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Il declino della crescita vegetale è correlato alla diminuizione dell’umidità nell’aria causata dal riscaldamento climatico

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Scienziati affermano che il boom verde causato dall’innalzamento dei livello di co2 potrebbe essere verso la fine. Credit: NASA.

Il mondo sta gradualmente diventando meno verde, questo hanno scoperto gli scienziati. La crescita sta declinando in tutto il mondo, e le ultime ricerche collegano il fenomeno alla diminuizione di umidità nell’aria, una conseguenza del riscaldamento climatico.

Lo studio pubblicato il 14 agosto in “Science Advances” mostra come le osservazioni satellitari fatte sull’espansione della vegetazione abbiano dimostrato una crescita globale per gran parte degli anni ’80 e ’90, tendenza poi terminata 20 anni fa.

Da allora, più della metà dei territori verdi del pianeta ha sperimentato un trend contrario “marroneggiante” insomma una diminuzione della crescita vegetale, secondo gli autori.

Gli archivi climatici suggeriscono il declino sia associato a una metrica conosciuta come “deficit di pressione del vapore” ovvero la differenza tra la quantità di umidità nell’aria attualmente presente e la massima quantità di umidità che potrebbe trattenere. Un alto deficit in questo senso viene spesso chiamato “secca atmosferica”.

Fin dagli anni ’90 più della metà delle aree verdi del mondo hanno sperimentato una mancanza di crescita, o meglio un pattern di disseccamento.

I modelli climatici indicano che questo deficit di umidità continuerà a crescere mano a mano che il pianeta si riscalda, un fenomeno che potrebbe avere un sostanziale impatto negativo sulla vegetazione.

Non è questo il primo studio che documenta il declino del verde globale. Uno studio del 2010 su Science è stato tra i primi a dimostrare che l’onda verde degli anni ’90 ha stallato per poi invertirsi. Lo studio suggeriva come il declino fosse probabilmente legato in qualche modo all’acqua.

Ciò non vuol dire che ogni angolo della terra stia perdendo vegetazione ovviamente. Alcuni studi recenti hanno rivelato come parti dell’artico stiano diventando più verdi mano a mano che il territorio si riscalda, trend presente anche in altre regioni del mondo.

Il discorso è diverso però se consideriamo il fenomeno su scala globale, decisamente negativo.

Il declino si confronta con un tema spesso portato avanti dagli scettici della scienza del cambiamento climatico per minimizzare le conseguenze di questo fenomeno: l’idea che le piante crescano più velocemente con grandi quantità di anidride carbonica nell’aria. Ciò comporterebbe anche un aumento della produzione di cibo a livello mondiale.

Tale ragionamento risulta fallace, come i climatologi sostengono pazientemente da anni. Alti livello di CO2 beneficiano le piante, ma è solo uno dei tanti fattori e ha effetto fino a un certo punto. Le piante sono influenzate da molti altri effetti del riscaldamento climatico, inclusi aumento delle temperature, cambiamento dei pattern metereologici, cambiamenti nella disponibilità dell’acqua etc.

Molti ricercatori hanno suggerito come il riscaldamento climatico nel suo complesso sia probabilmente negativo per la vegetazione mondiale, incluse le colture agricole. Questo nuovo studio suggerisce come queste conseguenze siano già in moto.

E mano a mano che il cambiamento climatico mostra i suoi effetti sulla crescita verde, questo declino potrebbe riflettersi sulla velocità stessa del cambiamento climatico a sua volta.

La settimana scorsa, un rapporto anticipatorio dell’Intergovernmental Panel on Climate Change ha enfatizzato l’importanza del territorio e della vegetazione come strumenti per la mitigazione del clima (Climatewire, 8 Agosto). Foreste e altri paesaggi verdi risultano essere significanti “pozzi di carbone”, eliminando anidride carbonica dall’atmosfera immagazzinandola. Meno crescita dall’altro lato significa meno capacità di assorbimento.

L’umidità atmosferica, come l’anidride carbonica, è solo uno dei tanti fattori che influenzeranno la crescita del verde mondiale nei prossimi anni. Dato però il livello di impatto che gli ultimi due decenni ha avuto il trend negativo di questo fattore, gli autori suggeriscono come “debba essere esaminato attentamente nel valutare futuri cambiamenti nel ciclo dell’anidride carbonica”.

