У самого синего моря…Природные ресурсы Туапсинского района (6+)

Авг 31st Подводные грибы помогают Арктике удерживать углерод

Арктические фьорды играют важную роль в поглощении и захоронении углерода. Органическое вещество, попадающее на дно, может пойти по двум разным путям: микроорганизмы либо переработают его, вернув углерод в окружающую среду в виде углекислого газа, либо включат в собственную биомассу. Во втором случае часть углерода получает шанс сохраниться в донных отложениях и в дальнейшем оказаться захороненной под морским дном.

До сих пор основное внимание в таких процессах уделяли бактериям и археям. Грибы в океане тоже распространены широко, но их роль в хранении углерода изучена значительно хуже.

Чтобы разобраться в этом, ученые добавили в образцы донных отложений меченые атомы углерода, входящие в состав свободных аминокислот, а затем проследили, какие микроорганизмы поглощают это вещество. Метод позволил буквально увидеть, кто именно забирает углерод из растворенного органического вещества.

Оказалось, что морские грибы делают это особенно эффективно. Они превращали усвоенный углерод в собственную биомассу, способствуя его удержанию на морском дне. Исследователи связали этот процесс более чем с 80 таксонами грибов, прежде всего с представителями группы водных гифомицетов.

Авторы также обнаружили, что в донных отложениях, где роль грибов была выше, возрастало и соотношение грибной и прокариотической биомассы. Это согласуется с гипотезой о том, что эффективный обмен веществ позволяет грибам превращать значительную часть доступного органического вещества в биомассу, а не полностью окислять его до углекислого газа.

Это важно для понимания так называемого океанического углеродного насоса. Океан постоянно переносит углерод из атмосферы и поверхностных вод в глубину, а донные отложения становятся одним из его долгосрочных хранилищ. Новая работа показывает, что в этой системе необходимо учитывать не только бактерии и археи, но и грибы.

Особенно актуально это для Арктики. Она нагревается значительно быстрее большинства регионов планеты, а таяние ледников уже меняет состав воды, поступление органического вещества и условия жизни микроорганизмов в арктических фьордах.

Пока ученые не утверждают, что морские грибы способны заметно компенсировать выбросы углекислого газа человеком. Однако исследование показывает, что модели углеродного цикла могут недооценивать один из механизмов, влияющих на судьбу органического углерода в океане.

Возможно, на дне арктических фьордов работает еще один, до сих пор недостаточно изученный элемент климатической системы — сеть микроскопических грибов, которые помогают решать, какая часть углерода вернется в круговорот быстро, а какая останется в морских отложениях надолго.

Авг 31st Эль-Ниньо стал почти на 40% сильнее, а экстремальная жара одновременно охватывает целые континенты

Ученые из Мичиганского университета выяснили, что Эль-Ниньо в последние 40 лет стал почти на 40% интенсивнее, чем в доиндустриальную эпоху. Причем анализ древних и современных кораллов с Галапагосских островов показал: современные эпизоды Эль-Ниньо оказались сильнее любых, происходивших на протяжении примерно тысячи лет до середины XIX века.

Эль-Ниньо — это периодическое потепление поверхностных вод экваториальной части Тихого океана, которое влияет на погоду далеко за пределами региона. Оно способно менять режим осадков, усиливать засухи и наводнения и повышать вероятность экстремальных погодных явлений в разных частях планеты.

Исследователи обнаружили, что усиление Эль-Ниньо происходило параллельно с ростом глобальной температуры. По их мнению, главной причиной этой тенденции стало антропогенное изменение климата, связанное прежде всего с увеличением концентрации парниковых газов.

Еще более широкую картину показало другое исследование, опубликованное в Nature Communications. Международная группа ученых изучила так называемые синхронные сезонные периоды экстремального тепла — ситуации, когда необычно высокая температура одновременно охватывает большие территории в разных регионах мира.

Оказалось, что с 1970-х годов такие события стали значительно интенсивнее и масштабнее. Сегодня их экстремальность достигла уровней, которых исследователи не обнаружили за весь изученный период начиная с 850 года нашей эры.

