В постоянном поиске лучших термоэлектрических материалов, которые преобразуют тепло в электричество и наоборот, исследователи выявили тип жидкостного соединения, свойства которого дают больший потенциал, чтобы быть ещё более эффективными, чем традиционное термоэлектричество, сообщает «WordScience.org».

Термоэлектрические материалы были использованы для питания космических кораблей, таких как «Аполлон», которые стремительно направляются к Марсу. Однако в последнее время учёные и инженеры обнаружили обратную сторону этих материалов, которая ранее использовалась впустую. Например, использовать тепло выпущенное автомобилями или промышленным оборудованием, как эффективный источник энергии. Учёные также предложили использовать эти материалы для создания более эффективной системы отопления в электрических автомобилях и даже новые способы использования солнечной энергии.

При определении нового типа термоэлектрического материала, исследователи изучили материал, изготовленный из селена и меди. Не смотря на то, что этот материал физически твёрдый, он обладает свойствами жидкого материала, потому что его медные атомы протекают через кристаллическую решётку селена.

«Это похоже на мокрую губку», — объясняет Джефф Снайдер, сотрудник на факультете прикладной физики и материаловедения в отделе инженерных и прикладных наук в Калифорнийском технологическом институте (Caltech) и член исследовательской группы. «Это похоже на губку с очень мелкими порами, она выглядит, как твёрдое тело, но внутри этой губки молекулы воды диффундируют так же быстро, как если бы они были диффундировали в потоке жидкости. По такому же типу работает и этот материал. Он имеет прочную основу атомов селена, а атомы меди передвигаются по нему так же быстро, как если бы они передвигались в жидкости».

Данное исследование описано в недавно опубликованной статье в журнале «Nature Materials» и проводилось под руководством учёных из Китайской академии Шанхайского института в сотрудничестве с исследователями из Брукхейвенской национальной лаборатории и университета штата Мичиган, а также Калифорнийского технологического института.

Термоэлектрический материал производит электричество, когда есть разница в температуре между одним концом материала и другим. Например, если разместить термоэлектрическое устройство в непосредственной близости от источника тепла, например батареи ноутбука, то более близкая к батарее сторона, будет иметь наиболее высокую температуру. Электроны находящиеся в более горячей стороне, будут передвигаться в прохладную сторону, при этом производя электрический ток.

Хороший термоэлектрический материал должен хорошо проводить электричество, но плохо вырабатывать тепло. Если бы такой материал хорошо проводил тепло, электроны из более горячей стороны передвигались бы в прохладную сторону так быстро, что весь материал бы имел одинаковую температуру. Если это происходит — электроны останавливаются.

Одним из путей повышения термоэлектрической эффективности — снизить способность материала проводить тепло. «В связи с этим, исследователи разрабатывают термоэлектрические материалы с кристаллическими и аморфными свойствами», — говорит Снайдер. Кристаллическое строение атома позволяет электронам протекать легко, в то время как аморфные материалы, такие как стекло, имеют более нерегулярную атомную структуру, которая препятствует распространению тепла.

Эти несущие высокую температуру колебания проходят через два типа волн. Первый тип представляет собой продольные волны или волны давления — в этом случае, покачивание атомов совпадает с направлением волны. Второй тип представляет собой поперечные волны, при которых направление смещения перпендикулярно направлению волны. Например, когда мы прыгаем через скакалку, волны перемещаются по горизонтали вдоль самой скакалки.

В твёрдом материале поперечные волны вибрируют, потому что происходит трение между атомами. Когда один атом вибрирует вверх и вниз, то прилегающий атом вибрирует вместе с ним. В результате этого распространяется волна. Но в жидкости — минимальное трение между атомами, а вибрирующий атом просто скользит вверх и вниз по своему соседу. В итоге, поперечные волны не могут передвигаться внутри жидкости.

Учёные обнаружили, что несущие высокую температуру колебания в жидкости могут передвигаться только с помощью продольных волн, а жидкий материал с подобными свойствами, является менее теплопроводящим. «Таким образом, подобный жидкости материал, также хорош в проведении электричества и должен быть более эффективным термоэлектрически, чем традиционные аморфные материалы», — говорит Снайдер.

Исследователи обнаружили, что в случае селено-медного материала, кристаллическая структура селена помогает проводить электричество, а сыпучие атомы меди ведут себя подобно жидкости, заглушая коэффициент теплопроводности. Эффективность термоэлектрического материала определена количественно и называется «термоэлектрическим показателем качества». «Селено-медный материал имеет термоэлектрический показатель 1,5 на 1000 градусов Кельвина — один из самых высоких показателей для любого материала», — говорят исследователи.