Fonte: Scientificamerican.com

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“Ma le persone hanno bisogno di proteggersi contro gli effetti negativi del sole”

Non importa quanto a prova d’acqua la tua crema solare pretenda di essere, una parte verrà sempre lavata via mentre nuoti nel mare. Mentre questo si dissolve, alcuni dei suoi ingredienti sono noti inquinanti e mettono a rischio tutta la vita marina al di sotto della superficie. Ora un nuovo studio, pubblicato mercoledì sulla rivista Environmental Science and Technology ci mette in guardia su un ulteriore potenziale rischio ambientale.

Secondo l’organismo statunitense National Ocean Service, le sostanze chimiche in questione erano già correlate a stress e morte della barriera corallina, cambiamenti ormonali nei delfini, pattern riproduttivi alterati nei pesci fino ad arrivare a difetti congeniti in cozze e ricci di mare.

Con quest’ultimo studio, condotto dai ricercatori della University of Cantabria e l’Institute of Marine Sciences of Andalusia, si sono scoperte ulteriori allarmanti implicazioni: la crema rilascia quantità significanti di metalli e nutrienti inorganici nelle acque costiere, alcune più velocemente di altre. La luce UV oltretutto può variare la velocità di questo processo.

“Il modello che abbiamo descritto è potenzialmente utile nella comprensione dei rischi associati con la protezione solare rilasciata nell’ecosistema marino costiero”
– Araceli Rodríguez-Romero, Ph.D.

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Le sostanze chimiche delle creme solari sono state da tempo correlate a stress e morte della barriera corallina, cambiamenti ormonali nei delfini, pattern riproduttivi alterati nei pesci fino ad arrivare a difetti congeniti in cozze e ricci di mare.ter a caption

Rodríguez-Romero e colleghi hanno addizionato una crema solare in commercio contenente diossido di titanio a campione di acqua di mare del mediterraneo osservando come le goccioline della lozione rilasciassero metalli e nutrienti nell’acqua. Alcuni composti si sono dispersi più velocemente dopo il trattamento UV,utilizzato per simulare l’esposizione al sole.

Ricerche precedenti avevano già correlato l’Oxybenzone, un comune ingrediente in questi prodotti, a danni subiti dalla barriera corallina e altri impatti nocivi sull’oceano, spronando le amministrazioni locali di Hawaii, Palau e Key West nel vietare completamente questo tipo di creme. Ma le caratteristiche degli altri composti utilizzati sono rimasti un mistero fino alla conclusione di questo studio.

Osservando l’impatto di questi altri composti chimici, i ricercatori hanno scoperto che alluminio, silicio, e fosforo sono quelli che vengono rilasciati più velocemente nell’ambiente in entrambe le condizioni, sia di ombra che di luce. Hanno stimato che in una giornata tipica in spiaggia, i bagnanti potrebbero aumentare la concentrazione di alluminio nelle acque costiere del 4% e di titanio di quasi il 20%.

Altre fluttuazioni sono risultate meno severe, ma i ricercatori avvertono che anche piccoli fluttuazioni di elementi come il fosforo (che normalmente si trova in basse concentrazioni nell’oceano) o il piombo (questo estremamente tossico) possono essere dannose.

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Il danno ambientale derivante dalla dispersione di creme solari potrebbe minacciare il turismo e attività ricreative correlate.

Gli effetti della dispersione della protezione solare sugli ecosistemi marini e sulla salute di nuotatori e bagnanti non sono ancora chiare, ma sappiamo che alte concentrazioni di metalli pesanti sono un pericolo per la salute. I rischi variano da composto a composto, dal grado di esposizione e possono includere disfunzioni ai reni, alle articolazioni, al sistema riproduttivo, cardiovascolare come anche danni acuti e cronici al sistema nervoso centrale e periferico, e non solo.

Dal punto di vista ambientale, livelli eccessivi di metalli e nutrienti inorganici possono dare luogo a cambiamenti drammatici. Queste quantità eccessive rilasciate dalle creme possono causare esplosioni di crescita di alghe, danneggiare il fitoplancton e produrre eutrofizzazione secondo Rodríguez-Romero. Questi fenomeni ambientali possono impattare negativamente sul turismo e attività ricreative correlate a esso, fondamentali per molte economie costiere nel mondo.

