Informacija

Koliko organizmi mogu živjeti blizu jezgre Zemlje?

Koliko organizmi mogu živjeti blizu jezgre Zemlje?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ne znamo mnogo o organizmima koji žive duboko ispod Zemljine kore. Nedavno je tim pod vodstvom S. Giovannija otkrio neke mikrobe 300 m ispod dna oceana. Utvrđeno je da su mikrobi potpuno nova i egzotična vrsta i očito se hrane ugljikovodicima poput metana i benzena. Znanstvenici nagađaju da bi život u našem Sunčevom sustavu mogao postojati daleko ispod površine nekih planeta ili mjeseca. Ovo otvara neka pitanja:

  1. Kolika je teoretska minimalna udaljenost od Zemljine jezgre na kojoj još može postojati život. Molimo objasnite kako ste došli do ovog broja. Na primjer, postoje ograničenja za mnoge biokemijske procese nametnuta temperaturom.

  2. Postoji li potencijal za otkrivanje nekih doista vanzemaljskih oblika života u Zemljinom plaštu (pod ovim mislim na život koji nije temeljen na ugljiku, ili život koji svoju energiju dobiva na načine koje do sada nismo vidjeli, ili život koji nije temeljen na DNK, ili nešto u tom smislu)?

  3. Koja je najveća udaljenost ispod Zemljine kore u kojoj je otkriven život? Vjerujem da je to 300 m koje sam gore naveo, ali nisam 100% siguran.


Mnogo toga ne znamo o životu u dubokim špiljama, ali možemo najdublji živi organizam vezati na najmanje 3,5 kilometara dolje, a vjerojatno i ne više od 30 kilometara dolje.

Crvi izvađeni iz dubokih rudarskih bušotina nisu posebno prilagođeni za život tako daleko: imaju slične zahtjeve za kisikom/temperaturom kao površinske nematode.

Rudnik Tau Tona dubok je oko 3,5 kilometara i na dnu oko 60 ° C. Životni vijek hidrotermalnog otvora dobro funkcionira do oko 80 ° C, a kora se zagrijava na "oko" 25 ° C po kilometru. Sasvim je razumno očekivati ​​da će se život spustiti oko 5 kilometara niže, ali dalje od toga su nagađanja.

Povećanje tlaka pomaže u stabilizaciji bioloških molekula koje bi se inače raspale na tim temperaturama, pa nije nemoguće da bi mogao postojati još dublji život. Možda je čak i vjerojatno, s obzirom na to da život u Tau Toni udiše kisik.

Siguran sam da nema života koji bismo mogli prepoznati jer život postoji u gornjem plaštu.


Najmanje 283 vrste bakterija (od lipnja 2017.) pronađene su u dubokim rudnicima, dubokim morima ili dubokomorskim sedimentima; na primjer:

Abyssivirga alkaniphila, 2,3 km; Alcanivorax dieselolei, 5,0 km; Alcanivorax marinus, 2,5 km; Alcanivorax nanhaiticus, 2,1 km; Alkalimonas kolagenimarina, 4,0 km; Alkaliphilus transvaalensis, 3,2 km; Altererythrobacter atlanticus, 2,6 km; Altererythrobacter marinus, 1,5 km; Amycolatopsis albispora, 2,9 km; Anoxybacter fermentans, 2,9 km; Arthrobacter ardleyensis, 5,0 km; Aurantivirga profunda, 1,0 km; Arthrobacter subterraneus, 0,5 km.


Za poveznice na članke koji opisuju ove bakterijske vrste pogledajte:

https://www.researchgate.net/publication/310900732_Bacteria_I_Names http://bacteria.martinklvana.com/


Život napreduje unutar Zemljine kore

Catherine Offord
1. listopada 2018

Otprilike 20 minuta vožnje sjeverno od industrijskog grada Timminsa u Ontariju tlo ustupa mjesto zjapećoj jami koja se proteže više od 100 metara. Ova jama je najprepoznatljivije obilježje rudnika Kidd Creek, najdubljeg rudnika bakra i cinka na svijetu. Ispod Zemljine površine labirint podzemnih tunela i šahti probija 3 kilometra drevne vulkanske stijene. Da nije ogromnog ventilacijskog sustava koji bi prolaze hladio, temperatura zraka na ovoj dubini bila bi 34 ° C (93 ° F).

Ovdje Barbara Sherwood Lollar, hidrogeologinja sa Sveučilišta u Torontu, putuje u zemljinu koru u potrazi za znakovima života. "Uđete u mali kamion ili vozilo i spustite se dugačkim, krivudavim kolnikom koji se spušta do Zemlje", kaže ona Znanstvenik. Do trenutka kad ona i njezini suputnici izađu u hodnike na kraju ceste, "doslovno hodamo duž okeanskog dna prije 2,7 milijardi godina", kaže ona. “To je krajnje fascinantno i čarobno mjesto za posjetiti.”

Za razliku od rudara, koji se kreću ovim tunelima u potrazi za metalnim rudama, Sherwood Lollar i njeni kolege u potrazi su za bazenima slane vode. "Ovo nisu vode koje biste ispumpali u svoju vikendicu i popili ili prosipali po usjevima", kaže Sherwood Lollar. "Ovo su vode koje su bile u dodiru sa stijenom dugo vremena u geokemijskim razdobljima - pune su otopljenih kationa i aniona koje su izvukli iz minerala." Zapravo toliko puni da odaju osebujan, pljesniv miris. "Dok hodamo ovim tunelima, ako osjetim dašak tog smrdljivog mirisa, krećemo u tom smjeru."