Примерно 40 лет назад, инженеры «NASA» впервые использовали селено-медный материал в дизайне космических аппаратов», — говорит Снайдер. Но в то время, его подобные жидкости свойства не были до конца раскрыты и в результате этого сильно затруднялась работа. По его словам, данное исследование выявило и объяснило, почему селено-медный материал имеет такие эффективные термоэлектрические свойства, потенциально открывая совершенно новый класс подобных жидкости термоэлектрических материалов для проведения исследований.

«Будем надеяться, что научное сообщество нашло другую стратегию для работы, ища материалы с высокой термоэлектрической эффективностью», — говорит Снайдер.

Кроме Снайдера в исследовательскую группу из Калифорнийского технологического института входит аспирант Тристан Дэй. Другие авторы работающие над статьёй в назете «Nature Materials» под названием «Copper ion liquid-like thermoelectrics», являются Хуили Лю Синь Ши, Лидонг Чен, Фангфанг Сюй, Линлин Чжан и Венгуинг Чжан из китайской Академии Шанхайского института; Цян Ли из Брукхейвенской национальной лаборатории и Цирад Ухер из университета штата Мичиган.

В будущем «алфавит» обработки данных может включать в себя больше элементов, чем «0» и «1», сообщает «WordScience.org». Международная исследовательская группа достигла нового вида бита с одиночными электронами, называемых квантовыми битами, или кубитами. Благодаря им могут быть определены более, чем два состояния.

До недавнего времени квантовые биты существовали только в относительно больших вакуумных камерах. Теперь же команда сгенерировала их и в полупроводниках. Она поставили эффект на практике, который 22 года назад теоретически предсказывал профессор физики Андреас Вик (Andreas Wieck). Это исследование привносит ещё один шаг на пути к квантовым вычислениям.

Вместе с коллегами из Гренобля и Токио, Вик совместно с учёными из кафедры прикладной физики опубликовали результаты проделанной работы в журнале «Nature Nanotechnology».

Обычные биты

На сегодняшний день основные единицы обработки данных являются «0» и «1», которые отличаются по своему электрическому напряжению. Для кодирования этих состояний, только заряд электрона имеет решающее значение. «Электроны также имеют и другие свойства», — говорит Вик: «хотя, это именно то, что нам нужно для квантовых битов». «Расширение битов до квантовых битов может значительно увеличить вычислительную мощность всех компьютеров», — добавил физик.

Новое поколение

Квантовый бит соответствует одному электрону в определённом состоянии. Вместе со своими коллегами, для кодирования Вик использовал траектории электронов проходящие через два близко расположенных канала. В принципе, возможны два различных состояния: либо электрон движется в верхний канал, либо в нижнюю часть канала — что также образует двоичную систему счисления. Согласно квантовой теории, частица может находиться в нескольких состояниях, то есть, она может пролетать почти через оба канала одновременно. Эти перекрывающиеся состояния могут образовывать обширный «алфавит» обработки данных.

Рецепт кубитов

Для создания квантовых битов с различными состояниями, исследователи разрешили отдельным электронам интерферировать друг с другом. Это работает, как эффект Ааронова-Бома: питаясь от внешнего источника напряжения электроны пролетают через полупроводниковое твёрдое тело, внутри которого их траектория сначала расходится, а затем воссоединяется. Таким образом, каждый электрон пролетает одновременно по обоим возможным путям. Когда оба пути опять соединяются, появляется интерференция, то есть, обе электронных волны перекрываются и создают квантовые биты с различными состояниями.

Управление электронами на определённых путях

Как правило, в одно время волны электронов могут проходить через твёрдое тело по нескольким различным путям. Из-за примесей в материале, они теряют свою фазовую информацию и таким образом свою способность кодировать до конкретного состояния. Для сохранения информации о фазе, исследователи вырастили кристалл арсенида галлия высокой чистоты и использовали двойной канал предложенный Виком, уже более 20-ти лет назад.

Как работает двойной канал

Электрон достигает вилки через два близко расположенных канала. Они связаны друг с другом (туннельная связь), так что электрон пролетает одновременно по двум разным путям. Фаза электронных волн поддерживается связью. Также двойной канал был использован командой после того, как электронные волны были объединены в конце вилки. Таким образом, они создали квантовый бит с чётким состоянием, который является подходящими для кодирования информации. «К сожалению, не все электроны участвуют в этом процессе, пока это лишь несколько процентов», — комментирует Вик. «Однако, некоторые студенты в моём отделе, уже работают по выращиванию кристаллов с более высокой электронной плотностью».

