و حرکت هسته جامد درونی است.

اگنیو خاطرنشان کرد که هسته زمین برای بررسی دقیق در دسترس نیست و کمی شبیه به یک جعبه سیاه است. ژئوفیزیک‌دانان با حفاری در مناطق معینی از کف دریا می‌توانند جزئیاتی را در مورد فضای داخلی سیاره درک کنند. سال گذشته گزارش شد که دانشمندان، تغییراتی را در چرخش زمین تشخیص داده‌اند و به نظر می‌رسد این تغییرات با نوسانات ۷۰ ساله در چرخش هسته مطابقت دارند.

زمانی که دانشمندان سعی دارند آنچه را که زمین در هر لحظه انجام می‌دهد توصیف کنند، باید شیب و لرزش زیادی را در نظر بگیرند.

سرعت زمین دیگر کند نمی‌شود. در واقع، زمین کمی سرعت گرفته و از پایان سال ۲۰۱۶، یک ثانیه کبیسه اضافه نشده است.

ذوب شدن یخ‌های قطب جنوب و گرینلند، آب ذوب‌شده را به سمت استوا منتقل می‌کند. این فرآیند، برآمدگی استوایی سیاره را افزایش می‌دهد. در همین حال، زمینی که توسط یخ فشرده شده است، در قطب‌ها بالا می‌رود و زمین کروی‌تر می‌شود. «جودا لوین» (Judah Levine) فیزیک‌دان «مؤسسه ملی استاندارد‌ها و فناوری» (NIST) که در این پژوهش شرکت نداشت، گفت: این دو تغییر در شکل سیاره، اثرات متضادی را بر چرخش آن دارند.

تغیر شکل سیاره زمین

مقاله جدید اگنیو می‌گوید اگرچه هسته باعث می‌شود سیاره سریع‌تر بچرخد، اما تغییرات شکل سیاره که ناشی از گرم شدن آب و هوا هستند، این روند را کند می‌کنند. اگنیو نوشت: بدون این اثر، شتاب کلی چرخش سیاره ممکن است به زمان‌سنج‌هایی نیاز داشته باشد که در پایان سال ۲۰۲۶، یک ثانیه کبیسه منفی را وارد کنند. به دلیل تغییرات آب و هوایی ممکن است این کار تا سال ۲۰۲۹ لازم نباشد.

این پژوهش در مجله «Nature» به چاپ رسید.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به گزارش ایسنا و به نقل از نیوزوایز، میکروب‌ها نقش مهمی در آب و هوا دارند. زیرا هنگام غذا خوردن، دی‌اکسید کربن را در جو آزاد می‌کنند. باکتری‌ها و شکارچیان اصلی آنها یعنی آغازیان، بیش از ۴۰ برابر زیست‌توده همه جانوران روی زمین هستند. در نتیجه، آنها تأثیر زیادی بر انتشار دی‌اکسیدکربن و تغییرات اقلیمی زمین دارند. با وجود این، پیش‌بینی اندازه این اثر و نحوه تأثیر گرمایش جهانی بر انتشار دی‌اکسید کربن ناشی از میکروب، چالش‌برانگیز است.

پژوهشگران آمریکایی در پروژه‌ای که با بودجه “وزارت انرژی آمریکا”(DOE) انجام شده است. نشان داده‌اند که بررسی ویژگی‌های خاص میکروب‌ها مانند اندازه و شکل به آنها امکان می‌دهد تا به طور قابل اطمینانی پیش‌بینی کنند. که چگونه تنفس میکروب‌ها با افزایش دما تغییر می‌کند. این یافته‌ها، منبع جدیدی از اطلاعات را در مورد سرعت تغییرات آب و هوا ارائه می‌دهند.