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Alternative alle misure tradizionali di protezione dal sole sono il rimanere all’ombra, coprirsi con indumenti che proteggono dal sole come anche l’aumentare delle dosi di antiossidanti nella propria dieta.

Questo studio emerge nel mezzo di un’intenso dibattito in corso sulle creme solari. A maggio, un’altro studio pubblicato su JAMA ha rivelato come tracce di questi composti siano assorbiti nel sangue, facendo insorgere dubbi sulla sicurezza e l’impatto derivante dal loro utilizzo. Lo studio ha dato inizio a un turbinio di discussioni riguardanti i rischi e i benefici delle protezioni.

Per concludere, molti dermatologi, dottori e ricercatori sono d’accordo sulle raccomandazioni da adottare: le creme sono necessarie assieme ad altre precauzioni per godere in sicurezza del sole e prevenire il cancro alla pelle.

I dubbi sorti grazie alla ricerca non devono farti buttare nella spazzatura la tua protezione. I rischi di tumore alla pelle sono conosciuti e i suoi effetti devastanti e diffusi mentre i rischi di esposizione ai prodotti chimici delle creme ancora sconosciuti. Secondo il CDC, tutti dovremmo utilizzare le creme per proteggerci dal sole.

Persino Rodríguez-Romero non raccomanda di interromperne l’utilizzo. “Le persone devono proteggersi contro gli effetti negativi del sole” non esita a dire.
“Gli scienziati che studiano l’ambiente marino e le aziende cosmetiche devono lavorare assieme per creare delle protezioni solari sicure per l’ambiente oltre ovviamente alla salute umana”.

Fonte: Inverse.com

 

 

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Traduzione a cura di Denis Gobbi

Potrebbe rivelarsi molto utile nelle coltivazioni nei paesi in via di sviluppo

Dalle piante alle persone, a ogni creatura vivente su questo pianeta serve l’acqua.  Ma ottenerne abbastanza per sopravvivere o addirittura vivere comodamente può essere alquanto difficile. Basta gettare lo sguardo alle restrizioni attuate dalla California sull’utilizzo dell’acqua. Se uno stato ricco come la California si trova nelle condizioni di dover attuare queste misure per risparmiare acqua, puoi scommetere che governi e municipalità con finanze ben più modeste dovranno diventare ben più creative per procurarsi l’acqua pulita senza andare in bancarotta.

Fortunatamente, alcune delle più brillanti menti del mondo sono al lavoro su una soluzione. USAID ha recentemente annunciato i vincitori del Premio Desal, facente parte di una competizione creata appositamente per incentivare all’inventare una soluzione di desalinizzazione economica per paesi in via di sviluppo. L’idea era quella di creare un sistema che potesse rimuovere il sale dall’acqua e soddisfare tre requisiti: la costo-efficienza, la sostenibilità ambientale e l’efficienza energetica.

I vincitori del premio da 140.000 $ è stato un gruppo del MIT e di Jain Irrigation Systems. Il gruppo ha presentato un metodo che utilizza pannelli solari per caricare una pila di batterie. Le batterie danno energia ad un sistema che rimuove il sale dall’acqua grazie all’elettrodialisi. A livello pratico, questo significa che il sale disciolto in particelle, in possesso di una leggera carica elettrica, emerge dall’acqua quando una piccola corrente elettrica viene applicata. In aggiunta all’eliminazione del sale (che rende l’acqua inutilizzabile per campi coltivati e per bere) la squadra ha inoltre applicato una luce UV per disinfettarel’acqua che passa attraverso il sistema.

Utilizzare il sole al posto di combustibili fossili per alimentare l’impianto di desalinizzazione non è un’idea totalmente nuova. Grandi impianti di desalinizzazione stanno venendo presi in considerazione in aree dove l’acqua stà diventando una risorsa sempre più scarsa come ad esempio il Chile e la California. Mentre i sostenitori sperano eventualmente di fornire l’acqua ad un gran numero di persone, la tecnologia è ancora costosa (anche se i prezzi stanno scendendo notevolmente) e richiede molta tecnologia alquanto avanzata.