Tamo gdje ima vode, postoji potencijal za život. Sherwood Lollar 2006. bio je dio tima predvođenog Tullisom Onstottom sa Sveučilišta Princeton koji je otkrio anaerobnu, sulfat reducirajuću bakteriju koja uspijeva u lomnim vodama rudnika zlata Mponeng u Južnoj Africi, 2,8 kilometara pod zemljom. 1 Nekoliko godina kasnije, druga grupa opisala je raznoliku mikrobnu zajednicu koja živi na sličnoj dubini u Zemljinoj kori, kojoj se pristupa putem bušotine izbušene u tlu u Finskoj. 2 Nedavnim otkrićem 2 milijarde godina stare vode bogate vodikom i sulfatima koja je iscurila iz stijene u rudniku Kidd, Sherwood Lollar i njeni kolege nadaju se da će ponovno pronaći život. 3

Prije uspona kopnenih biljaka, duboka biomasa mogla je nadmašiti život na površini za red veličine.

Ove su ekspedicije samo jedan dio brzo rastućeg polja istraživanja usredotočenog na dokumentiranje mikrobnog, pa čak i eukariotskog života koji prebiva stotinama metara duboko u Zemljinoj kori - ogromnom omotaču stijena koji prekriva plašt planeta. Istraživači sada istražuju ovaj živi podzemni svijet ili duboku biosferu, ne samo u drevnoj, sporo promjenjivoj kontinentalnoj kori pod našim nogama, već i u tanjoj, dinamičnijoj oceanskoj kori ispod morskog dna. (Vidi ilustraciju na stranici 32.) Takva su staništa postala pristupačnija zahvaljujući proširenju znanstvenih projekata bušenja u posljednja dva desetljeća - pri čemu istraživači izvlače jezgre stijena radi proučavanja na površini - kao i sve većem broju ekspedicija u Zemlja preko mina ili pukotina na dnu oceana.

Studije ovih mračnih - i često anoksičnih i vrućih - okruženja izazivaju znanstvenike da preispitaju životne granice, istodobno ističući koliko malo znamo o svijetu pod nogama. "To je stvarno dobro polje ako vam ne smeta što ne znate sve odgovore", kaže Jason Sylvan, geomikrobiolog sa sveučilišta Texas A & ampM. “Za neke ljude to ih izluđuje. Za mene je polje uzbudljivije kada možete postavljati zaista velika pitanja. ”


Važnost u istraživanju

Enzimi koje luče ekstremofili, nazvani "ekstremozimi", koji im omogućuju funkcioniranje u takvim zabranjenim okruženjima, od velikog su interesa za medicinske i biotehničke istraživače. Možda će oni biti ključ za stvaranje lijekova na genetskoj osnovi ili za stvaranje tehnologija koje mogu funkcionirati u ekstremnim uvjetima.

Naravno, različiti okolišni uvjeti zahtijevaju različite prilagodbe organizama koji žive u tim uvjetima. Ekstremofili se klasificiraju prema uvjetima pod kojima rastu. Obično su, međutim, okoline mješavina različitih fiziokemijskih uvjeta koji zahtijevaju prilagodbu ekstremofila na više fiziokemijskih parametara. Ekstremofili koji se nalaze u takvim uvjetima nazivaju se "poliekstremofili".

Acidofil

Acidofili su prilagođeni uvjetima s kiselim pH vrijednostima koje se kreću od 1 do 5. Ova skupina uključuje neke eukariote, bakterije i arheje koji se nalaze na mjestima poput sumpornih bazena, područjima zagađenim kiselom drenažom rudnika, pa čak i našim želucima!

Acidofili reguliraju svoju pH vrijednost raznim specijaliziranim mehanizmima - od kojih su neki pasivni (ne troše energiju), a neki su aktivni (vrše energiju). Pasivni mehanizmi obično uključuju jačanje stanične membrane u odnosu na vanjsko okruženje, a mogu uključivati ​​i izlučivanje biofilma kako bi se spriječila difuzija molekula u stanicu, ili potpuno mijenjanje njihove stanične membrane tako da uključuje zaštitne tvari i masne kiseline. Neki acidofil može izlučiti molekule pufera kako bi im pomogao u podizanju unutarnje razine pH. Mehanizmi aktivne regulacije pH uključuju ionsku pumpu vodika koja izbacuje vodikove ione iz stanice konstantno velikom brzinom.

Alakalifili

Alkalifili su prilagođeni uvjetima s osnovnim pH vrijednostima 9 ili većim. Održavaju homeostazu i pasivnim i aktivnim mehanizmima. Pasivni mehanizmi uključuju okupljanje citoplazmatskih poliamina unutar stanice. Poliamini su bogati pozitivno nabijenim amino skupinama koje puferiraju citoplazmu u alkalnim sredinama. Drugi pasivni mehanizam je niska propusnost membrane, što ometa kretanje protona unutar i izvan stanice. Aktivna metoda regulacije uključuje ionski kanal natrija koji prenosi protone u stanicu.

Termofil

Termofili uspijevaju na iznimno visokim temperaturama između 113 i 251 stupnja Fahrenheita. Mogu se naći na mjestima poput hidrotermalnih otvora, vulkanskih sedimenata i toplih izvora. Njihovo preživljavanje na takvim mjestima može se pripisati njihovim ekstremozimima. Aminokiseline ovih vrsta enzima ne gube svoj oblik i pogrešno se sklapaju pri velikoj vrućini, što omogućuje nastavak pravilne funkcije.

Psihrofil

Psihrofili (poznati i kao kriofili) uspijevaju na ekstremno niskim temperaturama od 5 stupnjeva Celzijusa ili nižim. Ova skupina pripada u sve tri domene života (bakterije, arheje i eukarije), a mogu se naći na mjestima poput hladnog tla, vječnog leda, polarnog leda, hladne oceanske vode i alpskih snježnih omotača.