درک این که گرمایش چگونه بر تنفس میکروبی تأثیر می‌گذارد. دشوار است زیرا جوامع میکروبی بسیار متنوع و پیچیده هستند. این پژوهش نشان می‌دهد که پیچیدگی‌های واکنش میکروب‌ها نسبت به گرم شدن را می‌توان با بررسی ویژگی‌های میکروب‌ها مشخص کرد.

یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهند که دانشمندان می‌توانند پیش‌بینی‌های قابل اعتماد و کلی در مورد این مولفه مهم چرخه کربن جهانی و اثرات آن بر آب و هوا داشته باشند.

همچنین، این یافته‌ها ممکن است برای پیش‌بینی سیستم‌های دیگری که آب و هوای زمین را شکل می‌دهند، سودمند باشند.

پیش‌بینی نحوه واکنش اکوسیستم‌ها نسبت به تغییرات آب و هوایی، یکی از مشکلات مربوط به اکولوژی است. که باید فورا مورد بررسی قرار بگیرد. استدلال پژوهشگران این است که درک واکنش‌های پیچیده اکوسیستم، نیازمند چارچوبی است که ارگانیسم‌ها را به محیط‌شان پیوند می‌دهد. و سپس این تعاملات را تا سطح جمعیت، جامعه و اکوسیستم مقیاس‌بندی می‌کند. صفات عملکردی، ویژگی‌های قابل بررسی ارگانیسم‌ها هستند. که این پیوند را با کنترل تنوع در رشد، بقا و تولید مثل فردی در محیط‌ ممکن می‌سازند.

پژوهشگران در این پروژه، ویژگی‌های کلیدی مانند اندازه، شکل و محتویات سلولی را در آغازیان بررسی کردند و دریافتند گونه‌هایی که از نظر میزان رشد جمعیت متفاوت هستند. واکنش متفاوتی نسبت به تغییرات دما نشان می‌دهند.

دانشمندان دریافتند که این تفاوت‌های مبتنی بر ویژگی در رشد جمعیت، با استفاده از روش‌های قابل پیش‌بینی، تفاوت‌هایی را در توانایی رقابتی، کنترل ساختار جامعه آغازیان و ویژگی‌های اکوسیستم مانند. تنوع زیستی و میزان تنفس ایجاد می‌کنند.

درک واکنش‌های پیچیده اکوسیستم نسبت به تغییرات آب و هوایی جهانی، دشوار است. زیرا اکوسیستم‌ها شامل تعاملات بی‌شماری در سطوح مختلف هستند و گونه‌های متنوعی را در بر دارند که هر کدام واکنش‌های محیطی منحصر به‌ فردی را نشان می‌دهند.

در این پژوهش، ویژگی‌ها با افشای تنوع سیستماتیک در واکنش‌های محیطی گونه‌های مختلف، راهی را برای کاهش این پیچیدگی ارائه می‌کنند.

یافته‌های این پژوهش، برای درک این که تغییرات آب و هوایی چگونه این مولفه میکروبی ضروری چرخه کربن جهانی را تغییر می‌دهد، حیاتی هستند. اما از سوی دیگر، نتایج این پژوهش نشان می‌دهند که. این روش مبتنی بر ویژگی ممکن است به سیستم‌های دیگر نیز گسترش یابد و بتوان آن را در مدل‌های دیگر نیز به کار گرفت. تا واکنش‌های اکوسیستم نسبت به تغییرات آب و هوایی را اطلاع دهد. به طور کلی، این روش می‌تواند برای از بین بردن پیچیدگی اکوسیستم‌ها و پیش‌بینی علل و پیامدهای تغییرات آب و هوایی در آینده سودمند باشد.

این پژوهش، در مجله “PNAS” به چاپ رسید.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری؛ آقای جمال ارغوانی دانشیار دانشکده مهندسی دانشگاه صنعتی شریف با اعلام اینکه برد تزریق الکتریکی گل پایه روغن جهت اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی گل پایه روغن چاه‌های نفت اسـتفاده می‌شـود، گفت: در تولید این محصول از فناوری سـاخت برد‌های الکترونیکی در شـرایط فشـار و دمایی چاه‌های نفت بهره گرفته شـده اسـت.
کاربرد عمومی این حسگر آن است که کمک می‌کند تا با اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی لایه‌های مختلف زمین، جنس لایه‌ها تشخیص داده شود.

