Службы слежения за активностью Солнца сообщили о сильнейшей за последние шесть лет вспышке на Солнце. Видео события снял зонд NASA Solar Dynamics Observatory. Мощность события составила X2.8, что соответствует экстремальному уровню интенсивности. По косвенным данным вспышка сопровождалась выбросом коронарной массы. Облако солнечной плазмы должно накрыть Землю с субботы на воскресенье.

Источник изображения: NASA Solar Dynamics Observatory

Согласно истории наблюдения за активностью Солнца, последний раз вспышка подобной силы фиксировалась в 2017 году. Ранее в этом году вспышка X-класса произошла в феврале, но была несколько слабее — X2.2 балла. Менее интенсивные вспышки обозначаются буквами A, B, C и M. При переходе к каждой из них мощность увеличивается на 10, начиная с события A0.0 мощностью 10 нВт/м². Каждой букве кроме X отведено по 10 баллов, тогда как событие X безразмерное — сколько будет, столько и присвоят. Самое мощное событие с начала их регистрации (с 1976 года) произошло в феврале 2003 года и равнялось X28. Речь идёт о замере в рентгеновском диапазоне.

Иногда вспышки сопровождаются выбросом коронарной массы — облака плазмы в виде электронов и ионов водорода. При стечении обстоятельств облако плазмы может пересечься с Землёй, что вызовет массовые и яркие сияния в ионосфере планеты. По данным радиолокации, вспышка X2.8, зафиксированная в четверг около 20:00 по московскому времени, сопровождается выбросом коронарной массы, похоже, двигающейся в нашу сторону. Если это так, то завтра и послезавтра облако плазмы достигнет нашей планеты. Сбои в радиосвязи уже наблюдались, поскольку они возникают в ходе попадания ионизирующего излучения в атмосферу Земли.

В ближайшие два года интенсивность и частота подобных событий будут нарастать, поскольку мы приближаемся к пику 11-летней солнечной активности. Теоретически он должен произойти ближе к лету 2025 года, но наблюдаемые данные говорят, что пик в этот раз может произойти раньше — во второй половине 2024 года.

Руководство климатической инициативы Frontier от имени группы компаний с участием Alphabet, Stripe, Shopify и других гигантов сообщило о заключении сделки стоимостью свыше $57 млн по удалению из атмосферы Земли свыше 158 тыс. т CO₂ к 2028 году. Удалять углекислый газ будет стартап Lithos Carbon с помощью разбрасывания базальтовой крошки по сельскохозяйственным землям. Считается, что эта горная порода при выветривании связывает CO₂ на тысячи лет.

Разбрасывание базальтовой крошки на полях. Источник изображения: Frontier

Горные породы при естественном выветривании связывают атмосферный углекислый газ, переводя его в плохорастворимые соединения. Но это крайне медленный процесс. Гораздо быстрее связывание происходит, если порода измельчена до состояния крошки и даже пыли. Тогда химические реакции идут быстрее и CO₂ «минерализуется» завидными темпами. Искусственные процессы ускоренного выветривания назвали «усиленным выветриванием» и включили его в список потенциальных инструментов для борьбы с климатическими изменениями.

Впрочем, благая идея затормозилась почти сразу. Во-первых, это дорого. По самым оптимистичным оценкам стоимость связывания тонны CO₂ базальтом составит около $200. Компания Lithos Carbon собирается брать за это ещё больше — $370 за тонну. И это ещё недорого, говорят в стартапе, ссылаясь на практику прямого извлечения CO₂ из атмосферы, которая стоит сегодня $600 за тонну.

Но главным препятствием на пути реализации идеи ускоренного выветривания с помощью базальтовой крошки — это эфемерность показателей. Надёжных методик для оценки объёма поглощения CO₂ в результате деятельности стартапа, нет. Им можно верить только на слово и на кое-какие расчеты учёных. Компания обещает, что будет точно знать, сколько углекислого газа поглотит базальтовая крошка, поскольку будет регулярно измерять кислотность почв и проводить другие химические экспертизы в местах ускоренного выветривания. Однако специалисты сомневаются, что покупатели услуг будут получать точные данные. Скорее всего, сетуют они, показатели будут завышенными, поскольку надёжных методик проверки эффективности метода нет.

Тем не менее, Stripe, Alphabet, Shopify и McKinsey Sustainability. Autodesk, H&M Group, JPMorgan Chase, Workday, Zendesk, Canva и Boom Supersonic и ряд других компаний подписали соглашение по поглощению CO₂ из воздуха с Lithos Carbon. Стартап берёт базальт в открытом карьере, измельчает его и раздаёт местным фермерам, которые с помощью внесения крошки в почву поддерживают её щелочной баланс. В почве крошка под воздействием влаги и воздуха связывает CO₂ и грунтовыми водами выносит минералы в реки и моря, где порода будет удерживать углекислый газ в минеральных соединениях не меньше 10 тыс. лет.

