نقش کربن در شکل گیری جو سیارات

حمیده احمدیان راد

زمینترکیبات جو یک سیاره در اعماق آن و زیر سطحش ریشه دارد. همچنین مسیری که کربن از داخل سیاره می پیماید تا به سطح آن برسد نقش مهمی در تکامل جو سیاره بازی می کند.

اگر یک سیاره بیشتر کربنش را به صورت متان آزاد کند، به اندازه کافی گرم می شود تا در آن آب به صورت مایع وجود داشته باشد. به عنوان مثال در اوایل تاریخ شکل گیری مریخ زمانی که آتشفشان ها به شکل گسترده ای رخ می دادند به قدر کافی متان وجود داشته تا سیاره بسیار گرم تر از امروز بوده باشد.

به این ترتیب نحوه به دام افتادن کربن و آزاد شدن آن به وسیله ماگمای آتشفشانی می تواند سرنخ هایی درباره تکامل جو مریخ و سایر اجرام آسمانی در اختیارمان قرار می دهد.

نحوه حرکت کربن به سوی جو سیارات

هنگامی که مواد گوشته ذوب می شود و از آن ماگما تشکیل می شود کربن زیر سطح هم در این ماگما به تله می افتد. وقتی ماگما به سمت بالا و به سوی سطح حرکت می کند و سپس فشار آن کاهش می یابد، کربن موجود در آن به صورت گاز منتشر می شود.

در مورد زمین، کربن در ماگما به صورت کربنات به دام می افتد و سپس به صورت دی اکسید کربن آزاد می شود. دی اکسید کربن یک گاز گلخانه ای است که به جو زمین کمک می کند تا گرمای خورشید را به تله بیندازد.

اما این که چگونه کربن از زیر سطح سیارات دیگر به جو آنها منتقل می شود و چگونه ممکن است شرایط گلخانه ای را تحت تأثیر قرار  قرار دهد، هنوز به خوبی مشخص نشده است.

درمورد مریخ، ماه و اجرام دیگر آسمانی، کربن عمدتاً به صورت کربونیل آهن در ماگما به دام می افتد و به شکل مونوکسید کربن و گاز متان آزاد می شود. هر دوی این گازها، به خصوص متان قابلیت گلخانه ای بالایی دارند زمانی هم که آتشفشان ها در اوایل تاریخ شکل گیری مریخ به طور گسترده ای رخ می دادند، ممکن است به قدر کافی متان آزاد کرده باشند تا مریخ را گرم تر از امروز نگه داشته باشند.

در اوایل تاریخ شکل گیری مریخ این سیاره به صورت غول آتشفشان فعالی بوده، به این معنی که در آن مقادیر قابل توجهی از گاز متان همراه با کربن آزاد می شده است. از آنجا که پتانسیل گلخانه ای متان نسبت به دی اکسید کربن بسیار بالاتر بوده یافته ها نشان می دهد حتی یک فضای نازک از گاز متان در اوایل تاریخ مریخ هم ممکن است این سیاره را به اندازه کافی گرم کرده باشد تا آب مایع بر روی سطح آن ایجاد شده باشد.

تأثیر گوشته زمین و سایر سیارات در تشکیل جو آنها

تفاوت بین شرایط گوشته زمین و گوشته سایر اجرام آسمانی بی دوامی اکسیژن یعنی، میزان اکسیژن آزاد موجود برای واکنش با عناصر دیگر نامیده می شود. گوشته زمین تا به امروز بیدوامی اکسیژن نسبتاً بالایی داشته است، اما اجرام آسمانی دیگر مانند ماه و اوایل شکل گیری مریخ این بیدوامی بسیار کم بوده است. برای پیدا کردن تأثیر بیدوامی اکسیژن کمتر بر انتقال کربن محققان یک سری آزمایشات را با استفاده از بازالت آتشفشانی به راه انداخته اند.

امتیاز به مطلب

بیشترین آلوده کننده های اقیانوس ها

دریاافزایش تولید مواد پلاستیکی و دفع نامناسب آنها، انبوهی از این مواد را در اقیانوس ها و دریاها شناور کرده است. این درحالی است که بخش عمده ای از آلاینده های پلاستیکی موجود در بدنه های بزرگ آبی جهان به خاطر ریز بودن مورد توجه قرار نمی گیرند.

به عنوان مثال بیشتر نمونه های جمع آوری شده از دریاچه ایری در آمریکا میکروسکوپی هستند. از نمونه های جمع آوری شده از این دریاچه 85 درصد آنها کوچک تر از دو دهم اینج (تقریباً 0.51 سانتی متر) هستند و بین 1500 و 1.7 میلیون ذره پلاستیکی در هر مایل مربع از این دریاچه یافت می شود.