نفوذ در لایه‌های روغن

برخی گل‌های چاه، روغنی بوده و حسگر‌های معمولی که توانایی فعالیت در گل‌های آبی را دارند، نمی‌توانند در چنین محیطی، کاربری درستی داشته باشند. از این رو، روغن به دلیل نارسابودن، اجازه ثبت لایه‌ها به حسگر‌های معمولی را نمی‌دهد. برد تزریق الکتریکی گل پایه روغن در گل‌های روغنی به درستی کار کرده و از لایه مقاوم روغن رد می‌شود.

نفوذپذیری نانوکریستال

هسـته‌های به‌کار رفته در این محصول، نانو کریسـتال هسـتند که قابلیت نفوذپذیری بسـیار بالایی دارنـد. از دیگر ویژگی‌های آن، تحمـل دمای بالا و حداقـل تلفـات جریان‌هـای گردابی در فرکانس‌های بالا هسـت. این محصول آزمایش‌های عملیاتی خـود را گذرانده اسـت.

ارائه تصاویر دقیق

هـدف از ایـن ابـزار، تهیـه یـک تصویـر بـا کیفیـت FMS در تمام گل‌هـای پایـه روغـن، از دیزل تـا گل‌های ترکیبی اسـت.
در مقایسـه بـا تصویرسـاز میکرومقاومتـی معمولی ماننـد FMI که فقـط در گل و لای پایـه آب یا گل مصنوعـی خاص کار می‌کنـد، ایـن محصـول گل‌هـای پایـه روغـن را پوشـش و تصاویـر بـه انـدازه کافـی دقیـق ارائـه می‌دهد.

همگرایـی فنـاوری‌های نانـو و اطلاعـات

ایـن محصـول بـه منظـور ارزیابـی تغییـرات میـدان الکتریکـی ناشـی از خـواص فیزیکـی لایه‌هـای مختلـف خــاک از هســته‌هایی بــا فنــاوری نانوکریســتال‌ها اســتفاده شــده اســت کــه اطلاعــات مربــوط بــه تغییــرات ناشــی از تغییــر لایه‌هــای خــاک را بــه بــالای چــاه منتقــل می‌کنــد. بــر ایــن اســاس می‌تــوان عنــوان کــرد ایـن محصـول، همگرایـی بیـن فنـاوری نانـو و فنـاوری اطلاعـات اسـت.
این محصول تنها یک نمونه مشابه خارجی دارد و به لحاظ کیفیت و کارایی، به مانند همان محصول قدرتمند خارجی عمل می‌کند.
آقای ارغوانی با اعلام اینکه در طراحی این حسگر، ۶ محقق فعالیت داشته‌اند، گفت: ستاد همگرا معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری با تسهیلاتی که اعطاء کرد، حمایت خوبی در حوزه طراحی و تولید این محصول مهم به عمل آورد.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، ایسنا و به نقل از ای آر، انتظار می‌رود این طرح بلندپروازانه  ایجاد نقشه‌ای از مواد موجود در فضا که توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) به محققان این کشور پیشنهاد شده است. به پرتاب دو ماهواره طی مدت چهار سال بیانجامد. این نخستین طرح فضایی ملی جمهوری چک است که از سوی آژانس فضایی اروپا دریافت کرده است.

این پروژه “آزمایشگاه فضایی برای ابزارها و کاربردهای متغیر پیشرفته” (SLAVIA) نام دارد.

طی این پروژه  محققان قصد دارند فناوری‌هایی را که می‌توانند در آینده از آنها برای اکتشاف مواد خام در ماه و سیارک‌ها استفاده کنند بررسی کنند.