Компания Lithos Carbon обещает проследить за сохранением плодородия почв и качеством воздуха в регионе своей ответственности, ведь базальтовая пыль, поднятая в атмосферу, вряд ли добавит кому-то здоровья.

По данным наблюдения за Солнцем, на его обращённой к Земле стороне образовалась гигантская корональная дыра. Через такие прорехи в короне Солнца устремляются потоки солнечного ветра, способные доставить проблемы средствам связи и навигации на Земле, а также радость от наблюдения полярных сияний до средних широт и даже ближе к экватору.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: SOHO (NASA/ESO)

Корональные дыры — это области в солнечной короне, где плотность и температура плазмы значительно ниже, чем в остальных областях. Чаще всего плотность в области корональных дыр примерно в сто раз меньше, чем в остальных областях короны. В оптическом диапазоне такие «прорехи» не видны. Они фиксируются в рентгеновском диапазоне.

Чаще всего корональные дыры возникают во времена спада активности Солнца. Поэтому нынешнее появление корональной дыры, и такой огромной, выглядит необычно. Впрочем, нынешний солнечный 11-летний цикл необычен по многим причинам, включая то, что пик активности может произойти на год раньше ожидаемого — вместо середины 2025 года осенью 2024.

Прошедшая неделя также намекала на растущую активность Солнца. Возмущения на звезде вызвали до десятка геомагнитных бурь на Земле, начиная с самых слабых класса G1 до сильной уровня G3 на эти выходные.

Можно только поприветствовать усилия учёных и национальных космических агентств, которые готовы встретить пик текущего цикла во всеоружии. За этим будут следить до десяти космических аппаратов, включая запущенный в начале осени индийский спутник, и свыше десяти земных телескопов, включая два новейших китайских радиотелескопа. Солнце в новом сезоне не будет обойдено вниманием земной науки. Собираясь улетать далеко из-под магнитного зонтика Земли, мы должны чётко понимать, какая космическая погода нас ждёт в пути.

Новое исследование образцов с астероида Рюгу обнаружило неожиданно много азота. Это заставило учёных заподозрить в астероидах и метеоритах переносчиков этого элемента с окраин Солнечной системы вовнутрь, включая околоземное пространство. Без азота биологическая жизнь на нашей планете могла бы не зародиться или приняла бы иную причудливую форму.

Забор образцов астероида в представлении художника. Источник изображения: JAXA

В образах с Рюгу, которые доставил на Землю японский аппарат «Хаябуса-2» (Hayabusa2) в 2020 году, учёные нашли много чего интересного. Во-первых, минералы астероидного происхождения оказались старше нашего Солнца, что означает их принадлежность к тем кирпичикам, из которых в нашей системе состоит всё, что мы в ней видим. Во-вторых, в образцах обнаружена сложная органика в виде витаминов и ряда базовых аминокислот, которые участвуют в биохимии земных организмов.

Теперь выясняется, о чем исследователи сообщили в свежей статье в журнале Nature Astronomy, что астероиды и метеориты обеспечили ранней Земле транспорт азота из внешних областей системы во внутреннюю.

«Наши последние результаты позволяют предположить, что [в пространство] вблизи Земли было перенесено большее количество соединений азота, чем считалось ранее, которые потенциально могли послужить строительными блоками для жизни на нашей планете», — поделился мыслями Хоуп Ишии (Hope Ishii), соавтор исследования и преподаватель Гавайского института геофизики и планетологии в Школе наук об океане и Земле (SOEST) UH Mānoa.

Что касается конкретных открытий, то в образцах с Рюгу выявлено значительное количество таких неорганических соединений азота, как нитрид железа (Fe₄N). Очевидно, астероид был покрыт им едва ли не как коркой. При этом изначально астероиды данного типа (из углеродистых хондритов) содержат мало таких соединений.

По мнению исследователей, образование соединения железа и азота возникло в ходе физико-химических реакций железистого вещества астероида (соединение железа и кислорода) с водородом при постоянной бомбардировке его поверхности микрометеоритами. Азотные соединения прибывали на астероиды с микрометеоритами. Их удары вызывали локальный разогрев и, в сочетании с бомбардировкой астероидов солнечным ветром — заряжёнными частицами водорода, кислород улетучивался, а оставшееся чистое железо активно связывалось с азотом.

Образца астероида Рюгу под электронным микроскопом. Источник изображения: KyotoU/Toru Matsumoto

Возникающий в богатой азотом микрометеоритной среде на окраинах Солнечной системы нитрид железа переносился во внутреннюю область системы и в плоскость эклиптики, где рано или поздно оказывался на нашей планете. Раньше такой механизм переноса не был хорошо изучен, но теперь о нём можно говорить более предметно. Интересно, что покажет анализ образцов с астероида Бенну? Давно о них не было слышно.