Jedan od načina na koji preživljavaju na velikoj hladnoći može se pripisati njihovim ekstremozimima, koji nastavljaju funkcionirati na niskim temperaturama, a nešto sporije na još nižim temperaturama. Psihrofili su također sposobni proizvoditi proteine ​​koji su funkcionalni na niskim temperaturama, a sadrže velike količine nezasićenih masnih kiselina u svojim plazma membranama koje pomažu u odbijanju stanica od hladnoće. Najvažnije je, međutim, da su neki psihrofili u stanju zamijeniti vodu u svom tijelu sa šećernom trehalozom, sprječavajući stvaranje štetnih kristala leda.

Kserofil

Kserofili rastu u izrazito suhim uvjetima koji mogu biti jako vrući ili vrlo hladni. Pronađeni su na mjestima poput pustinje Atacama, Velikog bazena i Antarktika. Kao i njihovi psihrofilni prijatelji, neki kserofili imaju sposobnost zamijeniti vodu trehalozom, koja također može zaštititi membrane i druge strukture od razdoblja s niskom dostupnošću vode.

Barofil (piezofil)

Barofili su organizmi koji najbolje rastu pod visokim pritiskom od 400 atm ili više. Oni mogu preživjeti regulirajući fluidnost fosfolipida u membrani. Ova fluidnost kompenzira gradijent tlaka između unutarnje i vanjske strane ćelije te vanjskog okruženja. Ekstremni barofili optimalno rastu pri 700 atm ili više i neće rasti pri nižim pritiscima.

Halofil

Halofili su organizmi kojima je za rast potrebna visoka koncentracija soli. Pri salinitetima većim od 1,5 M prevladavaju prokariotske bakterije. Ipak, ova skupina pripada u sve tri domene života, ali u manjem broju.

Prevladavanje izazova hipersaline okoline počinje minimiziranjem gubitka stanične vode. Halofili to čine nakupljanjem otopljenih tvari u citoplazmi putem različitih mehanizama. Halofilne arheje koriste natrijevo-kalijevu ionsku pumpu za izbacivanje natrija i unos kalija. Halotolerantne bakterije uravnotežuju osmotski tlak korištenjem glicerola kao kompatibilne otopine.


Kako znamo što se nalazi u jezgri Zemlje

Ljudi su bili svuda po Zemlji. Osvojili smo zemlje, letjeli zrakom i zaronili do najdubljih rovova u oceanu. Čak smo bili i na Mjesecu. Ali nikada nismo bili u jezgri planete.

Nismo se ni približili. Središnja točka Zemlje spuštena je preko 6.000 km, a čak je i najudaljeniji dio jezgre gotovo 3.000 km ispod naših stopala. Najdublja rupa koju smo ikada stvorili na površini je Kola superduboka rupa u Rusiji, koja se spušta samo jadnih 12,3 km.

Svi poznati događaji na Zemlji također se događaju blizu površine. Lava koja izvire iz vulkana prvo se topi samo nekoliko stotina kilometara dolje. Čak i dijamanti, kojima je potrebna velika toplina i pritisak, potječu iz stijena dubljih od 500 km.

Što se nalazi ispod svega što je obavijeno tajnom. Čini se nedokučivim. Pa ipak, znamo iznenađujuće mnogo o jezgri. Imamo čak i predodžbu o tome kako je nastao prije milijardi godina, sve bez ijednog fizičkog uzorka. Tako je otkrivena jezgra.

Jedan dobar način za početak je razmišljanje o masi Zemlje, kaže Simon Redfern sa Sveučilišta Cambridge u Velikoj Britaniji.

Većina Zemljine mase mora biti smještena prema središtu planeta

Zemljinu masu možemo procijeniti promatrajući utjecaj gravitacije planeta na objekte na površini. Ispostavilo se da je masa Zemlje 5,9 sekstilion tona: to je 59, a slijedi 20 nula.

Nema tragova bilo čega tako masivnog na površini.

"Gustoća materijala na Zemljinoj površini mnogo je niža od prosječne gustoće cijele Zemlje, pa nam to govori da postoji nešto mnogo gušće", kaže Redfern. "To je prvo."

U osnovi, većina Zemljine mase mora biti smještena prema središtu planeta. Sljedeći korak je pitati koji teški materijali čine jezgru.

Odgovor je ovdje da je gotovo sigurno napravljen uglavnom od željeza. Smatra se da je jezgra oko 80% željeza, iako se o točnoj brojci raspravlja.

Željezna jezgra bi odgovorila za svu tu masu koja nedostaje

Glavni dokaz za to je ogromna količina željeza u svemiru oko nas. Jedan je od deset najčešćih elemenata u našoj galaksiji, a često se nalazi u meteoritima.

S obzirom na to koliko ga ima, željezo je mnogo rjeđe na površini Zemlje nego što bismo mogli očekivati. Dakle, teorija je da je, kada se Zemlja formirala prije 4,5 milijardi godina, puno željeza probilo put do jezgre.

Tu se nalazi većina mase, a tu mora biti i većina željeza. Željezo je relativno normalan element u normalnim uvjetima, a pod ekstremnim pritiskom u Zemljinoj jezgri bi se usitnilo do još veće gustoće, pa bi željezna jezgra odgovorila za svu tu masu koja nedostaje.

Ali čekaj malo. Kako je uopće došlo do željeza?

Željezo je moralo nekako gravitirati & ndash doslovno & ndash prema središtu Zemlje. Ali nije odmah očito kako.

Većina ostatka Zemlje sastoji se od stijena koje se zovu silikati, a rastaljeno se željezo bori da putuje kroz njih. Baš kao što voda na masnoj površini stvara kapljice, željezo se drži za sebe u malim spremnicima, odbijajući se širiti i teći.