Особенность современных волн жары в том, что они все чаще перестают быть локальным явлением. Экстремально высокие температуры могут одновременно затрагивать несколько крупных регионов и даже континентов. Это особенно опасно, поскольку одновременная жара и засуха в разных частях света способны создавать проблемы сразу для сельского хозяйства, энергосистем и здравоохранения.

Оба исследования указывают на одну и ту же тенденцию: глобальное потепление меняет не только «среднюю температуру» планеты. Оно может усиливать климатические колебания и делать экстремальные события более масштабными и синхронными.

Авг 27th Морские ветроэлектростанции могут менять погоду

Учёные использовали региональную климатическую модель и проанализировали различные сценарии развития ветроэнергетики на основе погодных данных за десять лет — с 2008 по 2017 год. Они сравнили современные ветропарки, планы их расширения и экстремальный сценарий, при котором все выделенные для строительства морские зоны используются с максимально возможной интенсивностью. Оказалось, что крупные скопления ветряных турбин способны заметно менять движение воздуха.

Каждая турбина отбирает часть кинетической энергии ветра и создаёт турбулентность. Когда таких турбин тысячи, меняется перемешивание воздуха и перенос влаги. В результате осадки могут перераспределяться.

В наиболее масштабном сценарии количество осадков непосредственно над районами ветроэлектростанций увеличивалось. Одновременно некоторые участки побережья становились суше.

Согласно расчётам, в отдельных прибрежных районах Германии, Нидерландов и Великобритании количество осадков могло снизиться на 10–12%, а в некоторых районах датского полуострова Ютландия — более чем на 15%. Над самими районами размещения крупных морских ветропарков, напротив, осадков становилось больше.

Важно, что речь не идёт о прогнозе погоды на ближайшие десятилетия. Исследователи специально рассмотрели крайний сценарий — максимальное технически возможное освоение всех обозначенных зон для морской ветроэнергетики. Это скорее проверка того, насколько сильно огромная инфраструктура в море в принципе способна воздействовать на атмосферу.

Современные и запланированные на ближайшие годы ветропарки, согласно моделированию, оказывают гораздо меньший эффект, в основном ограниченный морскими районами. Но результаты показывают, что при масштабном развитии отрасли морские электростанции стоит рассматривать не только как источник энергии.

Оказывается, тысячи ветряков могут стать новым фактором регионального климата — наряду с температурой моря, ветрами и особенностями побережья.

Авторы работы подчёркивают, что результаты необходимо проверить с помощью других климатических моделей. Но уже сейчас исследование ставит интересный вопрос для будущего: переход на чистую энергетику меняет не только состав атмосферы, сокращая выбросы, — сама инфраструктура нового энергетического мира тоже может стать частью климатической системы.

Авг 27th Гибриды и новые экологические стандарты поставили ученых перед неожиданным вопросом

Ученые измерили не только общий объем летучих органических соединений — именно этот показатель обычно используют при оценке загрязнения. Они отдельно проанализировали конкретные вещества и оценили их способность участвовать в образовании приземного озона и вторичных аэрозолей, а также потенциальные риски для здоровья.

Оказалось, что ужесточение экологических требований действительно резко сокращает общую массу выбросов. Например, при холодном запуске и движении на низкой скорости выбросы летучих органических соединений у автомобилей стандарта China VI оказались примерно на 75% ниже, чем у машин стандарта China IV. Но одновременно изменилась структура выхлопа.

Доля кислородсодержащих летучих органических соединений — группы веществ, среди которых есть химически активные и токсичные соединения, — выросла примерно с 20–22% до 35%.

Особенно интересный результат исследователи получили при сравнении одного гибридного автомобиля с бензиновым автомобилем аналогичного экологического класса. При некоторых режимах движения на низкой скорости гибрид выбрасывал почти вдвое больше кислородсодержащих органических соединений.

В условиях холодного запуска расчетный показатель неканцерогенного риска у исследованного гибрида оказался на 69% выше, а расчетный канцерогенный риск — почти в два раза выше, чем у сравниваемого автомобиля с обычным двигателем внутреннего сгорания.