Ещё в феврале астрономы из обсерватории Мак-Доналд в Техасе впервые заметили шарообразное кроваво-красное свечение в ионосфере вскоре после запуска ракеты компании SpaceX. Теперь они наблюдают от 2 до 5 таких сияний каждый месяц, что заставляет их переосмыслить последствия запусков ракет в космос.

Красное свечение ионосферной дыры над Аризоной в июле после взлёта ракеты SpaceX. Источник изображения: Jeremy Perez

Ничего нового в том, что ракета-носитель оставляет после себя разорванную ионосферу, нет. Визуально это заметно не всегда, но в ряде случаев оставленная ракетой дыра в ионосфере на высоте от 80 до 640 км начинает светиться. Это явление сродни обычным полярным сияниям, только провоцируются они не заряжёнными солнечными частицами, а работой двигателей ракеты. Ионизированные атомы кислорода в дыре начинает либо рекомбинировать (захватывать электрон), либо соединяются в молекулу, что сопровождается свечением красного цвета.

Но вот чего раньше не видели, так это красных светящихся шарообразных областей высоко в ионосфере, которые стали появляться через значительный промежуток времени после запуска ракеты. Раньше подобного не наблюдалось. По крайней мере там, где они были бы видны астрономам. Нетрудно понять, что вторичное образование красных аврор в небе возникает после входа в атмосферу разгонных блоков ракет. Теперь это стало правилом, чтобы не накапливать мусор на орбите. В процессе управляемого схода с орбиты разгонные блоки дополнительно сбрасывают лишнее топливо, которое тоже инициирует в небе различные оптические явления от аврор до красивых спиралей из облаков замёрзшего топлива. И хотя публика рада, астрономы насторожились.

Учёные предупреждают, что хотя прямой угрозы жизни на Земле от кроваво-красных аврор в ионосфере нет, это явление может в неизвестной пока области влиять на жизнь или жизнедеятельность человека. Например, это может привести к росту помех для радиосвязи и навигации. Но есть и другие исследования, которые говорят о критическом росте вредных аэрозолей в воздухе от сгораемых в атмосфере ракет и их частей.

Наконец, тысячи, а в будущем, возможно и десятки тысяч спутников на низкой околоземной орбите, выведенные только одной компанией SpaceX для организации всепланетной интернет-сети, могут падать случайно и неслучайно, что может стать очень и очень большой проблемой для всех живущих на планете.

В мире существует потребность в неисчислимом количестве холодильных и кондиционирующих установок. Сегодня все они используют хладагенты, зачастую вредные для окружающей среды. Попытки найти приемлемую альтернативу предпринимаются давно, но пока без особого успеха. Группа учёных создала прототип кондиционера будущего, у которого отсутствуют компрессор и «парниковые» хладагенты — аммиак и другие.

Источник изображения: Luxembourg Institute of Science and Technology in Belvaux

В основе перспективной холодильной установки лежит электрокалорический эффект. Он проявляется в том, что особый материал нагревается в том случае, когда к нему прикладывается электрическое поле. Снятие электрического поля приводит к остыванию материала. Фактически такой материал отводит тепло из системы через фазовый переход, осуществляемый при изменении электрического поля, что намного удобнее, экономически выгоднее и безопаснее для экологии по сравнению с традиционными парокомпрессионными схемами.

Прототип электрокалорической холодильной установки создали учёные из Люксембургского института науки и техники в Бельво. Разработке посвящена статья в журнале Science. Опытная установка представляет собой набор плиток из похожего на керамику материала, который не разрушается при многократных циклах охлаждения и нагрева. Между плитками циркулирует жидкость, которая является переносчиком тепла из охлаждаемой камеры наружу.

В ходе экспериментов было показано, что прототип обеспечивает разницу температур в 20,9 К при максимальной мощности 4,2 Вт. «Более того, максимальный коэффициент полезного действия, даже с учетом энергии, затрачиваемой на перекачку жидкости, достигает 64 % от КПД цикла Карно при условии правильной рекуперации энергии», — сообщают авторы в аннотации к статье. Полученные цифры дают надежду, что электрокалорический эффект станет практической альтернативой холодильным и отопительным установкам будущего, обеспечив более чистую альтернативу современным кондиционерам и холодильникам.

Европейская служба мониторинга климата Copernicus («Коперник») впервые зафиксировала повышение глобальной температуры на Земле на 2 °C относительно доиндустриального уровня. Это произошло в пятницу и повторилось в субботу, о чём в сети X доложила заместитель директора службы Сэм Берджесс (Sam Burgess). Этот рекорд ещё не означает провала Парижского соглашения по климату. Это лишь очередное напоминание, что климат меняется в сторону глобального потепления.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 2.2 / 3D News

«Это был первый день, когда глобальная температура была более чем на 2 °C выше уровня 1850–1900 годов», — заявила Саманта Берджесс, заместитель руководителя C3S на сайте X, ранее известном как Twitter.