Tlak zapravo mijenja svojstva interakcije željeza sa silikatom

Moguće rješenje otkrili su 2013. Wendy Mao sa Sveučilišta Stanford u Kaliforniji i njezine kolege. Pitali su se što se dogodilo kad su željezo i silikat bili izloženi ekstremnom pritisku, kao što se događa duboko u zemlji.

Izuzetno čvrsto stežući obje tvari dijamantima, uspjeli su istisnuti rastaljeno željezo kroz silikat.

"Tlak zapravo mijenja svojstva interakcije željeza sa silikatom", kaže Mao. "Pri većim pritiscima nastaje" mreža taline "."

To sugerira da se željezo postupno cijedilo kroz stijene Zemlje milijunima godina, sve dok nije doseglo jezgru.

Možda se u ovom trenutku pitate kako znamo veličinu jezgre. Zbog čega znanstvenici misle da počinje 3000 km dolje? Postoji odgovor jedne riječi: seizmologija.

Sve seizmičke postaje razbacane po cijeloj Zemlji zabilježile su dolazak potresa

Kad se dogodi potres, on šalje udarne valove po cijelom planetu. Seizmolozi bilježe te vibracije. Kao da smo divovskim čekićem pogodili jednu stranu planete, a s druge strane osluškivali buku.

"Šezdesetih godina prošlog stoljeća dogodio se čileanski potres koji je generirao ogromnu količinu podataka", kaže Redfern. "Sve seizmičke postaje razbacane po cijeloj Zemlji zabilježile su dolazak potresa iz tog potresa."

Ovisno o ruti kojom te vibracije prolaze, one prolaze kroz različite dijelove Zemlje, a to utječe na to kako "zvuče" na drugom kraju.

Rano u povijesti seizmologije uvidjelo se da neke vibracije nedostaju. Očekivalo se da će se ti "S-valovi" pojaviti s jedne strane Zemlje nakon što su nastali s druge, ali od njih nije bilo ni traga.

Pokazalo se da su stijene postale tekuće oko 3000 km dolje

Razlog za to bio je jednostavan. S-valovi mogu odjeknuti samo kroz čvrsti materijal, a ne mogu proći kroz tekućinu.

Mora da su naišli na nešto otopljeno u središtu Zemlje. Kartiranjem staza S-valova pokazalo se da su stijene postale tekuće oko 3000 km dolje.

To je značilo da je cijela jezgra istopljena. No seizmologija je spremila još jedno iznenađenje.

Tridesetih godina prošlog stoljeća danska seizmologinja Inge Lehmann primijetila je da je druga vrsta valova, nazvana P-valovi, neočekivano putovala kroz jezgru i da se može otkriti na drugoj strani planeta.

P-valovi su stvarno putovali kroz jezgru

Smislila je iznenađujuće objašnjenje: jezgra je podijeljena u dva sloja. "Unutarnja" jezgra, koja počinje oko 5000 km dolje, zapravo je bila čvrsta. Rastopljeno je samo "vanjsko" jezgro iznad njega.

Lehmannova je ideja na kraju potvrđena 1970. godine, kada su osjetljiviji seizmografi otkrili da P-valovi doista putuju kroz jezgru i, u nekim slučajevima, od nje se odbijaju pod kutovima. Naravno, ipak su završili na drugoj strani planeta.

Nisu samo potresi poslali Zemlju korisne udarce. Zapravo, seizmologija svoj uspjeh duguje razvoju nuklearnog oružja.

Nuklearna detonacija također stvara valove u tlu, pa se nacije služe seizmologijom da osluškuju testove oružja. Tijekom Hladnog rata to se smatralo iznimno važnim, pa su seizmolozi poput Lehmanna dobili puno ohrabrenja.

Pokazalo se da je to prilično teško odrediti

Suparničke zemlje saznale su jedna za drugu nuklearne sposobnosti, a usput smo saznavali sve više o jezgri Zemlje. Seizmologija se i danas koristi za otkrivanje nuklearnih detonacija.

Sada možemo nacrtati grubu sliku Zemljine strukture. Postoji rastaljena vanjska jezgra, koja počinje otprilike na pola puta do središta planeta, a unutar nje je čvrsta unutarnja jezgra promjera 1.220 km.

No, postoji još mnogo toga za isprobati, osobito o unutarnjoj jezgri. Za početak, koliko je vruće?

Pokazalo se da je to prilično teško odrediti, a zbunjivali su znanstvenike donedavno, kaže Lidunka Vočadlo sa Sveučilišta London u Velikoj Britaniji. Ne možemo dolje staviti termometar, pa je jedino rješenje stvoriti ispravan tlak usitnjavanja u laboratoriju.

Zemljina jezgra ostala je topla zahvaljujući toplini zadržanoj pri formiranju planeta

Tim francuskih istraživača dao je 2013. najbolju procjenu do sada. Oni su podvrgnuli čisto željezo pritiscima nešto više od polovice jačine u jezgri i odatle ekstrapolirali. Zaključili su da je talište čistog željeza na jezgri oko 6.230 ° C. Prisutnost drugih materijala malo bi smanjila talište jezgre, na oko 6000 ° C. Ali to je još uvijek vruće kao i površina Sunca.

Pomalo poput krumpira s tostiranom jaknom, jezgra Zemlje ostala je topla zahvaljujući toplini zadržanoj pri formiranju planeta. Također dobiva toplinu zbog trenja dok se gušći materijali pomiču, kao i raspadom radioaktivnih elemenata. Ipak, hladi se za oko 100 ° C svake milijarde godina.

Poznavanje temperature korisno je jer utječe na brzinu kojom vibracije putuju kroz jezgru. To je zgodno jer ima nešto čudno u vibracijama.