Причина может быть в особенности работы гибридной силовой установки. Бензиновый двигатель в таких автомобилях регулярно выключается и снова запускается. Во время повторного запуска двигатель и система очистки выхлопа могут не успевать прогреться до температуры, при которой каталитический нейтрализатор работает наиболее эффективно. Это может приводить к неполному сгоранию топлива и изменению состава выбросов.

При этом авторы исследования подчеркивают: изучался только один гибридный автомобиль, поэтому делать вывод о том, что гибриды в целом загрязняют воздух сильнее, нельзя. Речь идет не о том, что новые автомобили стали «грязнее», а о другом: снижение общей массы выбросов не всегда означает пропорциональное снижение экологических и токсикологических рисков.

Проблема в том, что разные вещества нельзя оценивать только по их массе. Одни относительно быстро разрушаются и мало влияют на атмосферу, другие активно участвуют в образовании озона и вторичных аэрозолей, а третьи обладают токсическими свойствами даже при небольших концентрациях.

Исследователи считают, что будущим экологическим стандартам может потребоваться более точный подход — контролировать не только общий объем выбросов, но и отдельные химические соединения, включая акролеин, формальдегид, бензол и другие вещества.

Авг 26th Ученые сделали съедобное печенье из пластиковых отходов

Печенье получило название µBites («микробайты»). В его основе — обычный ПЭТ, из которого делают пластиковые бутылки, а также сельскохозяйственные отходы, например кукурузные стебли и листья.

Сначала пластик и растительное сырье подвергают окислительному гидротермальному растворению. Вода и кислород при высокой температуре и давлении разрушают исходные материалы и высвобождают содержащийся в них углерод.

Затем в дело вступают генетически модифицированные дрожжи. Они перерабатывают полученное сырье и производят компоненты, необходимые для пищи, — белки, жиры, органические кислоты, витамины, ароматические и красящие вещества. Например, одна из линий дрожжей производит ванилин, отвечающий за ванильный аромат, другая — бета-каротин, из которого организм получает витамин А.

Полученную смесь соединяют с подсластителем и крахмалом, превращают в тесто и печатают на 3D-принтере, а затем готовят в микроволновой печи.

И вот здесь начинается самое интересное: это действительно должно быть съедобным продуктом, а не просто пластиковым сувениром в форме печенья. Однако исследователи пока не разрешают людям его пробовать. Лабораторные и независимые анализы показали отсутствие токсичных химических веществ, тяжелых металлов, аллергенов и патогенных микроорганизмов, но команда еще проводит исследования переваривания пищи и готовится к испытаниям с участием людей.

Пока технология довольно сложная: весь процесс занимает от одного до двух дней и включает около 33 стадий. Сейчас ученым удается превращать в пищевые продукты более 50% углерода, содержащегося в исходных отходах. В дальнейшем они хотят приблизиться к практически полной переработке сырья.

Главная идея проекта гораздо шире одного печенья. В замкнутой системе, где невозможно регулярно доставлять продукты и вывозить отходы, один и тот же углерод можно многократно использовать в производственном цикле.

Именно поэтому технологией заинтересовалось NASA. На космическом корабле или будущей базе на Луне пластиковые отходы могут стать не мусором, а сырьем для производства пищи. А на Земле такая система потенциально может работать в местах, где особенно трудно обеспечить продовольствием людей — например, после стихийных бедствий или в удаленных регионах.

Пока µBites — экспериментальный прототип, а не новый продукт на полке супермаркета. Но сама идея довольно радикальна: пластик и растительные отходы превращают не в очередной предмет из вторсырья, а в молекулы, из которых снова собирают еду.

Авг 26th Клещи идут на север и несут с собой смертельно опасный вирус

Наиболее тревожный сигнал пришел из Косова, где ученые обнаружили циркуляцию вируса в районах, которые прежде не считались зонами его распространения. Об этом пишет Science.