По мнению исследователя из «Texas A&M University» разноцветные крылья будущей бабочки «Монарха» могут быть уже не такими яркими, как сегодня, а их число в этом году, как ожидается, снова тревожно покатится вниз, сообщает «WordScience.org».

Крейг Уилсон, старший научный сотрудник в «Центре математики и образования в области естественных наук» и давний любитель бабочек, говорит, что доклады «Всемирного фонда дикой природы», частных спонсоров и штата Мичоакан показывают, что в 2012-ом году популяция «Монарха» будет снижена почти на 30%.

«Эти цифры свидетельствуют о тревожном многолетнем снижении их численности», — говорит Уилсон, добавив: «правильно, что мы заглядываем далеко вперёд, а не опираемся только на ежегодные циклы».

«Последние данные показывают, что в этом году численность «Монарха» уже снизилась с 25-ти до 30-ти % и это является частью тревожной тенденции последних нескольких лет», — отмечает Уилсон.

«Несомненно, сильная засуха и пожары в прошлом году в регионе сыграли свою роль, в результате чего «Монархи» испытывали нехватку в нектаре и мигрировали на юг. Расчёты показывают, что ежегодно «теряются» миллионы акров земли, которые бы могли поддержать «Монарха», либо фермеры преобразовывают спящие земли для посева, используя в основном устойчивую к гербицидам кукурузу и сою.

«В жизни «Монарха» потеря таких земель является важнейшим фактором», — объясняет Уилсон.

«Чип Тейлор, директор «Monarch Watch» в Университете штата Канзас, считает, что 100 миллионов акров земли, которые ранее поддерживали «Монарха», уже потеряны», — отмечает Уилсон.

«Большинство запасов «Монарха» находятся в мексиканском штате Мичоакан. Это область, где «Монарх» мог провести зиму, прежде чем отправиться на север», — указывает Уилсон.

Весной бабочки покидают Мексику и разлетаются по всему Техасу. Уилсон заметил, что молодые гусеницы «Монарха» питаются молочаем в «Monarch Waystation» — сад предназначенный для бабочек за пределами его офиса. Взрослые «Монархи» будут совершать различные маршруты, проходящие через Техас, в результате чего четвёртое поколение прибудет в Канаду.

По данным техасского «Monarch Watch», в этом году при размножении «Монарх» охватил примерно 7,14 гектаров леса, по сравнению с 9,9 гектарами в прошлом году. С начала официальных исследований в 1994-ом году, это указывает на продолжение долгосрочной тенденции, которая ведёт к снижению численности «Монарха».

Уилсон заявил, что должны быть приложены национальные усилия по спасению «Монарха» или сокращение его численности достигнет критической отметки.

«Мы нуждаемся в национальном приоритете по посадке молочая, чтобы гарантировать, что «Монарх» не исчезнет в ближайшем будущем», — говорит он. «Если бы объединились несколько государств, мы могли бы использовать программу по посадке молочая с севера на юг между штатами вдоль автомагистралей Техаса. Это способствовало бы построению необходимой «столовой» для «Монархов» непосредственно до самой Канады».

Новое исследование показывает, что так называемый белок «FKBP52» может помешать тау-белку становиться патогенным, сообщает «WordScience.org». Это открытие может оказаться важным для разработки новых медицинских препаратов, касающихся болезни Альцгеймера и для выявления данного заболевания ещё до появления клинических симптомов.

В исследовании, опубликованном 21-го марта 2012-го года в онлайн-журнале «Alzheimer’s Disease» (Болезнь Альцгеймера), впервые показано, что белок «FKBP52», обнаруженный профессором Этьеном Белью двадцать лет назад, может помешать гиперфосфорилированию тау-белка, который характеризует нейродегенеративные заболевания головного мозга, включая болезнь Альцгеймера.

Это исследование было проведено профессором Этьеном Белью и его исследовательской группой в «Inserm» (Национальный институт медицинских исследований во Франции) при поддержке филантропов, помогающим «Institut Baulieu», основанным во Франции.

Известно, что многие нейродегенеративные заболевания характеризуются отложением патологических форм гиперфосфорилированого тау-белка, в структуры, известные как «клубки». Механизм токсичности тау-белка неясен, и в настоящее время не существует ни лекарств для лечения тау, ни биомаркеров, которые предсказывают риск будущей угрозы. Профессор Белью решил сосредоточить внимание на нарушениях тау-белка и был первым, кто в 2010-ом году открыл взаимодействие между тау и «FKBP52» белками.