“پتر کاپون”(Petr Kapoun) مدیر عامل شرکت هوافضا برنو S.A.B. که رهبری کنسرسیوم شرکت‌ها را در مذاکرات مربوط به SLAVIA بر عهده دارد. گفت: این پروژه می‌تواند گام بزرگی در حوزه‌ صنعت فضایی باشد. ما می‌خواهیم در عرض چند سال، نقشه‌ای از منابع در فضا ایجاد کنیم. به طوری که اگر روزی برای استخراج منابع به آنجا رفتیم. دقیقا بدانیم کجا باید برویم.

در پروژه “SLAVIA” از دو ماهواره ۲۰ کیلوگرمی استفاده خواهد شد.

که هر کدام حامل سه دستگاه برای کاوش قطعات سیارک و مواد بین سیاره‌ای که وارد جو زمین می‎‌شوند، خواهند بود.

ماهواره‌ها شامل یک دوربین فراطیفی هستند که ترکیب شهاب‌سنگ‌ها و سیارک‌های نزدیک زمین را هنگام ورود به جو سیاره تجزیه و تحلیل خواهند کرد. علاوه بر آن آنها از یک طیف‌سنج جرمی نیز بهره خواهند برد. که این دستگاه مستقیما ذرات جدا شده در مدار را تجزیه و تحلیل خواهد کرد. در نهایت، برای درک بهتر نحوه رفتار این گونه زباله‌های فضایی، ماهواره‌ها همچنین حامل یک آنتن رادیویی برای نظارت بر پلاسما نیز خواهند بود.

زباله‌های فضایی (Space Debris) ابزارهای گوناگون ساخته انسان هستند که در مدار زمین در حال گردشند. اما دیگر کارایی ندارند. زباله فضایی در واقع بقایای فعالیت بشر در فضا است. از قطعات سفینه‌ها گرفته تا قسمت‌هایی از سفینه که در مراحل مختلف ماموریت فضایی از آن جدا می‌شوند یا هر چیز دیگری که در مدار زمین رها شده و دیگر کاربردی ندارد.

“مارتین فروس” (Martin Ferus) از موسسه شیمی فیزیک هیروفسکی در آکادمی علوم چک گفت:

این اندازه‌گیری‌ها در فاصله ۶۰۰ کیلومتری از سطح زمین صورت خواهد گرفت. و بنابراین نتایج بسیار دقیق‌تری نسبت به زمانی که دانشمندان روی زمین این اندازه گیری‌ها را انجام می‌دهند، ارائه خواهند داد.

آژانس فضایی اروپا قرار است طی پنج سال آینده بیش از یک میلیارد کرون جمهوری چک(۴۶ هزار دلار) بر روی ماموریت‌های فضایی خاصی که از جمهوری چک خواسته است، سرمایه گذاری کند. این مقدار پول برای پرتاب حداکثر سه ماموریت کافی است.

پایگاه اطلاع رسانی ایران رصد، ایسنا و به نقل از تی ای، تکامل سیاره زمین را می‌توان با بررسی آن طی ۴.۵ میلیارد سال گذشته توصیف کرد. در آن زمان سطح زمین با اقیانوس عمیقی از ماگما پوشیده شده بود. در طی میلیون‌ها سال، سطح سیاره سرد شد و پوسته‌ای شکننده را تشکیل داد. اگرچه بازهم برخی از سوالات مانند اینکه طی این مدت زمین با چه سرعتی سرد شده و اینکه چه مدت ممکن است طول بکشد تا این خنک شدن مداوم، فرآیندهای گرمایی ذکر شده را متوقف کند، همچنان بی پاسخ مانده است.

“رسانندگی گرمایی”(thermal conductivity) مواد معدنی می‌تواند پاسخ این سوالات باشد.

رسانندگی گرمایی در فیزیک خاصیتی از اجسام است که بیانگر توانایی آنها در انتقال گرما می‌باشد.