In aree rurali o in paesi in via di sviluppo, la durabilità è la chiave, e tecnologie che richiedono costante manutenzione non durerebbero a lungo. Il gruppo del MIT/Jain e i loro concorrenti hanno testato i loro progetti al Brackish Groundwater National Desalination Research Facility in New Mexico, dove li hanno dovuti tenere accesi per 24 ore l’uno, rimuovendo il sale da 2.100 galloni d’acqua al giorno. Lo step successivo è il test in un ambiente più duro, esponendo gli impianti all’utilizzo di ogni giorno con contadini rurali in una zona dove l’USAID è attiva. Se tutto andrà bene, il sistema potrà provvedere abbastanza acqua per irrigare una piccola fattoria.

Fonte: popsci.com

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Traduzione a cura di Denis Gobbi

Ricercatori di un laboratorio di Berkeley hanno realizzato un sistema che tramite reazioni chimiche verdi alimentate a luce solare sequestrano CO2 dall’ambiente

 

 

Un nuovo sistema che utilizza luce solare per convertire diossido di carbonio in prodotti chimici utili a fabbricare plastiche biodegradabili, prodotti farmaceutici e combustibili liquidi. Il tutto è stato dimostrato da alcuni scienziati statunitensi.

Nel loro sistema ibrido, nanofili metallici e batteri lavorano insieme per mimare la fotosintesi – il processo utilizzato dagli organismi viventi per catturare energia dal sole e utilizzarla per produrre nutrienti a partire da diossido di carbonio e acqua.

Ma piuttosto che produrre nutrienti, questo sistema è stato progettato per utilizzare la luce del sole al fine di convertire le emissioni di diossido di carbonio e l’acqua in acetato – un mattone chimico da costruzione molto versatile che può venire utilizzato per sintetizzare molecole più complesse.

Anche se questa tecnologia è ancora piuttosto lontana dal poter essere commercializzata in modo redditizio, una sua versione futura potrebbe fornire una valida alternativa alla cattura e all’immagazzinamento della CO2, offrendo un’opzione pulita per impedire al diossido di carbonio di entrare nell’atmosfera.

Crediamo che il nostro sistema rappresenti un rivoluzionario salto in avanti nel campo della fotosintesi artificiale.

Il nostro sistema ha il potenziale per poter cambiare profondamente l’industria chimica e petrolifera in quanto potremmo produrre prodotti chimici e combustibili in modo totalmente nuovo e rinnovabile, piuttosto che estraendoli dalle profondità nel sottosuolo.

– Peidong Yang, chimico e capo ricercatore all’Università Californiana di Berkeley

Il sistema è composto da nanofili di silicio e titanio disposti verticalmente. Questi fili assorbono la luce del sole, la quale avvia il sequestro del diossido di carbonio. Questa struttura viene infatti popolata da batteri capaci di produrre enzimi conosciuti per la loro abilità nel catalizzare selettivamente la riduzione del diossido di carbonio.

 

Immagine SEM a sezione trasversale della struttura verticale di nanofili e batteri utilizzati in questo rivoluzionario sistema di fotosintesi artificiale

 

Per questo studio, la squadra ha utilizzato gli Sporomusa ovata, un batterio anaerobico che prende gli elettroni direttamente dall’ambiente circostante  e li usa per ridurre il diossido di carbonio.

Lo S. ovata rappresenta un fantastico catalizzatore per il diossido di carbonio in quanto produce acetato, un composto chimico intermedio molto versatile che può essere utilizzato per la produzione di una variegata gamma di composti chimici utili.

Siamo stati in grado di popolare uniformemente l’ambiente di nanofili con i batteri utilizzando semplicemente acqua con tracce di vitamine come unico componente organico.

– Michelle Chang, co-autrice dello studio di UC Berkeley

Una volta che il diossido di carbonio è stato ridotto dai batteri in acetato, E.coli geneticamente modificati vengono utilizzati per sintetizzare i prodotti chimici di riferimento.

 

 

La squadra ha raggiunto un’efficienza di conversione dell’energia solare dello 0,38 % in circa 200 ore sotto luce solare artificiale, un’efficienza paragonabile a quella di una foglia. Ma serve ancora ulteriore ricerca prima che il loro sistema possa risolvere il problema mondiale legato alle emissioni di diossido di carbonio.