Новое исследование выводит предыдущие исследования на новый уровень. Это свидетельствует о прямой корреляции между высоким уровнем гиперфосфорилированого тау-белка и снижением уровня «FKBP52», в клетках головного мозга у пациентов, которые умерли после болезни Альцгеймера, по сравнению с нормальными клетками головного мозга. Это означает, что белки «FKBP52» могут контролировать аномальное производство патогенных тау-белков. Когда «FKBP52» начинает снижаться в нервных клетках пациентов страдающих болезнью Альцгеймера, патогенные тау-белки свободно накапливаются и способствуют перерождению клеток головного мозга.

В заключение, ранние измерения уровней «FKBP52» могут выявить болезнь Альцгеймера до появления клинических симптомов, а также новые соединения модулирующие деятельность белков «FKBP52» могли бы превратиться в новое поколение препаратов для лечения этого заболевания.

Комментируя новое исследование профессор Белью сказал: «Существует ещё тревожная нехватка в исследованиях по изучению причин возрастных заболеваний головного мозга, таких как болезнь Альцгеймера и слабоумие. Я основал «Institut Baulieu» с целью возможности лечения и даже предотвращения этих заболеваний.

Исследование тау-белков было весьма ограниченным и до недавнего времени я был одним из немногих учёных, сосредотачивающихся на патологии тау. Открытие белка «FKBP52» — на данный момент единственное противостояние тау-белкам. Сокращение его производства в головном мозге пациентов имеющих болезнь Альцгеймера, знаменует собой поворотный момент в понимании этого сложного заболевания.

Я считаю, что мы сделали ещё один шаг к разработке эффективного лечения и возможного выявления у всё большего числа людей, которые могут приобрести болезнь Альцгеймера».

«Cassidian» достигла важной вехи в предоставлении последней возможности стандарта «ASSTA 3.0» (Avionics System Software Tornado Ada), предоставляя немецкому флоту ВВС боевые самолёты «Tornado», сообщает «WordScience.org».

Первый самолёт производства «ASSTA 3.0» уже совершил совой функциональный полёт на участке «Cassidian’s Manching» 8-го февраля 2012-го года. В течение следующих нескольких месяцев совместные усилия будут направлены на завершение и сертификацию программного обеспечения «ASSTA 3.0». Затем, как планируется, первый обновлённый «Tornado» будет доставлен в ВВС Германии в середине 2012-го года.

Кроме того, установка мобильных интернет-устройств (многофункциональные системы распределения информации), стандарта «ASSTA 3.0», включает в себя современные радио устройства, цифровое видео и голосовой рекордер (DVDR), а также интегрированный «Laser Joint Direct Attack Munition» (LJDAM  Объединённое снаряжение для прямого поражения цели), который фиксирует выбранную цель при помощи спутниковой навигации или лазера. В то время, как работа «ASSTA 3.0» продолжается, уже началась разработка версии «3.1». Она включает в себя замену старых монохромных «TV», вкладок с цветными дисплеями (L/RNHDD), интеграцию мобильных интернет-устройств базового пакета с полным управлением полётами, положение дисплея и видеоизображения от «Light Designator Pod» и «Recce Light Pod».

«Panavia GmbH» и «Cassidian» несут ответственность за управление проектом, разработку, изготовление, монтаж и повышение боевой эффективности немецких «Tornado», тесно сотрудничая с «Alenia Aeronautica» в Италии и «BAE Systems» в Великобритании. В качестве промышленного партнёра в программе «Tornado», «Cassidian» отвечал за разработку и производство всех секций фюзеляжа, а также был ответственным за радиоэлектроннику, систему связи, компьютерное управление полётом и всей компьютерной системы самолёта.

Согласно статье, опубликованной в журнале «Science» стало ясно, что модель распределения животных и растений зависят от изменения климата, что также может объяснить аспекты эволюции человека, сообщает «WordScience.org».

Этот подход берёт существующие знания о географическом распространении других видов через потепление и похолодание в ледниковый период для обеспечения модели, которая может быть применена к происхождению человека.

«Прежде, к людям никто не применял эти знания», — сказал доктор Джон Стюарт, ведущий автор статьи и научный сотрудник «Bournemouth University».