این رسانندگی گرمایی مواد معدنی مرز بین هسته و گوشته زمین را تشکیل می‌دهد. این لایه مرزی مرتبط است زیرا اینجاست که سنگ چسبناک گوشته زمین در تماس مستقیم با گدازه داغ آهن نیکل هسته خارجی سیاره قرار می‌گیرد. به دلیل تند بودن گرادیان دما بین هر دو لایه، گرمای زیادی باید در اینجا جریان داشته باشد. این لایه مرزی از ماده معدنی بریگمانیت(bridgmanite) ساخته شده است.

با این حال، تخمین اینکه این ماده معدنی چه میزان گرما را از هسته زمین به گوشته هدایت می‌کند، دشوار است زیرا آزمایش تجربی آن بسیار دشوار است. اخیرا دانشمندان موسسه فناوری فدرال زوریخ یک سیستم اندازه گیری پیچیده ایجاد کرده‌اند که این سیستم آنها را قادر می‌سازد رسانندگی گرمایی ​بریگمانیت را در آزمایشگاه و در شرایط فشار و دمایی که در داخل زمین حاکم است، اندازه‌گیری کنند.

پروفسور “موتوهیکو موراکامی”(Motohiko Murakami) از موسسه فناوری فدرال زوریخ گفت:

این سیستم اندازه‌گیری به ما اجازه می‌دهد. تا نشان دهیم که رسانندگی گرمایی بریگمانیت حدود ۱.۵ برابر بیشتر از حدی است. که تاکنون فرض شده است. این نشان می‌دهد که جریان گرما از هسته به گوشته نیز بیشتر از آن چیزی است که قبلا تصور می‌شد. جریان گرمای بیشتر به نوبه خود، سرعت جریان همرفت گوشته را افزایش می‌دهد. و خنک شدن زمین را تسریع می‌کند. این امر ممکن است باعث شود که زمین‌ساخت صفحه‌ای یا تکتونیک صفحه‌ای که با حرکات همرفتی گوشته ادامه می‌یابد. سریع‌تر از آنچه محققان بر اساس مقادیر رسانش گرمایی قبلی انتظار داشتند، کند شود.

همرفت گوشته زمین، خزش بسیار آهسته گوشته جامد سیلیکاتی زمین است. که ناشی از جریان‌های همرفت حامل گرما از درون سیاره به سطح آن است.

دانشمندان همچنین نشان داده‌اند که سرد شدن سریع گوشته باعث تغییر فازهای معدنی پایدار در مرز هسته و گوشته می‌شود. چرا که پس از سرد شدن، بریگمانیت به ماده معدنی پسا پروسکایت(post-perovskite) تبدیل می‌شود.

پسا پروسکایت یک فاز فشار بالا از سیلیکات منیزیم(MgSiO۳)است.

این ماده از ترکیب اجزا سازنده اکسید اصلی گوشته سنگی زمین(MgO و SiO۲) تشکیل شده و فشار و درجه حرارت آن برای پایداری نشان می‌دهد. که احتمالا در قسمت‌هایی از اعماق زمین، چند صد کیلومتری گوشته زمین رخ می‌دهد.

موراکامی گفت: نتایج مطالعه ما می‌تواند دیدگاه جدیدی در مورد تکامل حرکت زمین به ما ارائه دهد. یافته‌ها نشان می‌دهند که زمین نیز مانند دیگر سیارات سنگی همانند عطارد و مریخ، بسیار سریع‌تر از حد انتظار در حال خنک شدن و غیرفعال شدن است. با این حال، نمی‌توانیم بگوییم که برای مثال توقف جریان‌های همرفتی در گوشته چقدر طول خواهد کشید. ما هنوز اطلاعات کافی در مورد این نوع رویدادها نداریم تا بتوانیم زمان دقیق رخ دادن آنها را مشخص کنیم.