Климатологи полагают, что наблюдаемые в этом году месяцы необычайной жары сделают 2023 год самым жарким в истории, а засухи, масштабные лесные пожары и свирепые ураганы бушевали, и будут бушевать на большей части планеты. Знаковым днём стало 17 ноября, когда глобальная температура на 2,07 °C превысила среднюю доиндустриальную. На следующий день история повторилась — было зафиксировано превышение средней доиндустриальной температуры Земли на 2,06 °C.

Парижское соглашение 2015 года установило цель удержать рост средней глобальной температуры на уровне «значительно ниже» 2 °C по сравнению с доиндустриальным уровнем и пожелало стремиться к более безопасному превышению на 1,5 °C. Зафиксированный рекорд превышения порога в пятницу и субботу (и, возможно, в другие дни) вовсе не означает, что климатические цели соглашения провалены. Чтобы это произошло, на 2 °C необходимо превысить доиндустриальную температуру в течение 30 лет подряд, что прогнозируется только к середине текущего столетия.

Эксперты по климату призывают мир стремиться к нижнему пределу, чтобы избежать серьезных климатических последствий, таких как волны жары, суперураганы и таяние ледяных шапок и ледников. Пока же считается, что современный климат потеплел почти на 1,2 °C по сравнению с 1850–1900 годами.

Как нетрудно догадаться, установленный 17 ноября рекорд (или антирекорд?) по пиковому набору средней температуре Земли стал вишенкой на торте в череде других температурных «достижений» 2023 года. Так, по данным Copernicus, октябрь стал самым тёплым за всю историю наблюдений в мире, как и все месяцы, начиная с июня. Есть все шансы, что 2023 год «почти наверняка» превзойдёт рекорд самого жаркого года, установленный в 2016 году.

Источник изображения: Copernicus

К этому интересно добавить наблюдения учёных, которые в ряде работ отмечают, что косвенные данные о климате, а это кольца деревьев, ледяные керны и другие свидетельства говорят о том, что температура этого года может стать беспрецедентной в истории человечества, и потенциально самой тёплой за последние 100 000 лет.

Добавим, с 30 ноября по 12 декабря в Объединенных Арабских Эмиратах пройдёт конференция COP28. На мероприятии будут разбираться промежуточные итоги (или провал?) Парижского климатического соглашения. Ожидается принятие трезвых оценок и мер по ликвидации отставания от графика.

История с радиационным охлаждением поверхностей зданий и не только давно волнует учёных. Заманчиво создать такое покрытие, которое пассивно рассеивало бы тепло в космос. Таким же образом охлаждается Земля в ясные ночи. Почему бы не усилить этот эффект и не заставить его работать на благо цивилизации, решили исследователи из Университета Мэриленда и представили свою разработку.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 2.2 / 3D News

Группа исследователей назвала своё охлаждающее покрытие «охлаждающим стеклом» (Cooling glass). Сделано это не случайно. В основе нанопористого материала лежит настоящее толчёное стекло. Так удалось уйти от использования полимеров и создать материал, устойчивый к воде, ультрафиолету, выгоранию и даже огню, поскольку он выдерживает нагрев до 1000 °C.

Испытания показали, что в полдень «охлаждающее стекло» удерживает температуру поверхности под ним на 3,5 °C ниже, чем температура окружающего воздуха. Без всяких кондиционеров, вентиляторов и электричества поверхность остаётся холоднее воздуха даже под прямыми лучами солнца. «Стекло» на 99 % рассеивает обычный видимый свет солнца, но главное — излучает тепло в космос в длинноволновой части инфракрасного диапазона, для которого атмосфера почти полностью прозрачна, за счёт чего поверхность под ним охлаждается.

«Это революционная технология, которая упрощает процесс охлаждения и энергосбережения зданий, — сказал ведущий автор исследования Синьпенг Чжао (Xinpeng Zhao). — Это может изменить наш образ жизни и помочь нам лучше заботиться о нашем доме и нашей планете».

Образец «охлаждающего стекла». Источник изображения: University of Maryland

Расчёты показали, что использование нового материала в качестве покрытия среднеэтажного здания снизит его энергопотребление на охлаждение на 10 %. В масштабе страны и мира — это огромные цифры. Разработчики надеются, что когда-нибудь так и произойдёт. Чтобы ускорить процесс и коммерциализировать новый материал, они создали компанию CeraCool. Она займётся его продвижением в массы.

