Загадка холодной воды. Учёные раскрыли одну из тайн Чёрного моря
Этим словом называют подъём глубинных холодных вод к поверхности. А также области, где такой подъём происходит. Раньше это явление не было до конца объяснено, но теперь учёные постарались детально разобраться в нём.
Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Continental Shelf Research. Об этом сообщает Министерство образования и науки РФ.
Дело не только в ветрах
Там, где глубинные холодные воды поднимаются к поверхности, температура воды может резко снижаться даже в разгар лета. Например, у берегов Крыма в летний период она может неожиданно упасть с 25 до 10. Понятно, что об этом хотелось бы знать заранее, иначе поход на пляж не принесёт никакой радости. Не будет преувеличением сказать, что апвеллинги оказывают влияние на климат прибрежных районов, морскую экосистему и туристическую отрасль.
Ранее считалось, что подъём холодных вод из глубин вызывается ветрами — они, дескать, сгоняют тёплый поверхностный слой воды от берега, и ему на смену приходит холодный. Однако новое исследование, в основу которого легли детальный анализ спутниковых снимков и численное моделирование, показало, что на возникновение и развитие этих областей холодной воды влияет целый комплекс причин. В результате в море формируется сложная пространственная структура.
«Наше исследование показывает, что зона апвеллинга может иметь очень сложную форму, поскольку на её силу и продолжительность оказывают значительное влияние другие факторы, — говорит первый автор статьи, заместитель директора по научной работе Морского гидрофизического института РАН, доктор физико-математических наук Арсений Кубряков. — Например, океанические вихри способны вызывать дополнительное вытягивание верхнего тёплого слоя. В зоне их соприкосновения с берегом апвеллинги будут наступать раньше, и температура будет снижаться быстрее».
Качество прогнозов теперь улучшится
Кроме того, учёные обнаружили, что при взаимодействии апвеллингов с речными водами значительно возрастают перепады плотности воды, что, в свою очередь, приводит к усилению морских течений и дополнительному охлаждению воды в таких зонах.
Да и сами апвеллинги оказывают влияние на окружающую среду: на их периферии образуются мощные течения, которые вдруг становятся неустойчивыми и превращаются в маленькие, но крайне интенсивные вихри, захватывающие и переносящие воду со всем, что в ней плавает, на значительные расстояния от берега.
Исследование проводилось с применением передовых методов анализа данных и моделирования. Учёные использовали спутниковые снимки высокого разрешения и современные океанографические модели. Это позволило получить детальную картину структуры и динамики апвеллингов в Чёрном море.
Результаты исследования помогут делать более точные прогнозы на туристический сезон. Пригодятся они и компаниям, занятым рыбным промыслом.
«Практическое значение нашей работы в том, что она улучшит качество прогнозирования апвеллингов, которые оказывают значительное воздействие на комфорт отдыхающих, биопродуктивность региона и снабжение кислородом нижних слоёв Чёрного моря», —подчёркивают учёные.
В будущем исследование будет продолжено. Океанологи хотят изучить фронтальные зоны на периферии апвеллингов, используя данные судовых наблюдений.
«Это позволит нам уточнить особенности структуры в этих динамически сложных областях. Также мы будем работать над развитием численных моделей для достижения ещё более высокого разрешения при моделировании этих процессов», — делится планами Кубряков.
Спорная наука будущего биоинженерия, и при чем тут Илон Маск. Нужно ли запретить создание киборгов?
Что такое биоинженерия
Биоинженерия — это широкая область, применяющая методы физики, информатики, химии, математики и инженерного дела к системам живых организмов. То есть, это общее название, охватывающее огромный пласт различных биотехнологий.
Ввел этот термин британский ученый Хайнц Вульф в 1954 году. Он описывал использование растений в строительстве. Позже «биоинженерия» постепенно перекочевала в сельское хозяйство и пищевую промышленность. А уже в конце 1960-х ученые впервые использовали это понятие при проведении опытов по выращиванию живых организмов в пробирках или в экспериментах с ДНК.
Так и зародилась биомедицинская инженерия — чудо-наука, способная превратить людей в киборгов из произведений киберпанка. Как раз эта отрасль специализируется на создании технологий, улучшающих организм человека и его качество жизни. Она включает в себя создание имплантов, искусственных органов, биоматериалов, медицинских устройств и других инженерных решений. Вот некоторые выдающиеся изобретения этой дисциплины, закрепляющие за ней звание «науки будущего».