Come molti ormai sanno, più diossido di carbonio immettiamo nell’atmosfera più la sua temperatura sale di conseguenza. I livelli atmosferici di diossido di carbonio sono ormai ai massimi livelli per quanto riguarda gli ultimi tre milioni di anni, risultato dovuto principalmente alla combustione di risorse fossili. Nonostante tutto, però, i combustibili fossili rimangono una risorse energetica significativa per il nostro prossimo futuro. Tecnologie in grado di sequestrare la CO2 prima che si diffonda nell’atmosfera vengono attualmente utilizzate ma richiedono che essa venga poi immagazzinata, una caratteristica che pone una sfida ambientale significativa.

La squadra afferma di star lavorando adesso ad un sistema analogo di seconda generazione, avente un’efficienza di conversione da energia solare a composto chimico del 3 %. Continuano affermando che se riusciranno a raggiungere un’efficienza del 10% in una maniera costo-effettiva, la tecnologia potrebbe venire commercializzata con successo.

I ricercatori hanno descritto il loro sistema nel giornale Nano Letters, pubblicato dalla American Chemical Society.

 

Fonti: sciencealert.com eurekalert.com pubs.acs.org

 

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Traduzione a cura di Denis Gobbi

Un team internazionale di scienziati ha inventato un dispositivo economico in grado di immagazzinare energia solare a livelli di efficienza mai visti prima in questo campo

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Uno dei più grandi problemi dell’energia solare in quanto a rimpiazzo come solida e conveniente alternativa dei combustibili fossili consiste nel cosa fare quando il sole non splende nel cielo. Un team internazionale di scienziati sembra aver trovato una promettente soluzione a questo problema.

Guidati da Michael Graetzel, direttore del Laboratorio di Fotonica e Interfacce al Politecnico Ecole in Svizzera, questa squadra ha creato un dispositivo in grado di catturare energia dal sole e convertirla in idrogeno da essere stoccato per utilizzarlo come carburante o dato in pasto ad una cella combustibile per ricavarne ellettricità immediata.

Chiamato “water-splitter” questo dispositivo viene etichettato come l’ultima grande scoperta nel campo della tecnologia fotovoltaica da Kevin Bullis del MIT’s Technology Review perchè soddisfa tre dei quattro requisiti necessari alla creazione di un congegno pratico. Prima di tutto, è altamente efficiente. E’ infatti costruito con un nuovo tipo di materiale chiamato perovskite, materiale scoperto nel 2009 e capace di assorbire la luce in maniera molto più efficace del silicio: il materiale comunemente usato oggi al suo posto all’interno delle celle fotovoltaiche. Secondo Bullis, può immagazzinare fino al 12,3% dell’energia solare in forma di idrogeno, un dato impressionante dato che i più efficienti convertitori solare-idrogeno si aggirano intorno al 10% di efficienza.

Secondariamente, è economico da produrre in quanto composto solamente da materiali economici. Terzo, questi materiali sono estraibili in quantità, perciò il dispositivo è anche facile da produrre. Sopra alla perovskite, il dispositivo utilizza l’economico nickel e ferro come catalizzatori nei suoi due elettrodi “water-splitter”, uno producente idrogeno mentre l’altro ossigeno quando a contatto con l’acqua.

“Il catalizzatore progettato in lavori precedenti dimostra come l’idrossido di nickel sia un catalizzatore promettente, e aggiungendo il ferro possiamo riuscire a migliorarlo. I ricercatori hanno aggiunto il ferro all’idrossido di nickel formando una struttura a strati, posizionando il catalizzatore sopra una schiuma “porosa”di nickel per icnrementare l’area ove avvengono le reazioni , velocizzandole” ha affermato Bullis.

Il quarto criterio necessario ad un dispositivo per risultare efficace è l’affidabilità, punto su cui sta correntemente lavorando il team. Per ora, il processo mantiene il suo alto livello d’efficienza solo per poche ore prima di cominciare a perderla gradualmente, questo perchè la perovskite si degrada molto più velocemente rispetto al silicio. Ma il team, che include ricercatori da Svizzera, Singapore e Korea, è riuscito fino ad ora ad estendere la sua durata a più di un mese aggiungendo uno strato di carbonio. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science. Sono ora al lavoro per incrementare ulteriormente questa caratteristica.

Potete vedere il dispositivo in azione qui sotto:

Fonte: technologyreview.com

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