ماهی ها و پرندگان هم مواد و ذرات پلاستیکی را می بلعند. محققان با تجزیه و تحلیل معده ماهی ها متوجه شده اند که آنها ذرات پلاستیکی را با غذا اشتباه گرفته و  می خورند. این در حالی است که این ذرات می توانند برای مصرف کنندگان ماهی ها از جمله انسان ها خطرناک باشند. زباله های پلاستیکی برای دریاچه های بزرگ واقع در نیواورلئان آمریکا هم به مشکلی تبدیل شده است.

آلاینده های پلاستیکی اقیانوس ها، دریاها و دریاچه ها از کیسه های پلاستیکی تا بطری و سطل زباله و وسایل ماهی گیری تا محصولاتی نظیر پاک کننده های صورت و یا الیاف مصنوعی که از لباس های پلاستیکی وارد ماشین لباس شویی می شوند را شامل می شود.

پلاستیک ها درحال حاضر عامل 80 تا 90 درصد آلودگی های اقیانوس ها هستند. هنوز مشخص نیست که آیا مواد سمی در مقادیر مضر وارد زنجیره غذایی شده است یا نه.

امتیاز به مطلب

آیا امکان زنده کردن موجودات منقرض شده وجود دارد؟

حمیده احمدیان راد

دایناسورهاتا 15 سال دیگر می توان برخی از گونه هایی که اخیراً منقرض شده اند نظیر پرستوی مهاجر را احیا کرد و سپس بسیاری از گونه های عهد باستان و حتی انسان اولیه را به حیات بازگرداند. بنابراین اگر زمانی با گربه دندان شمشیری مواجه شدید تعجب نکنید.

برای بازگرداندن گونه های منقرض شده گیاهی و جانوری سه رویکرد مختلف در پیش گرفته می شود. در رویکرد شبیه سازی، دانشمندان از مواد ژنتیکی گونه های منقرض شده برای ایجاد کپی دقیق استفاده می کنند. در رویکرد پرورش انتخابی، تلاش می شود تا به گونه های مدرن نزدیک به گونه منقرض شده ویژگی های گونه منقرض شده را داد. با استفاده از رویکرد مهندسی ژنتیک نیز DNA یک گونه مدرن ویرایش می شود تا آن را مطابق DNA گونه های منقرض شده درآورد.

این موضوع به بحث هایی در زمینه مسایل اخلاقی و اختلالات زیست محیطی احتمالی دامن زده است.

موافقان چنین برنامه هایی می گویند که بازگرداندن گونه های منقرض شده به زندگی می تواند به ما کمک کند اکوسیستم های از دست رفته را احیا کنیم. سفر مریخ پیماها که درحال حاضر انجام می شود نیز نتیجه چنین کارهای متهورانه ای بوده است.

اما برخی می گویند اگر می توانیم این کار را انجام دهیم به این معنا نیست که باید انجام دهیم. چراکه بسیاری از گونه های تازه احیا شده می توانند مشکلات غیر منتظره ای به دنیای مدرن وارد کنند. به عنوان مثال گونه های احیا شده می توانند حامل یک بیماری کشنده باشند و یا تهدیدی غیرعمدی برای اکوسیستم ایجاد کنند چرا که در زمان آنها وضعیت با حالا متفاوت بوده است.

ملاحظات اخلاقی هم در این زمینه وجود دارد. به عنوان مثال اگر یک ماموت را به زندگی برگردانیم باید بر روی او آزمایشاتی را انجام دهیم. در رابطه با انسان این ملاحظات اخلاقی و حقوقی بیشتر است و به عنوان مثال یکی از ملاحظات این است که آیا از نظر اخلاقی درست است یک انسان را در آزمایشگاه نگاه داریم تا بر روی او و بیماری های احتمالیش تحقیق کنیم؟

امتیاز به مطلب

دلیل حساس بودن فوق العاده تمساح ها به تغییرات برکه

برکه

تمساح ها اعصابی در صورتشان دارند که بسیار حساسند. آنها می توانند هر تغییر کوچکی در برکه مثل برخورد تنها یک قطره با سطح آب را در فاصله ای چند متری تشخیص دهند.

عصب سه قلو که در داخل جمجمه قرار دارد مسئول تشخیص احساسات در صورت است و این عصب در تمساح ها و کروکودیل ها از عصب انسان ها بزرگ تر است. دانشمندان امیدوارند با مقایسه اندازه این عصب در تمساح ها با عصب مشابه در خزندگان و دایناسورهای عهد باستان درباره نوع رفتار آنها و تعاملشان با محیط اطلاعاتی به دست آورند.