Линзы с дополненной реальностью
Первые в мире умные линзы создала американская компания Mojo Vision. Ее генеральный директор Дрю Перкинс вызвался добровольцем и испытал технологию на себе — все прошло успешно.
Главная составляющая Mojo Lens — MicroLED дисплей с разрешением 14 тыс. пикселей на квадратный дюйм. При площади менее 0,5 мм в квадрате и шаге пикселя, равном 0,0018 мм — это самый маленький и плотный дисплей в мире. Не менее важны и другие компоненты. Микросхема с передатчиком частотой 5 ГГц и процессор ARM Core M0 выводят AR контент на экран в глазах. Работают линзы на запатентованной системе питания с микробатареями. Они держат заряд целый день. А управление элементами дополненной реальности происходит с помощью отслеживания взгляда.
Mojo Lens еще не готовы к массовому производству — сначала они пройдут несколько клинических исследований. Тем не менее компания-создатель надеется, что это произойдет как можно скорее. Изобретатели уверены, что умные линзы изменят жизнь обычных пользователей и помогут людям с нарушениями зрения.
Искусственное сердце пойдет в массовое производство
Французская компания Carmat разработала искусственное сердце Aeson. Аппарат полностью имитирует функции настоящего человеческого органа. Он состоит из самого импланта, внешнего оборудования, включая батареи, и пульта для отслеживания работы Aeson врачом.
Сейчас Carmat проводят клинические испытания в Париже. Механическое сердце уже имплантировали 7 пациентам и ведут их поддержку. Компания надеется на успешное завершение испытаний в 2025 году, после чего начнется процесс массового производства Aeson.
Генная инженерия подарит бессмертие
Генная инженерия занимается изменением генетического материала организмов для достижения определенных целей — в основном их улучшения. Также к этой биотехнологии относится и клонирование. Наверняка многие слышали об успешном опыте репродукции овечки Долли.
А в марте 2024 года исследователи Университетов Пенсильвании и Эдинбурга сформировали особенные искусственные хромосомы человека. Они доставляют инструменты редактирования генома в клетки организма. Похожие изобретения делали и раньше. Но главная отличительная черта этого вида искусственных хромосом — они сохраняются и передаются будущим поколениям.
Это открытие в перспективе полностью излечит всех пациентов с генетическими заболеваниями и отчасти с онкологией.
Neuralink: как играть в шахматы силой мысли
Едва ли кто-то не слышал про очередное творение Илона Маска — нейрочип Neuralink. Но, помимо чипа, компания занимается и другими проектами. Например, в 2022 году они зарегистрировали патент «Обработка нейронных сигналов для интерфейса мозг-машина». Технология считывает и анализирует активность человеческого мозга для последующего понимания работы органа, а также отправки из него сигналов для управления протезированными частями тела.
Что же до нейрочипа — парализованный доброволец с вживленным устройством научился управлять курсором мыши силой мысли, писать посты в социальных сетях и даже играть в видеоигры. А в начале августа 2024 года Маск рассказал, что Neuralink имплантировали уже второму пациенту. О самом участнике испытаний бизнесмен практически ничего не поведал. Пока известно только, что у этого человека травма спинного мозга, похожая на диагноз первого добровольца.
До этого испытания Neuralink проводились исключительно на животных — в основном обезьянах. Однако начало опытов над людьми многие посчитали недопустимым. На одноименную компанию и ее основателя Илона Маска обрушился шквал критики. При этом, поучаствовать в научной работе над нейрочипом вызвались более 1 тыс. парализованных добровольцев. Здесь мы вплотную подходим к основной проблеме биоинженерии.
Почему запрещают бессмертие
Одна из главных сложностей для этой науки — моральная сторона. Многие работы ученых, как и чип Neuralink, вызывают бурные дискуссии на тему этичности экспериментов над живыми существами, в особенности человеком. Самую острую реакцию вызывает тема клонирования людей — сейчас такие опыты табуированы. Также препятствия возникают и на юридическом уровне. Большинство стран вводят ограничения на проведение испытаний на человеке. Запрещают также и тестирование на животных. Государство и общественность тщательно следят за теми редкими проектами, что получили разрешение на работу с людьми.
Свежие комментарии