Земная атмосфера защищает нас от высокоэнергичных частиц из космоса. Для самой атмосферы это не проходит бесследно. Солнечные вспышки и частицы из глубин Вселенной возмущают её, и эти события хорошо регистрируются. Обычно они незначительные. Но не в случае ярчайшего гамма-всплеска в истории наблюдений, который зацепил Землю 9 октября 2022 года. Он всколыхнул даже верхние слои ионосферы, чего никогда не наблюдалось.

Источник изображения: IHEP

Впервые гамма-всплеск и реакцию ионосферы связали в одно событие 1 августа 1983 года. Всплеск опосредовано повлиял на амплитуду очень низкой радиочастоты. Нижняя часть ионосферы (до 350 км) оказалась возмущена высокоэнергетическими частицами из космоса, что выразилось в возмущении электромагнитного поля и сказалось на радиосвязи. Впоследствии такие события многократно регистрировались, как регулярно регистрируются возмущения нижних слоёв ионосферы от попадания высокоэнергичных частиц, испускаемых Солнцем в процессе вспышек.

Выше 350 км частицы из космоса никак не проявляли себя в ионосфере. Но 9 октября 2022 года изменило всё. Вспышка GRB 221009A возникла на удалении примерно 2,4 млрд световых лет. Скорее всего, это было рождение чёрной дыры из взрыва сверхновой. Позже у неё обнаружили интересно структурированный джет. Длилась она 7 минут, однако в ионосфере Земли на высоте около 500 км возмущение продолжалось часами, как показало специально проведённое исследование.

«В данной работе мы приводим доказательства возмущения электрического поля ионосферы на высоте около 500 км, вызванного сильным гамма-всплеском, произошедшим 9 октября 2022 г., — пишет группа специалистов под руководством астрофизика Мирко Пирсанти (Mirko Piersanti) из Университета Аквилы и Национального института астрофизики в Италии. — Используя как спутниковые наблюдения, так и новую, специально разработанную аналитическую модель, мы доказываем, что GRB 221009A оказал глубокое воздействие на ионосферную проводимость Земли, вызвав сильное возмущение не только в нижней, но и в верхней ионосфере (на расстоянии около 500 км)».

Энергия GRB 221009A была настолько колоссальной, что ослепила датчики всех космических телескопов за исключением китайского, который в этот момент проходил техническое обслуживание и зарегистрировал событие как бы прищурившись — с почти полным отключением сенсоров. Тем не менее, данные с других спутников с гамма-датчиками тоже пошли в работу и позволили воссоздать картину возмущения в верхней части ионосферы, когда высокоэнергетические гамма-кванты от вспышки GRB 221009A принялись в невиданном ранее масштабе взаимодействовать с частицами земной атмосферы.

Распространённая гипотеза утверждает, что на заре формирования Солнечной системы в Землю врезалась планета Тейя размером с Марс. Удар привёл к образованию Луны из остатков Тейи, а следы остальных обломков так и не были обнаружены. Новое моделирование показало, что остатки древней планеты погрузились в мантию нашей планеты и всё ещё плавают в ней огромными кусками.

Источник изображения: California Institute of Technology

В недавнем прошлом учёные уже проводили расчёты, которые могли бы подсказать происхождение двух гигантских аномалий на стыке ядра Земли и нижних слоёв её мантии. Ещё в 80-х годах прошлого столетия геофизики с удивлением выяснили, что в глубинах нашей планеты находятся два гигантских континента протяжённостью несколько тысяч километров каждый. На это указали сейсмические волны, которые в этих загадочных областях перемещались иначе, чем в окружающей мантии. Эти «объекты» назвали крупными областями с низкой скоростью сдвига (LLSVP, Large low-shear-velocity provinces) и стали разрабатывать гипотезы об их образовании.

Параллельно шло изучение Луны, благо к тому времени «Аполлоны» доставили на Землю образцы с её поверхности. Выяснилось, что Луна и земные мантийные породы имеют одинаковое происхождение и состав, что заставило задуматься об ударном появлении Луны. Расчёты показали, что Луна могла образоваться около 4,5 млрд лет назад при падении на Землю планеты размером с Марс. Поиски других остатков этой гипотетической планеты, которой дали имя Тейя, не увенчались успехом. Их не было в околоземном пространстве и в главном поясе астероидов.

Учёные предположили, что остатки Тейи погрузились в недра тогда ещё расплавленной Земли. Новое и более подробное моделирование, проведённое под руководством учёных из Калтеха, показало, что области LLSVP с большой вероятностью — это действительно остатки Тейи. Они сохранили свою монолитную структуру благодаря тому, что нижний мантийный слой Земли не был достаточно горячим, чтобы произошло смешивание, и остатки успели кристаллизоваться. Благодаря этому мы сегодня можем увидеть их в процессе сейсмических исследований.

Появление в недрах Земли таких гигантских инородных вкраплений очевидным образом повлияло на все последующие геологические процессы на нашей планете. Учёным ещё предстоит оценить это влияние на раннюю эволюцию Земли.