P-valovi neočekivano sporo putuju dok prolaze unutarnjom jezgrom sporije nego što bi to učinili da je napravljen od čistog željeza.

To je Pepeljugin problem: nijedna cipela neće sasvim pristajati

"Brzine valova koje seizmolozi mjere pri potresima i sve ostalo značajno su manje [od] svega što mjerimo u pokusu ili računamo na računalu", kaže Vočadlo. "Nitko još ne zna zašto je to tako."

To sugerira da u smjesi postoji još jedan materijal.

To bi mogao biti i drugi metal, nazvan nikal. No, znanstvenici su procijenili kako bi seizmički valovi putovali kroz slitinu željeza i nikla, a ni to ne pristaje očitanju.

Vočadlo i njeni kolege sada razmatraju postoje li dolje i drugi elementi, poput sumpora i silicija. Do sada nitko nije uspio doći do teorije o sastavu unutarnje jezgre koja zadovoljava sve. To je Pepeljugin problem: nijedna cipela neće sasvim pristajati.

To bi moglo objasniti zašto seizmički valovi prolaze sporije nego što se očekivalo

Vočadlo pokušava simulirati materijale unutarnje jezgre na računalu. Nada se da će pronaći kombinaciju materijala, temperatura i pritisaka koji bi usporili seizmičke valove za pravu količinu.

Ona kaže da bi tajna mogla ležati u činjenici da je unutarnja jezgra gotovo na talištu. Zbog toga bi se precizna svojstva materijala mogla razlikovati od onih kakvi bi bili da su sigurno čvrsti.

To bi moglo objasniti zašto seizmički valovi prolaze sporije nego što se očekivalo.

"Ako je to pravi učinak, mogli bismo uskladiti rezultate fizike minerala sa seizmološkim rezultatima", kaže Vocadlo. "Ljudi to još nisu uspjeli učiniti."

Mnogo je zagonetki o zemljinoj jezgri koje tek treba riješiti. No, a da nikada nisu kopali do tih nemogućih dubina, znanstvenici su shvatili mnogo o tome što se događa tisućama kilometara ispod nas.

Magnetsko polje štiti nas od štetnog sunčevog zračenja

Ti skriveni procesi u dubinama Zemlje ključni su za naš svakodnevni život, na način na koji mnogi od nas toga nisu svjesni.

Zemlja ima moćno magnetsko polje, a to je sve zahvaljujući djelomično rastaljenoj jezgri. Stalno kretanje rastopljenog željeza stvara električnu struju unutar planeta, a ona zauzvrat stvara magnetsko polje koje seže daleko u svemir.

Magnetsko polje štiti nas od štetnog sunčevog zračenja. Da jezgra Zemlje nije takva kakva jest, ne bi postojalo magnetsko polje i imali bismo razne probleme s kojima se moramo boriti.

Nitko od nas nikada neće vidjeti oko jezgre, ali dobro je znati da je tu.


Znatiželjna djeca: što bi se dogodilo da se Zemljina jezgra ohladi?

Paula Koelemeijer prima sredstva od Kraljevskog društva i Sveučilišta u Oxfordu.

Partneri

Sveučilišni koledž u Londonu financira kao partner osnivač The Conversation UK.

Conversation UK dobiva sredstva od ovih organizacija

Curious Kids je serija za djecu svih dobi, u kojoj The Conversation traži od stručnjaka da odgovore na pitanja djece. Sva pitanja su dobrodošla: saznajte kako unijeti na dnu ovog članka.

Što bi se dogodilo da Zemljina jezgra više nije vruća? - Amelia, 13 godina, Devon, UK

Hvala Amelia, to je jako dobro pitanje! Zemljina jezgra se polako hladi s vremenom. Jednog dana, kad se jezgra potpuno ohladi i postane čvrsta, imat će ogroman utjecaj na cijeli planet. Znanstvenici misle da bi, kada se to dogodi, Zemlja mogla biti pomalo poput Marsa, s vrlo tankom atmosferom i bez više vulkana ili potresa. Tada bi život bio jako težak za preživjeti - ali to neće biti problem nekoliko milijardi godina.

Zemljina jezgra trenutno nije u potpunosti istopljena. Unutarnja jezgra je kugla od čvrstog željeza, dok je vanjska jezgra izrađena od rastaljenog željeza debljine tisuća kilometara.

Znanstvenici to znaju jer se udarni valovi nastali potresima mogu snimiti s druge strane Zemlje - i ne bismo očekivali da ćemo ih vidjeti da je i unutarnja jezgra rastopljena.

Cijela jezgra je rastopljena kada je Zemlja nastala, prije otprilike 4,5 milijardi godina. Od tada se Zemlja postupno hladila, gubeći toplinu u svemiru. Kako se hladilo, formirala se čvrsta unutarnja jezgra, koja je od tada rasla u veličini.

Ali ovaj proces je vrlo spor: unutarnja jezgra raste samo oko jedan milimetar godišnje, jer Zemlja ima stjenoviti plašt između svoje vrele jezgre i hladne površine, što sprječava njeno prebrzo hlađenje - baš kao što vas vaš kaput zadržava toplo zimi.

Sporo hlađenje našeg planeta uzrokuje da rastaljeno željezo u vanjskoj jezgri teče i brzo se kovitla dok se toplina prenosi do plašta, a to Zemlji daje magnetsko polje. Magnetsko polje je poput magneta koji djeluje na daljinu, pa iako ga ne možemo vidjeti svojim očima, ono obavlja mnoge važne poslove na našem planetu.

Zemljino magnetsko polje na djelu. Shutterstock.

Zemljino magnetsko polje štiti život na Zemljinoj površini od štetnih čestica koje dolaze od Sunca. Također održava atmosferu planeta na mjestu i pomaže životinjama da se snađu.