Ключевая проблема в том, что отсутствие зарегистрированных случаев у людей еще не означает отсутствия самого вируса. Исследования клещей позволяют обнаружить инфекцию до того, как она начинает проявляться в человеческой популяции. Именно поэтому авторы рассматривают эпидемиологический надзор в Косове как пример того, как можно заранее отслеживать изменение ареала опасного патогена.

Вирус Крым-Конго передается преимущественно клещами рода Hyalomma. Человек может заразиться при укусе инфицированного клеща, а также при контакте с кровью или тканями зараженного животного. Возможна и передача от человека к человеку при контакте с кровью и другими биологическими жидкостями больного.

Инфекция может протекать тяжело: высокая температура, сильная головная и мышечная боль сменяются поражением сосудов и нарушениями свертывания крови. При тяжелом течении возникают кровотечения. По данным ВОЗ, летальность во время вспышек достигает 40%. Вакцины для людей против ККГЛ пока нет.

Для вируса особенно важен не сам рост температуры, а изменение условий существования его переносчиков. Более теплые зимы позволяют клещам дольше сохранять активность и выживать там, где раньше климат ограничивал их распространение.

В Европе это уже приводит к изменению географии риска. Исследователи отмечают расширение ареала клещей-переносчиков в сторону более северных районов. Для вируса это означает появление новых потенциальных территорий циркуляции.

И здесь возникает важный эффект: клещ может прийти раньше, чем появится заболевание. Если система эпидемиологического надзора проверяет только заболевших людей, первые сигналы о появлении вируса могут быть пропущены.

Для России эта история особенно актуальна. ККГЛ — не экзотическая инфекция для нашей страны: она впервые была описана именно в Крыму в 1944 году. Сегодня заболевание регистрируется прежде всего на юге России — в Крыму, на Северном Кавказе, в Ростовской, Волгоградской и Астраханской областях, Калмыкии и других южных регионах. Основным переносчиком считается клещ Hyalomma marginatum.

Российские специалисты также отмечают изменение ареала Hyalomma. Более мягкие зимы и раннее наступление теплого сезона создают условия для продвижения южных видов клещей севернее. При этом на их распространение влияют не только температура, но и наличие животных-хозяев, миграции птиц, сельское хозяйство и изменения ландшафтов.

Авг 26th Океан достиг рекордной температуры на фоне супер-Эль-Ниньо

По данным ученых, необычно быстро нагревается огромный массив воды в центральной и восточной частях Тихого океана. Если тенденция сохранится, нынешнее событие может перерасти в супер-Эль-Ниньо — исключительно сильную фазу естественного климатического цикла.

Эль-Ниньо возникает, когда поверхностные воды экваториального Тихого океана становятся значительно теплее нормы. Это меняет циркуляцию атмосферы и способно перестроить погоду далеко за пределами самого океана.

Для планеты это особенно важно потому, что океан поглощает более 90% избыточного тепла, которое накапливается в климатической системе из-за роста концентрации парниковых газов. Когда огромные массы воды дополнительно прогреваются во время Эль-Ниньо, часть этого тепла переходит в атмосферу.

Именно поэтому сильный Эль-Ниньо часто сопровождается глобальным скачком температуры воздуха. Предыдущие мощные эпизоды, в частности события 1997–1998 и 2015–2016 годов, приводили к экстремальной жаре, засухам, ливням и масштабным изменениям экосистем по всему миру.

Нынешняя ситуация отличается тем, что новый Эль-Ниньо развивается на фоне уже рекордно теплого океана. То есть естественная климатическая фаза накладывается на долгосрочное антропогенное потепление.

Это не означает, что каждый месяц или год автоматически станет самым жарким в истории. Но сочетание рекордно теплого океана и мощного Эль-Ниньо создает условия для новых температурных экстремумов.

Для морских экосистем последствия могут быть особенно серьезными: тепловой стресс усиливает обесцвечивание кораллов, меняет распределение видов и нарушает пищевые цепи. На суше Эль-Ниньо способен влиять на режим осадков, вероятность засух и пожаров.