تا به حال مشخص شده که سوراخ جمجمه دایناسورهای بسیار بزرگ تر اندازه ای مشابه و یا حتی کوچک تر از سوراخ جمجمه تمساح کنونی دارد.

همچنین مشخص شده که برخی از گونه های تمساح عهد باستان که بر روی خشکی زندگی می کردند احتمالاً صورتی حساس نداشته اند که بتواند اتفاقاتی که در آب می افتد را تشخیص دهد.

امتیاز به مطلب

نحوه اثرگذاری بدن بر مغز هنگام ترس

ترسمحققان بیش از پیش به این نتیجه می رسند که اندام های دیگر بدن با ایجاد رابطه با عملکرد مغز بر برداشت، شناخت و احساسات ما نفوذ دارند.

در همین راستا شیوه ای که ذهن ما به ترس واکنش نشان می دهد و احساسات مربوط به آن را پردازش می کند با شیوه پردازش احساسات دیگر متفاوت است. به این ترتیب که چرخه قلب بر شیوه پردازش احساس ترس اثر می گذارد.

اگر هنگامی که قلب خون را پمپاژ می کند با چهره ای ترسناک روبرو شویم، آن را ترسناک تر از زمانی می بینیم که همین چهره را هنگامی که قلب آرام است مشاهده می کنیم. با تصویربرداری همزمان از مغز ثابت شده قلب ما درکمان از ترس را تغییر می دهد. بنابراین قلبمان هم تحت تأثیر آن چه می بینیم قرار می گیرد.

نحوه اثرگذاری قلب بر ادراک ترس

روشی که در آن ترس را پس از دیدن عکس های ترسناک پردازش می کنیم تحت تأثیر قلبمان قرار می گیرد.

براساس یک تحقیق درصورتی که یک چهره ترسناک را در طی سیستول (زمانی که قلب پمپ می کند) ببینیم و پس از آن قضاوت کنیم، این صورت را ترسناک تر از زمانی می بینیم که همان چهره را در حین دیاستول (زمانی که قلب آرام است) می بینیم.

تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) از مغز که به طور همزمان با نشان دادن یک چهره ترسناک به افراد انجام شده ثابت می کند بخشی از مغز به نام بادامه تحت تأثیر قلبمان قرار می گیرد و قلبمان درکمان از ترس را تغییر می دهد.

بنابراین قلبمان هم می تواند تحت تأثیر  آن چه ما می بینیم و آن چه نمی بینیم قرار بگیرد.

به این ترتیب دانشمندان مکانیسم مهمی که براساس آن قلب و مغز با یکدیگر صحبت می کنند را یافته اند. این یافته برای درمان افراد مبتلا به اضطراب، غم پس از حادثه و نیز مراقبه تأثیر گذار خواهد بود.

امتیاز به مطلب

غیر از بینی اعضای دیگر بدن هم بوها را حس می کنند؟

بویاییبوها نسبت به آن چه پیش از این تصور می شد نقش به مراتب مهم تری در زندگی دارند. سلول های قلب، خون، ریه و حتی سلول های دیگر بدن همان گیرنده ها برای سنجش بو را دارند که در بینی وجود دارد. به این ترتیب به عنوان مثال قلب بوی چای تازه دم یا دارچین را می فهمد.

تا به حال تصور بر این بود که بینی به طور انحصاری از گیرنده های بویایی برخوردار است. گیرنده های بویایی بینی بر روی سلول های خاصی در یک بافت ویژه پوششی در داخل حفره بینی قرار دارند.

گیرنده های بویایی در بینی در سلول های خاصی واقع در مخاط اپی تلیوم بویایی قرار دارند. اپیتلیوم بویایی یک بافت ویژه پوششی در داخل حفره و پشت بینی است. گیرنده های بویایی لنگرگاه ترکیبات شیمیایی ای هستند که از راه هوا منتقل می شوند و مسئول رایحه غذا و مواد دیگرند. این مولکول ها به گیرنده ها متصل می شوند و در مغز به عنوان بوهای خاص ثبت می شوند.

اما کشف گیرنده های بویایی در سلول های دیگر غیر بویایی به عنوان یک شگفتی تلقی می شود. سلول های خونی گیرنده های بویایی دارند. همچنین قلب، ریه ها و بسیاری از اندام های غیر بویایی دیگر نیز دارای این گیرنده ها هستند.