Toplina koja izlazi iz jezgre također čini da se materijal kreće po različitim slojevima našeg planeta - od stjenovitog plašta do krutih ploča na površini, gdje živimo ti i ja.

Ovaj pokret može uzrokovati trljanje ploča na površini, što stvara potrese i vulkane. Zato život na mjestima gdje se spajaju dvije ploče - poput Nepala ili Japana - može biti vrlo opasno.

Aktivni vulkan u Gvatemali. Shutterstock.

Kad se rastaljena vanjska jezgra ohladi i postane čvrsta, jako dugo u budućnosti, Zemljino magnetsko polje će nestati.

Kad se to dogodi, kompasi će prestati usmjeravati prema sjeveru, ptice neće znati kamo će letjeti kad migriraju, a Zemljina će atmosfera nestati. To će učiniti život na Zemlji vrlo teškim za ljudska bića i druge oblike života.

Kad se Zemlja potpuno ohladi, kretanje u plaštu će također na kraju prestati. Tada se ploče na površini više neće pomicati te će biti manje potresa i vulkanskih erupcija.

Možda mislite da bi to bilo dobro za ljude - osobito one koji žive na mjestima poput Tokija - ali erupcije vulkana također stvaraju plodno tlo za uzgoj i plinove koji čine zrak koji udišemo.

Nakon svega ovoga, Zemlja bi mogla pomalo nalikovati Marsu. Na površini Marsa znanstvenici su vidjeli značajke koje su povezane s vulkanima i pokretnim pločama. Ali oni se više ne kreću, nema magnetskog polja i preostala je samo tanka atmosfera.

Ne znamo je li jezgra Marsa još uvijek rastopljena ili ne, ali robot zvan InSight nedavno je sletio na Mars koji će nam pomoći da to otkrijemo!

No, za sada ne morate brinuti hoće li Zemljina jezgra izgubiti svu toplinu i postati čvrsta, jer je plašt omotan oko jezgre, održavajući ga lijepim i toplim.

Pozdrav, znatiželjna djeco! Imate li pitanje na koje biste željeli odgovoriti stručnjaku? Zamolite odraslu osobu da nam pošalje vaše pitanje. Možeš:

* Pošaljite svoje pitanje na e -adresu [email protected]
* Recite nam na Twitteru označavanjem @ConversationUK s hashtagom #curiouskids, ili
* Pošaljite nam poruku na Facebooku.

CC BY-ND

Recite nam svoje ime, godine i grad u kojem živite. Ako želite, možete poslati i audio zapis vašeg pitanja. Pošaljite koliko god pitanja želite! Nećemo moći odgovoriti na svako pitanje, ali dat ćemo sve od sebe.


Bentos

Naši urednici će pregledati ono što ste podnijeli i odlučiti želite li izmijeniti članak.

Bentos, skup organizama koji nastanjuju morsko dno. Bentološka epifauna živi na morskom dnu ili na objektima na dnu, tzv. Infunauna živi u sedimentima morskog dna. Daleko najbolje proučeni bentos su makrobentosi, oni oblici veći od 1 mm (0,04 inča), u kojima dominiraju crvi polihete, pelecypodi, antozoi, bodljokošci, spužve, ascidijani i rakovi. Meiobentos, oni organizmi veličine između 0,1 i 1 mm, uključuju polihate, pelecypode, kopepode, ostrakode, kumaceane, nematode, turbelare i foraminiferane. Mikrobentos, manji od 0,1 mm, uključuje bakterije, dijatomeje, cilijate, amebu i flagelate.

Raznolikost i brojnost bentosa ovise o zemljopisnoj širini, dubini, temperaturi vode i slanosti, lokalno određenim uvjetima kao što je priroda podloge i ekološkim okolnostima poput grabežljivosti i natjecanja. Glavni izvori hrane za bentos su plankton i organski ostaci s kopna. U plitkoj vodi važne su veće alge, a gdje svjetlost dopire do dna, bentoski fotosintetizirajući dijatomeji također su značajan izvor hrane. Tvrde i pjeskovite podloge naseljene su ovjesnim hranilicama poput spužvi i pelecypoda. Mekšim dnom dominiraju izjedači naslaga, od kojih su najvažniji poliheti. Ribe, morske zvijezde, puževi, glavonošci i veći rakovi važni su grabežljivci i čistači.


Najstarije živo biće na Zemlji

Mušice žive jedan dan, ljudi žive stoljeće, ako imamo sreće, ali koji je najstariji živi organizam na planeti? Za znanstvenike je točno dokazati starost bilo koje dugovječne vrste težak zadatak.

Ispod grana 300 godina starog kestena u Kraljevskom botaničkom vrtu u Kewu, Tony Kirkham, voditelj arboretuma, potvrđuje da su stabla sposobna nadživjeti životinje.

Dokazivanje toga može uključivati ​​neke tradicionalne detektivske poslove, kako objašnjava: & quotPrije svega možemo pogledati prethodne zapise, kako bismo saznali raste li tamo drvo u zadani datum. Zatim gledamo slike i umjetnička djela, da vidimo je li to drvo prisutno. I stare karte izvida vrlo dobro prikazuju drevna stabla, osobito važna. & Quot

Poznat je način mjerenja starosti stabla brojenjem prstenova u njegovom deblu: jedan prsten godišnje rasta. To je proces poznat kao dendrokronologija i radi samo za određene vrste drveća koje imaju godišnji rast.

Očigledan problem je što brojanje prstenova obično uključuje sječu stabla.

Arboriculists to zaobilaze pomoću inkrementne bušilice, bušilice koja im omogućuje da izvade jezgru i izbroje prstenove bez smrtonosnog oštećenja stabla.