Авг 26th В Сибири выбросы метана за десятилетие выросли вдвое

Исследователи проанализировали данные спутниковых наблюдений, наземных станций и атмосферных измерений. По их оценке, за 2010–2023 годы выбросы метана в Сибири увеличились на 12,0 ± 1,9 млн тонн, или примерно на 1,1 млн тонн в год. При этом темпы роста сибирских выбросов оказались сопоставимы с 92% ежегодного прироста выбросов метана из всех водно-болотных угодий планеты.

Для России это особенно важный результат: значительная часть территории страны приходится на северные леса, болота и области распространения многолетней мерзлоты — природные системы, способные заметно влиять на глобальный баланс метана.

В Западной Сибири, прежде всего в районе Обского бассейна, потепление сопровождается увеличением влажности почв. Более теплые зимы приводят к более раннему таянию снега, а весной в почву поступает больше воды. Одновременно раньше освобождающаяся от снега поверхность сильнее прогревается.

В переувлажненной почве мало кислорода. В таких условиях микроорганизмы разлагают органическое вещество с образованием метана — CH₄, одного из наиболее сильных парниковых газов.

Показательный пример исследователи приводят для 2020 года. Февраль в Западной Сибири был примерно на 8,1 °C теплее, чем средний показатель предыдущего десятилетия. Весной поверхность получила больше солнечной энергии, почва сильнее прогрелась, а выбросы метана с мая по июль оказались примерно на 85% выше нормы.

Западная Сибирь здесь особенно важна: именно на ее территории находится крупнейшая в мире зона высокоширотных болот — Западно-Сибирская низменность. Другие исследования также показывают, что в теплые годы выбросы метана из западносибирских болот увеличиваются.

В Восточной Сибири почвы, напротив, становятся суше и сильнее прогреваются. Это увеличивает вероятность лесных и тундровых пожаров.

Огонь непосредственно высвобождает метан из сгорающей растительности, но на этом его воздействие не заканчивается. После пожара исчезает часть растительного покрова и органического слоя, который защищает мерзлоту от летнего тепла. Поверхность темнеет и поглощает больше солнечной энергии, поэтому грунт может прогреваться сильнее.

Исследование показывает связь между масштабом пожаров и выбросами метана в восточной части Сибири. В 2019 году, например, сгорело примерно втрое больше сухого растительного материала, чем годом ранее, а выбросы метана увеличились примерно вдвое.

Но есть важная деталь: когда пожары впоследствии стали меньше, концентрация выбросов метана не вернулась к прежнему уровню. Ученые предполагают, что поврежденная огнем мерзлота продолжает прогреваться и после окончания пожара. Однако эту гипотезу еще предстоит подтвердить.

Метан живет в атмосфере значительно меньше углекислого газа, но гораздо эффективнее удерживает тепло. Поэтому быстрый рост природных выбросов способен частично компенсировать результаты сокращения антропогенных выбросов метана.

Авторы исследования оценили возможные последствия для середины века. Если потепление продолжится, к 2050 году выбросы метана в Сибири могут увеличиться еще на 14–28 млн тонн в год. Верхняя оценка соответствует примерно 20–21% того сокращения глобальных выбросов метана, которое потребуется для достижения климатических целей.

При этом ученые подчеркивают: это сценарная оценка, а не прогноз с гарантированным результатом. Связь между температурой и выбросами метана нелинейна, поэтому поведение системы при дальнейшем потеплении остается неопределенным.

Для Сибири особенно важен сам механизм. Потепление не просто меняет температуру воздуха — оно перестраивает водный режим, продолжительность снежного покрова, состояние мерзлоты и частоту пожаров. В результате одна и та же климатическая тенденция может одновременно усиливать болотные выбросы на западе и связанные с пожарами выбросы на востоке.

Сибирь в этом смысле становится своеобразной лабораторией климатических изменений. И чем быстрее меняется ее климат, тем важнее становится следить не только за площадью лесных пожаров, но и за тем, что происходит с почвами, болотами и многолетней мерзлотой.