В то время как космические телескопы заглядывают в эпоху зарождения Вселенной, а в лабораториях воспроизводят явления квантового мира, оказалось, что мы пропустили кое-что важное у себя под носом. Неожиданный эксперимент показал, что свет оказался способен испарять воду без передачи тепла и делает это с большей эффективностью, чем нагрев. Это может привести к появлению лучших опреснителей воды и даже способно изменить климатические модели Земли.

Источник изображения: Pixabay

Как всем известно ещё со школы, испарение воды происходит, когда молекулы у поверхности жидкости поглощают достаточно энергии, чтобы улетучиться в воздух в газообразной форме — в виде водяного пара. Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) выяснили, что тепло вовсе необязательно использовать для испарения. Испарять воду можно с помощью света, причём даже более эффективно, чем с помощью тепла.

К исследованию этого вопроса подтолкнули многочисленные наблюдения последних лет, когда эксперименты с гидрогелями показали несоответствие скорости испарения и используемого для этого тепла. На практике испарение происходило заметно интенсивнее, чем допускал нагрев. С физикой процесса что-то явно шло не так, и учёные заинтересовались скрытыми механизмами этого, казалось бы, досконально изученного за сотни лет явления.

Базовые эксперименты показали, что причиной интенсивного испарения воды может быть свет, а не переносимое им тепло (энергия). При этом вода прозрачна для видимого света, что противоречит наблюдаемому результату. Для проверки гипотезы учёные поместили образец гидрогеля в контейнер на весах и последовательно облучали его светом с разными длинами волн, в процессе чего измеряли количество массы, которую он терял со временем в результате испарения. Образец был тщательно изолирован от оборудования и ламп для предотвращения передачи тепловой энергии воде.

Измерения показали, что вода действительно испарялась со скоростью, значительно превышающей допустимую по тепловому пределу. Степень испарения также зависела от длины волны света, достигая максимума при длине волны, соответствующей зелёному свету. Эта зависимость от цвета дополнительно подтверждает, что скорость испарения не связана с передачей тепла.

Этот же эксперимент был повторен в темноте с подогревом образца гидрогеля электричеством. Сила тока и мощность в итоге была такой же, как при облучении образца светом. В этот раз известная нам физика не подвела — объём испарённой воды остался в пределах известной нам со школы термодинамики и он был заметно ниже того, который испарился при облучении одним лишь светом.

Авторы исследования назвали новое явление «фотомолекулярным эффектом» и предположили, что фотоны света могут как бы отщеплять кластеры молекул воды у поверхности жидкости. Вероятно, нечто подобное происходит в природе, хотя физики никогда не подозревали о таком процессе. Тем самым наши климатические модели могут неправильно оценивать воздействие солнечных лучей на океаны и облачный покров. Интенсивность испарения может оказаться выше, и это будет иметь свои последствия.

Доказавшие эффект учёные получили грант на дальнейшие исследования явления. У него есть также практические перспективы. Например, таким образом можно создать более энергоэффективные опреснители, чем уже имеющиеся на основе теплового испарения.

Международное энергетическое агентство опубликовало свежий прогноз по темпам потребления в мире угля, нефти и газа до 2030 года. Установлено, что пик глобального спроса на эти ископаемые ресурсы придётся на конец текущего десятилетия с последующим выходом на ровные показатели в течение десятилетий. Этот прогноз конфликтует с прогнозом ОПЕК, ожидающей роста спроса на газ и нефть до 2045 года.

Источник изображения: Pixabay

«Переход на экологически чистую энергию происходит во всем мире, и его невозможно остановить, — заявил Фатих Бироль (Fatih Birol), исполнительный директор Международного энергетического агентства. — Это не вопрос "если", это вопрос "как скоро" — и чем скорее, тем лучше для всех нас».

Аналитики агентства подчёркивают, что нынешний энергетический кризис в корне отличается от нефтяного кризиса 70-х. Тогда не было альтернатив — солнечной и ветряной энергетики, электромобилей и практики удалённой работы. Сегодня всё это есть и последствия кризиса будут преодолеваться с меньшими издержками, несмотря на разгорающийся новый конфликт на Ближнем Востоке в дополнение к кризису в Европе.

ОПЕК считает опасным давать призрачную надежду на возобновляемую энергетику. Это выльется в недофинансирование нефте- и газодобычи и приведёт к энергетическому хаосу. В агентстве согласны, что потребность в нефти, угле и газе не исчезнет в одночасье. Но трансформация рынков и сознания уже началась и выход спроса на ископаемые ресурсы для энергетики на плато уже к 2030 году — это реальность. После этого развитые станы начнут сокращать потребление ископаемых ресурсов, а развивающие будут увеличивать спрос, но не выше среднего показателя в глобальном масштабе.