To je delikatna umjetnost, a, kaže Tony, još je 1960 -ih jedna naučnička bušilica odlomljena unutar bora čekinje koje je uzorkovao.

Komplet je skup, a kako bi mu pomogao oporaviti izgubljeni instrument, šumar je uslužno posjekao stablo. Nakon što je srušeno, stablo je moglo lako odležati, a ustanovljeno je da je staro 5000 godina.

& quotTo je bilo strašno, ali toliko je znanosti izašlo iz te prilike, i od tada smo pronašli stabla koja su stara, ako ne i starija, priznaje Tony.

Tim istraživača u SAD -u vodi popis, nazvan Stari popis, službeno datiranih drevnih stabala.

Pronašli su sveto stablo smokve u Šri Lanki staro najmanje 2222 godine.

There's a Patagonian cypress tree in Chile which, at 3,627 years old, is as old as Stonehenge.

A Great Basin bristlecone pine in California's White Mountains named Methuselah comes in at 4,850 years old. But the oldest tree on the list, an unnamed bristlecone pine from the same location, has a core suggesting it is 5,067 years old.

This time-worn tree has lived through the rise and fall of the Roman Empire. It was already established when the Ancient Egyptians started building pyramids.

We investigated the bristlecone pine tree after William Adams from London asked us: "What's the oldest tree or other living organism on Earth?" If you've got a science question you want BBC CrowdScience to look into, get in touch via the form below.

If you are reading this page on the BBC News app, you will need to visit the mobile version of the BBC website to submit your question.

Is this 5,000-year-old Great Basin bristlecone pine the oldest single living thing on the planet? That depends on your definition of a "single tree".

In Fishlake National Park in Utah in the US lives a quaking aspen tree that most people would struggle to see as "a tree".

It's a clonal tree called "Pando", from the Latin meaning "I spread", and for good reason.

It is so large that it is easy to mistake for a forest. However, Pando, despite being the size of Vatican City, has all sprung from one seed, and, over the years, has grown a single vast rootstock supporting an estimated 50,000 tree trunks. Accurately estimating how many years is problematic, says population geneticist Prof Karen Mock from Utah State University, who works on the aspen.

"There have been all kinds of different estimates but the original tree is almost certainly not there," he told the BBC.

Clonal trees grow in all directions and regenerate themselves as they go. This means taking a core from a trunk will not give you the age of the whole tree.

Scientists try to get around this problem by equating size to age. It's an inaccurate process and Pando's estimated age ranges from a few thousand to 80,000 years old.

Prof Mock hopes that a new technique, looking at how many DNA mutations are accumulated over time, could give them another way of assessing the age of this remarkable tree.


Physical and Chemical Features

Light and temperature are two key physical features of lakes and ponds. Light from the sun is absorbed, scattered, and reflected as it passes through Earth's atmosphere, the water's surface, and the water. The quantity and quality of light reaching the surface of a lake or pond depends on a variety of factors, including time of day, season, latitude, and weather. The quality and quantity of light passing through lake or pond water is affected by properties of the water, including the amount of particulates (such as algae) and the concentration of dissolved compounds. (For example, dissolved organski carbon controls how far ultraviolet wavelengths of light penetrate into the water.)

Light and wind combine to affect water temperature in lakes and ponds. Most lakes undergo a process called thermal stratification, which creates three distinct zones of water temperature. In summer, the water in the shallowest layer (called the epilimnion) is warm, whereas the water in the deepest layer (called the hypolimnion) is cold. The middle layer, the metalimnion, is a region of rapid temperature change. In winter, the pattern of thermal stratification is reversed such that the epilimnion is colder than the hypolimnion. In many lakes, thermal stratification breaks down each fall and spring when rapidly changing air temperatures and wind cause mixing. However, not all lakes follow this general pattern. Some lakes mix only once a year and others mix continuously.

The chemistry of lakes and ponds is controlled by a combination of physical, geological, and biological processes. The key chemical characteristics of lakes and ponds are dissolved oxygen concentration, nutrient concentration, and pH . In lakes and ponds, sources of oxygen include diffusion at the water surface, mixing of oxygen-rich surface waters to deeper depths, and photosynthesis. Oxygen is lost from lakes and ponds during respiration by living organisms and because of chemical processes that bind oxygen. The two most important nutrients in lakes and ponds are nitrogen and phosphorus. The abundance of algae in most lakes and ponds is limited by phosphorus availability, whereas nitrogen and iron are the limiting nutrients in the ocean. The acidity of water, measured as pH, reflects the concentration of hydrogen ioni . The pH value of most lakes and ponds falls between 4 and 9 (the pH value of distilled water is 7). Some aquatic organisms are adversely affected by low pH conditions caused by volcanic action, acid-releasing vegetation surrounding bog lakes, and acid rain.


Okoliš

Naši urednici će pregledati ono što ste podnijeli i odlučiti želite li izmijeniti članak.

Okoliš, the complex of physical, chemical, and biotic factors that act upon an organism or an ecological community and ultimately determine its form and survival.

The Earth’s environment is treated in a number of articles. The major components of the physical environment are discussed in the articles atmosphere, climate, continental landform, hydrosphere, and ocean. The relationship between the principal systems and components of the environment, and the major ecosystems of the Earth are treated in the article biosphere. The significant environmental changes that have occurred during Earth’s history are surveyed in the article geochronology. The pollution of the environment and the conservation of its natural resources are treated in the article conservation. Hazards to life in the biosphere are discussed in the articles death, disease, and immune system.


B1.4 Interdependence and Adaptation

Organisms are well adapted to survive in their normal environment. Population size depends on a variety of factors including competition, predation, disease and human influences. Changes in the environment may affect the distribution and behaviour of organisms.