منبع: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/04/130407183542.htm

امتیاز به مطلب

نحوه ادامه حیات یک گونه ماهی با خون شفاف

ماهی

گونه ای ماهی به نام ماهی یخی ریزچشم وجود دارد که در اعماق قطب جنوب زندگی می کند و خونی فاقد هموگلوبین و شفاف دارد. این ماهی به این خاطر منحصربفرد است که فاقد یک پروتئین ضروری در بدن خود است که خون را نقل و انتقال می دهد.

دلیل این که این ماهی درست مثل همه ماهی های دیگر زندگی می کند این است که قلب بزرگ تری دارد و از پلاسمای خون استفاده می کند تا اکسیژن را نقل و انتقال دهد. همچنین، این ماهی فاقد فلس بر روی بدنش است که که کمک می کند اکسیژن را از محیط اطراف خود جذب کند. با این حال آنها مطمئن نیستند که چرا این ماهی در خونش هموگلوبین ندارد.

پارک حیات دریایی توکیو تنها آکواریوم جهان است که ماهی یخ ریز چشم را در اختیار دارد.

امتیاز به مطلب

حیات چگونه وارد زمین شد؟

حیاتدر ابتدا 10 اسید آمینه بر روی زمین وجود داشته که در یک محیط با نمک بالا پروتئین هایی را تشکیل می دهند.

این پروتئین ها بین 3.5 تا 3.9 میلیارد سال پیش قابلیت فعالیت های متابولیک را برای اولین موجودات زنده ای که بر روی این سیاره ظاهر شدند به وجود آوردند. اولین موجودات زنده میکروسکوپی بوده اند و ساختارهایی سلول مانند با قابلیت تکثیر و تطبیق با شرایط محیطی را داشته اند.

نحوه ورود اجزای مورد نیاز برای آغاز حیات
به طورکلی این ایده ای پذیرفته شده است که برخی از اجزای مهم مورد نیاز برای به وجود آمدن حیات به واسطه بمباران شهاب سنگ ها به زمین وارد شده اند. اما چگونه این اجزا سنگ های بی جان اولیه را به بلوک های ساختمانی حیات تبدیل کرده اند؟

یک توضیح ارایه شده این است که ماده ای شیمیایی مشابه آنی که در حال حاضر در تمام سلول های زنده وجود دارد و برای تولید انرژی حیاتی محسوب و باعث دمیدن حیات می شود با شهاب سنگ وارد زمین شده است. شهاب سنگ های حاوی مواد معدنی فسفری در استخرهای اسیدی داغ مایع در اطراف آتشفشان ها فرود آمده اند. این مواد شیمیایی فسفری غیرمعمول می تواند زمینه به وجود آمدن انرژی مورد نیاز برای ایجاد حیات بر روی زمین را به وجود آورده باشد و سپس حیات در تمام زمین توسعه یافته است.

دانشمندان می گویند حیات بر روی زمین انرژیش را از فرآیندی به نام chemiosmosis به دست آورده که در آن ماده شیمیایی به نام آدنوزین تری فسفات (ATP)، باتری شیمیایی قابل شارژی را برای ایجاد حیات به وجود آورده است. این ماده برای آزاد شدن انرژی مورد نیاز برای به راه انداختن واکنش های حیات و یا سوخت و ساز تجزیه شده و دوباره تشکیل می شود. بعید است که آنزیم های پیچیده مورد نیاز برای ایجاد و شکستن ATP در هنگام تشکیل حیات بر روی زمین وجود می داشته باشد.

امتیاز به مطلب

چرا دختران در توانایی های فضایی ضعیف تر از پسرانند؟

تحصیلمطالعات انجام شده در طول 35 سال گذشته همواره نشان داده که مردان به طور کلی تست ها را در آزمون توانایی فضایی بهتر انجام می دهند. این درحالی است که در زمینه هوش کلی دو جنس با هم تفاوتی ندارند.

محققان می کوشند بفهند آیا این موضوع به طبیعت ربط دارد یا به نحوه پرورش هر یک از دو جنس برمی گردد. یک بررسی نشان می دهد تفاوت های دو جنس در زمینه توانایی فضایی به نقش های کلیشه ای جنسیتی آنها برمی گردد و گنجاندن برخی بازی ها و فعالیت های تفریحی توانایی های فضایی آنها را افزایش می دهد.

توانایی فضایی درک و حل مشکلات مرتبط با روابط بین اشیا و یا اشخاص شامل موقعیت، جهت، اندازه، شکل و فاصله است. این اختلاف در زمینه فضایی ممکن است دلیل این باشد که چرا زنان در مطالعه علوم، فناوری، مهندسی و ریاضی ضعیف تر از مردانند.