Авг 26th Россия и ЕС помогают Сербии тушить крупнейшие лесные пожары

Пожары продолжаются на фоне необычно жаркого и сухого лета, из-за которого большая часть Балкан оказалась особенно уязвимой перед огнем.

Одним из наиболее сложных очагов остается пожар в природном заповеднике Делиблатска-Пешчара недалеко от Белграда. Огонь там бушует уже несколько недель. Ежедневно на борьбу с ним направляют более 400 человек. Еще один крупный пожар возник в горном массиве Столови на юго-западе страны.

После того как собственных ресурсов Сербии стало недостаточно, страна обратилась одновременно к Европейскому союзу и России. Россия направила самолет-амфибию Ил-76, предназначенный для сброса воды. Только 23 августа он сбросил на два пожара 168 тонн воды: 126 тонн на Делиблатска-Пешчару и 42 тонны на район Столови.

Помощь от ЕС включает четыре вертолета Black Hawk из Румынии, Словакии и Чехии, а также пожарные команды и технику из Германии и Румынии. Сербия не входит в ЕС, но может обращаться за помощью через Механизм гражданской защиты Евросоюза, который позволяет странам объединять ресурсы во время крупных чрезвычайных ситуаций.

Пожары одновременно распространяются и в других странах Балкан. В Северной Македонии огонь повредил как минимум один дом в районе города Струмица. На границе Боснии и Хорватии крупный пожар привел к закрытию главной дороги между Требине и Дубровником, а жителей нескольких близлежащих деревень пришлось эвакуировать.

Нынешний пожарный сезон на Балканах проходит на фоне необычно жаркой и сухой погоды. Высокие температуры иссушают растительность и почву, поэтому природные территории легче воспламеняются, а уже возникшие пожары быстрее распространяются.

Ситуация показывает еще одну особенность экстремальной жары: ее последствия не ограничиваются непосредственно температурными рекордами. Засуха и пересыхание растительности создают условия, при которых природные пожары становятся масштабнее и требуют ресурсов сразу нескольких стран.

Авг 26th УФ-фильтр из солнцезащитного крема научились разрушать прямо в морской воде

В основе технологии — модифицированный углеродом графитовый нитрид углерода. Под действием света материал образует синглетный кислород — активную форму кислорода, которая запускает разрушение молекул BP-3.

В лабораторных экспериментах наиболее эффективная версия катализатора за 120 минут разрушала более 95% бензофенона-3. Для обычного графитового нитрида углерода этот показатель составил около 25%, а без катализатора — около 8%. При этом количество общего органического углерода в воде за два часа уменьшалось почти на 60%, что указывает на частичное превращение загрязнителя в более простые соединения.

Исследователи проверили материал не только на искусственной морской воде, но и на образцах, взятых у берегов Китая и Австралии. Катализатор сохранял способность разрушать BP-3, хотя скорость реакции зависела от состава воды.

Ученые также проверили, что происходит с кораллами при загрязнении этим веществом. В эксперименте мягкий коралл Pachyclavularia sp. подвергали воздействию BP-3 в концентрации 7 мг/л в течение 10 дней. После этого кораллы перенесли на субстрат с фотокатализатором. Через 21 день у них наблюдались признаки восстановления: усилилась флуоресценция, раскрылись щупальца и улучшилось состояние симбиотических микроводорослей.

Чтобы частицы катализатора не рассыпались в воде, его закрепили на подложке из обожженной глины. Такая конструкция может одновременно очищать воду и служить поверхностью для прикрепления кораллов. После 15 последовательных циклов общей продолжительностью 30 часов эффективность материала снизилась примерно на 9%.

Однако до применения технологии непосредственно на коралловых рифах пока далеко. Все эксперименты проводились в лабораторных условиях, а концентрация загрязнителя задавалась исследователями. Необходимо проверить работу материала в открытом море, его воздействие на другие организмы, долговечность и безопасность продуктов распада BP-3.

Тем не менее исследование предлагает интересную идею: один материал может одновременно удалять органический загрязнитель из воды и создавать субстрат для восстановления коралловых экосистем.