  • To survive, organisms require a supply of materials from their surroundings and from the other living organisms there.
  • Organisms live, grow and reproduce in places where, and at times when, conditions are suitable.

Konkurencija

Animals often compete with each other for:

Plants often compete with each other for:

  • Organisms have features (adaptations) which enable them to survive in the conditions in which they normally live
  • The organisms that are best adapted to make use of their resources in a habitat are more likely to survive and increase in numbers
  • Na primjer:
    • To be able to obtain a certain food better.
    • To make it more difficult for predators to catch them.
    • To survive in extreme climates, eg arctic or deserts
      • Plants lose water vapour from the surface of their leaves.
      • It is essential that they have adaptations which minimise this.

      Extreme adaptations:

      • Extremophiles are organisms that live in extreme environments.
      • Some may be tolerant to high levels of salt, high temperatures or high pressures.
      • Animals and plants may be adapted to cope with specific features of their environment eg thorns, poisons and warning colours to deter predators.

      Extreme Animals

      • Animals may be adapted for survival in dry and arctic environments by means of:
        • changes to surface area
        • thickness of insulating coat
        • amount of body fat
        • Primjeri:
          • Camel
            • The camel can go without food and water for 3 to 4 days.
            • Fat stored in their humps provides long term food reserve, and a supply of metabolic water.
            • The fat is not distributed around the body this reduces insulation, allowing more heat loss.

            They are tall and thin, increasing their surface area to volume ration, increasing heat loss by radiation.

            • Polar Bear
              • Polar bear has thick fur and fat beneath its skin to insulate it.
              • Their large, furry feet help to distribute their weight as they walk on a thin ice.
              • They are white which camouflages them against the snow. This helps them to hunt.
              • They are compact in shape, reducing their surface area to volume ratio this reduces heat loss by radiation.

              Extreme Plants

              • Plants may be adapted to survive in dry environments by means of:
                • changes to surface area, particularly of the leaves
                • water-storage tissues
                • extensive root systems.
                • Desert plants
                • Eg the cactus, require very little water to survive
                • Leaves are spines.
                • Spines guard against most browsing herbivorous animals.
                • Spines also reduce their surface area, reducing water loss by evaporation
                • A thick waxy coating surrounds the plant to reduce evaporation.
                • Fewer ‘stomata’, reducing water loss

                Roots tend to spread sideways to catch rain water.

                • Arctic plants
                • Many of the plants are small, growing close to the ground and very close together to avoid the wind and conserve heat.
                • Some possess a light, fuzzy covering to insulate the buds so they can grow.
                • Many are dark colors of blue and purple to absorb the heat from the sunlight even during the winter months.
                • Because of the cold and short growing seasons, arctic plants grow very slowly.
                • Some grow for ten years before they produce any buds for reproduction.

                Microorganisms

                • Microorganisms have adaptations that enable them to survive in different environments.
                • Slime capsule around some bacterial cell wall sticks them to surfaces and prevents them drying out.
                • Some have the ability to form spores to survive when conditions are harsh.
                • Some microorganisms have flagella which enable them to move around quickly.
                • Bacteria undergo rapid reproduction when conditions are favourable.
                • Some bacteria can survive extreme conditions:
                  • Temperatures as little as -15°C to as high as 121°C
                  • pH values 0.0 to 12.8
                  • High levels of pressure deep in the oceans
                  • High salt concentrations
                  • Very dry conditions.

                  Environmental change

                  • Changes in the environment affect the distribution of living organisms.
                  • For example, the changing distribution of some bird species and the disappearance of pollinating insects including bees.
                  • Animals and plants are subjected to environmental changes.
                  • Such changes may be caused by living or non-living factors.

                  Non-living (abiotic) factors:

                  • Hrana
                  • Predacija
                  • Grazing
                  • Bolest
                  • Competition – for: food, light, water, space.

                  Living organisms can be used as indicators of pollution:

                  • Lišajevi are symbiotic associations of algae and fungi species that attach to tree trunks and rock.
                  • They are sensitive to changes in air quality.
                  • They are very sensitive to sulphur dioxide (SO2) pollution in the air.
                  • This is released from industry and burning fossil fuels, especially coal.
                  • Lichens absorb sulphur dioxide dissolved in water.
                  • It destroys the chlorophyll in the algae preventing it from photosynthesising and killing the lichen.
                  • Some species only grow in non-polluted air.
                  • Some species grow in polluted air.
                  • These lichens can be used as air pollution indicators.
                  • Invertebrate animals are sensitive to changes in the concentration of dissolved oxygen in water.
                  • Oxygen concentrations decrease when pollutants are released into rivers and lakes.
                  • Some invertebrates survive in low-oxygen concentrations.
                  • Some invertebrates can only survive in higher oxygen concentrations.
                  • These invertebrate animals can be used as water pollution indicators.

                  Non-living indicators.

                  • Environmental changes can be measured using non-living indicators.
                  • Na primjer. oxygen levels, temperature and rainfall.

                  Scientists continually monitor these factors to show trends in environmental changes


                  Gledaj video: UNIŠTAVA SVE BOLESTI PRED SOBOM!!! A ČESTO ZAVRŠI U SMEĆU! (Lipanj 2022).


Komentari:

  1. Tototl

    Zanimljiva točka

  2. Morisar

    Mislim da je u krivu. Siguran sam. Piši mi na PM, pričaj.

  3. Fateh

    Šteta je da sada ne mogu izraziti - kasnim na sastanak. Ali vratit ću se - nužno ću napisati da mislim.

  4. Baram

    I apologize, but it's not quite what I need. Postoje li druge varijante?

  5. Aelfdane

    Sve je dobro što dobro završi.

  6. Starling

    This message is awesome))), I like it :)



Napišite poruku