Согласно проведенному анализу, к 2030 году на дорогах может появиться в 10 раз больше электромобилей, чем сегодня, а возобновляемые источники энергии, такие как солнце, ветер и гидроэнергия, смогут обеспечивать 50 % мировой электроэнергии по сравнению с 30 % сегодня. Тепловые насосы и другие электрические системы отопления могут превзойти отопление от сжигания газа и мазута. Глобальные инвестиции в морские ветряные электростанции могут превысить инвестиции в угольные и газовые электростанции.

Если всё это произойдет, то в ближайшие три десятилетия спрос на нефть и газ, скорее всего, будет находиться на плато, несколько превышающем сегодняшний уровень, увеличиваясь в развивающихся странах и сокращаясь в странах с развитой экономикой. Спрос на уголь, самое грязное из ископаемых видов топлива, начнёт снижаться, хотя и может колебаться из года в год, если, например, угольные электростанции будут вынуждены работать чаще во время аномальной жары или засухи.

Крупнейшие американские нефтегазодобывающие компании почему-то не воспринимают прогноз агентства всерьёз. В последние месяцы в США они скупают мелких добытчиков, явно ожидая роста спроса на нефтепродукты. Так, в понедельник компания Chevron объявила о планах покупки компании Hess за $53 млрд, что произошло всего через две недели после того, как Exxon Mobil заявила о намерении приобрести Pioneer Natural Resources за $59,5 млрд. В результате обеих сделок нефтяные гиганты приобрели крупные запасы сланцевой нефти в таких регионах, как Техас и Северная Дакота.

В своём почти 400-страничном докладе аналитики Международного энергетического агентства тщательно объяснили пагубность подобных решений и порекомендовали нефтедобытчикам узнать нужды и планы рынка возобновляемой энергетики, что должно вернуть их на землю.

«У меня есть мягкое предложение к руководителям нефтяных компаний: они общаются только между собой, — сказал г-н Бирол в интервью. — Им следует поговорить с производителями автомобилей, с производителями тепловых насосов, с производителями возобновляемых источников энергии, с инвесторами — и узнать, каким они все видят будущее энергетики».

«Пик спроса на ископаемое топливо будет значительным, но для достижения наших климатических целей потребуется его резкое сокращение в таких масштабах и темпах, которых мы еще не видели», — резюмировал Бордофф. В противном случае нам не удастся обуздать климатические изменения и это скажется на всём человечестве.

Когда миллиарды лет назад Земля собралась в одно небесное тело, в её ядре оказались заперты, помимо всего прочего, инертные газы — гелий, неон и другие. Прямо об этом мы не можем узнать — земная наука не может добраться до ядра Земли и не надеется на это в обозримом будущем. Однако по ряду косвенных признаков становится понятно, что газы из ядра Земли понемногу стравливаются в атмосферу и улетают в космос.

Источник изображения: Pixabay

Ранее в образцах древних лавовых потоков учёные обнаруживали повышенную концентрацию изотопа гелия-3 (³He). Никто не придавал этому значения, пока группа геохимиков из Канады и США не начала специально искать ³He в образцах лавы сравнительно молодого возраста около 62 млн лет. Образцы брались в базальтовой лаве с канадского острова Баффин. В этом месте соотношение ³He в породе оказалось почти в 70 раз выше, чем в воздухе. Это означает, что изотоп гелия не мог попасть в породу из воздуха, а попал в неё из другого и, очевидно, подземного источника.

Источник изображения: Nature

Мантия как источник гелия также была исключена, поскольку гелий за миллиарды лет вулканической активности нашей планеты также в основном покинул бы её. Поэтому учёные пришли к выводу, что с большой вероятностью гелий просачивается из ядра Земли, проникает в магму и по её каналам выносится на поверхность и дальше в атмосферу и в космос. Изучение следов инертных газов из невообразимых глубин Земли может стать ещё одним инструментом, который приблизит нас к пониманию, как и из какого вещества сформировалась наша планета.

Международное энергетическое агентство (МЭА) опубликовало новые планы для достижения углеродной нейтральности к 2050 году. Агентство больше не делает ставку на непроверенные технологические решения в виде широкого использования водородного топлива и улавливания углекислого газа. Вместо них эксперты рекомендуют умножить усилия по переходу на возобновляемую энергетику и ускорить отказ от сжигания ископаемых ресурсов.

Источник изображения: Hugo Herrera / The Verge

Согласно представленным в 2021 году планам МЭА, чтобы удержать рост средней температуры на Земле на уровне 1,5 °C от доиндустриального уровня, необходимо отказаться от инвестиций в новые проекты по добыче и использованию ископаемого топлива. Среди ряда шагов для достижения углеродной нейтральности к 2050 году, наряду с переходом на возобновляемые источники энергии рекомендовалось переходить на водородное топливо и создавать системы для улавливания углекислого газа в процессах производства.