محققان به طور خاص یکی از جنبه های توانایی فضایی یعنی چرخش ذهنی را در دانش آموزان تجزیه و تحلیل کردند و به این نتیجه دست یافتند. آنها نتیجه گرفتند که وقتی به عنوان مرد شناخته می شوید همین به پرورش مهارت های ریاضی و علمی منجر می شود در حالی که شناسایی شما به عنوان زن توانایی های کلامی و زبان را تقویت می کند. این در حالی است که می توان در کودکان توانایی های هر دو جنس را به شکل سالم در هم ادغام کرد.

توسعه توانایی فضایی در زنان از طریق بازی و فعالیت های تفریحی ممکن است یعنی می توان به جای این که تفکیک جنسیتی فعالیت ها را تشویق کرد فعالیت هایی را که به طور کلیشه ای مردانه محسوب می شوند را در زندگی روزانه دختران گنجاند.

امتیاز به مطلب

آیا آب شدن یخ های قطب شمال مزایایی هم دارد؟

قطبآب شدن یخ های قطب شمال نه تنها برای تولید انرژی مهم است بلکه برای حمل و نقل انواع کالاها هم مفید است. گرم شدن هوا امکان باز شدن مسیرهای حمل و نقل در قطب شمال تا سال 2050 را به وجود آورده است.

با آب شدن یخ های قطب شمال یک راه مستقیم و سراسری برای نقل و انتقال کالا از آسیا به ساحل شرقی آمریکا ایجاد می شود که سریع ترین راه ممکن هم هست. این مسیر در حال حاضر غیرقابل دسترس است.

هم اکنون بیشترین ترافیک برای حمل و نقل کالا بین آمریکا و آسیا در کانال سوئز و کانال پاناما است و البته این مسیر کماکان به جای خود باقی خواهد بود. منتها تا اواسط قرن مسیر قطب شمال هم به مسیری که از نظر اقتصادی با دوام است تبدیل می شود. جایی که با گرم شدن آب و هوا انتظار می رود مسیرهای جدید دریایی باز شود که در حال حاضر غیرقابل نفوذند.

به این ترتیب در میان در کش و قوس بحث برسر گرم شدن کره زمین و ذوب یخ های قطبی برخی از کشورها منتظر نتایج ذوب یخ های قطب شمالند. به ویژه این که ذوب یخ ها حمل و نقل سوخت های فسیلی را که از قضا متهم اصلی تولید گازهای گرم کننده سیاره است را آسان می کند.

نتیجه آب شدن یخ های قطب شمال، شمار بی سابقه ای از تانکرها است که امکان دسترسی به مسیر کشتیرانی این منطقه را پیدا می کنند و به این ترتیب یک مزیت صنعتی بالقوه در قطب شمال ایجاد می شود.

با آب شدن یخ های قطب شمال مسیرهایی درست می شود که از طریق تنگه برینگ از اروپا به بازارهای آسیایی امتداد می یابند. تنگه برینگ آلاسکا و روسیه را تقسیم می کند. این مسیر 40 درصد کوتاه تر از مسیر کشتیرانی ای است که از کانال سوئز می گذرد.

روسیه درحال حرکت به سوی صادرات نفت و گاز قطب شمال به چین و دیگر اقتصادهای شرق دور است و فکر می کند که درنهایت این مسیر به رقیب کانال سوئز تبدیل می شود.

وزیر نفت نروژ هم  گفته که اگر روند ذوب شدن یخ ها ادامه یابد، زمانی فرا می رسد که طیف وسیعی از محموله ها فراتر از محصولات نفتی، نظیر سنگ آهن و زغال سنگ را می توان از طریق آب های قطب شمال انتقال داد.

همچنین مسیر شمال غربی کانادا هم به یک مسیر کشتیرانی که از لحاظ اقتصادی قابل دوام است تبدیل می شود.


زمانی که تابستان قطب شمال بدون یخ خواهد شد
یخ دریاهای قطب شمال خیلی زودتر از آن چه تاکنون تصور می شد یعنی قبل از سال 2050 آب خواهد شد. قسمت عمده این یخ ها نیز ظرف یک تا دو دهه آینده از میان خواهد رفت. از دست رفتن سریع یخ های قطب شمال واضح ترین نشانه تغییرات آب و هوایی در جهان شمرده می شود. آب شدن یخ های این منطقه بر آب و هوای سراسر نیمکره شمالی، اکوسیستم ها و دسترسی های اقتصادی آن اثر می گذارد. فهم این تغییرات به ما کمک می کند تا تصویر دقیق تری از آن چه پیش رو داریم به دست آوریم و بهتر با آنها تطبیق پیدا کنیم.

امتیاز به مطلب