За прошедшие с момента публикации плана два года планета нагрелась на 1,2 °C и обещает нагреться к 2050 году выше критического уровня в 1,5 °C, установленного Парижским соглашением по климату. За это же время водородные технологии и перспективные решения по улавливанию углерода показали себя малоперспективными и не способными развиться до зрелого уровня. Стало очевидно, что в краткосрочной и среднесрочной перспективе они не смогут спасти Землю от глобального потепления и делать ставку на них больше нельзя. И если до этого МЭА ожидало от новых технологий сокращения выбросов до 50 %, то теперь ожидания снижены до 35 %.

Так, в докладе сказано, что «производство водорода является скорее климатической проблемой, чем решением климатических проблем». Водород, напомним, должен снизить выбросы тяжёлого транспорта, который загрязняет атмосферу наиболее сильно — это авиация, судоходство, железнодорожный транспорт и грузовики. Для производства водорода в основном в мире используется природный газ, что ведёт также к росту выбросов в атмосферу парниковых газов.

Благие намерения уничтожаются современными технологиями производства водорода. Пока это не изменится, экологическая польза водородного топлива достаточно сомнительна и эксперты решили это признать. Поэтому в новых планах МЭА прогноз по доле большегрузного автомобильного транспорта на топливных ячейках на дорогах в 2050 году снижен по сравнению с планами 2021 года на 40 %.

Аналогичным образом на 40 % снижены предсказания по улавливанию выбросов углерода при производстве энергии. «До сих пор история [улавливания углерода] была в основном историей неоправдавшихся ожиданий», — сказано в новом докладе МЭА. Министерство энергетики США (DOE) потратило сотни миллионов долларов на неудачные проекты по улавливанию углерода в основном из-за «факторов, влияющих на их экономическую жизнеспособность», как было сказано в одном из отчётов федерального регулятора.

«Извлечение углерода из атмосферы обходится очень дорого. Мы должны сделать всё возможное для того, чтобы перестать выбрасывать его в атмосферу», — заявил в пресс-релизе исполнительный директор МЭА Фатих Бироль. Эти технологии могут быть использованы лишь в критических случаях, когда не будет другого выхода.

Вместо непроверенных технологий МЭА рекомендует утроить мощности возобновляемых источников энергии в мире, чтобы в первую очередь прекратить генерировать загрязнение, приводящее к потеплению планеты. Расходы на экологически чистую энергетику должны увеличиться более чем в два раза: с $1,8 трлн в этом году до $4,5 трлн к началу следующего десятилетия. Энергоэффективность также должна удвоиться в те же сроки, а наиболее богатые страны мира должны достичь нулевого уровня выбросов за несколько лет до достижения глобальной цели в 2050 году.

Будет ли услышан голос экспертов? В США активно осваивают бюджетные средства на технологии улавливания углекислого газа из атмосферы и газов, сопутствующих производству. В России также готовы следовать этому курсу, и уже оценили потенциал ресурсов для хранения CO₂ из промышленных источников, к чему подталкивает введение климатических налогов на выбросы.

В рамках заключённого ещё в феврале этого года соглашения компания IBM и NASA создали и открыли доступ к открытой ИИ-платформе для геопространственного анализа спутниковых снимков. В основе инструмента лежат спутниковые снимки (гармонизированные данные) из базы NASA, собранные европейским спутником Sentinel-2. Новый ИИ-инструмент облегчит анализ геоданных и поможет учёным лучше понимать климатические изменения и перспективы.

Источник изображения: IBM

«Никогда еще не была так очевидна важная роль технологий с открытым исходным кодом для ускорения таких важнейших областей открытий, как изменение климата, — сказал Шрирам Рагхаван (Sriram Raghavan), вице-президент IBM Research AI. — Объединив усилия IBM по созданию гибких, многократно используемых систем ИИ с хранилищем спутниковых данных NASA и сделав их доступными на ведущей платформе ИИ с открытым исходным кодом HuggingFace, мы сможем использовать силу сотрудничества для более быстрого и эффективного внедрения решений, которые улучшат состояние нашей планеты».

Данные NASA — это собранные за прошедший год мультиспектральные изображения со спутника с разрешением 30 м на пиксель — обрабатываются моделью IBM watsonx.ai. На сайте HuggingFace можно обнаружить всё необходимое для начала использования этого инструмента. Платформа поможет решить не только прогностические задачи, связанные с климатом планеты, но также позволит давать ответы на насущные вопросы, связанные с землепользованием, вырубками, пожарами, наводнениями и тому подобными проблемами.

Можно ожидать, что появление «разумного» интерфейса в таком деле, как анализ мультиспектральных спутниковых снимков, где неспециалисту ни за что не разобраться, подтолкнёт науку и приведёт к появлению практических решений для экономики, сельского хозяйства, строительства и многих других областей, зависящих от прихотей погоды.