«Мы пытались объяснить многое из того, что мы знаем о людях, в том числе развитие и вымирание неандертальцев и «Denisovans» (недавно обнаруженная группа из Сибири), а также о том, как они скрещивались с первым современным населением, которое только что покинуло Африку. Все эти явления были помещены в контекст того, как животные и растения реагируют на изменения климата. Наши предположениях касающиеся людей исходят из знаний о других разновидностях имеющихся у нас».

Климат считается движущей силой большинства из этих эволюционных процессов, в том числе географического изменения диапазона. Он определяет, какие виды, где, в какое время, управляли своим географическим распространением.

Исследование также приводит к интересным выводам о том, как развивались неандертальцы и «Denisovans».

«Одна из моделей, которую мы сформулировали — это новый рефугиум (область убежища от суровых климатических условий ледникового периода), благодаря которому подгруппа разновидностей могла подвергнуться важным эволюционным изменениям и в конечном итоге привести к появлению новых разновидностей. На самом деле это фактически могло затронуть все виды континентальных разновидностей, будь то животные или растения», — сказал доктор Стюарт.

Соавтор профессор Крис Стрингер из Музея естественной истории в Лондоне, сказал: «Данные факты вполне могут объяснить, каким образом новые человеческие разновидности, такие как родственники неандертальцев и сами неандертальцы развивались в Евразии. Концепция рефугиум, также может объяснить гипотезу о скрещивании между современными людьми, неандертальцами и «Denisovans», которое произошло на юге Евразии, а не на дальнем севере».

«BT» должна обеспечить Агентство НАТО по консультациям, командованию и управлению («NC3A») сетевой связью, общей стоимостью в € 47 миллионов, которая соединит более, чем 70 из её расположений, сообщает «WordScience.org».

НАТО — военный альянс, состоящий из 28 членов-государств Северной Америки и Европы. «NC3A» ответственен за поставку технологий, которые поступят в поддержку глобальных операций НАТО.

Пятилетний контракт включает в себя миграцию существующей инфраструктуры НАТО к «BT Ethernet Connect». Сеть «BT» предназначена для крупных организаций, которым требуется исключительный контроль над «IP» архитектурой и для тех, кто хочет развивать свою свободную инфраструктуру особенным способом.

«NC3A» также будет использовать сервис «Ethernet ВТ Connect E-LINE», который обеспечит между сайтами защищённой полосой пропускания для критически важных приложений. «BT» также будет поставлять «NC3A» оборудование для безопасной глобальной сети («WAN»).

«Данное соглашение снабдит НАТО более гибкой, перспективной инфраструктурой», — сказал генеральный директор «NC3A» Джордж Д’холландер (Georges D’hollander).

«Информация и возможность поделиться ею быстро через коалицию, играют главную роль в операциях 21-ого столетия так же, как принятие политических решений. Чтобы всё это закрепить, мы нуждаемся в гибкой, соответствующей требованиям завтрашнего дня сети».

В современных компьютерных процессорах, большая часть мощности вырабатываемая процессором используется впустую. Исследовательская группа из «Case Western Reserve University» придумала новую идею, названную мелкомодульным стробированием питания, при которой будет использоваться меньше энергии и выделяться меньше тепла, сообщает «WordScience.org».

«При наименьшем использовании энергии, будет выделяться меньше тепла. Чем меньше будет выделяться тепла, тем меньше затрат потребуется на охлаждение», — сказал автор исследования Сваруп Бхуния, профессор электротехники и компьютерных наук. «Поэтому мы можем обойтись без большого кулера, предназначенного для охлаждения процессора, что позволяет существенно экономить деньги».

Процессоры, используются в различных устройствах, от компьютеров до сотовых телефонов. По заявлениям исследователей, операционные расходы могут быть сокращены более, чем на одну треть.

Бхуния, доктор философии Сомнатх Пол и студент Лэй Ванг, чья работа финансировалась корпорацией «Intel», представили свои идеи на 25-й Международной конференции по вопросам «VLSI» (Very-Large-Scale Integration). Разработчики получили премию за лучший доклад на конференции, прошедшей в Хайдарабаде (Индия) с 7-го по 11-ое января 2012-го года.

Бхуния пояснил, что энергию процессора потребляют две вещи: внутренние шины данных и устройства памяти. Внутренние шины данных выполняют вычисления и берут под контроль управление, а память в свою очередь хранит данные.

Одной из попыток уменьшить рассеиваемую мощность процессора, является создание так называемого грубого стробирования. При таком подходе отключается вся неиспользуемая секция процессора.

Несовершенство данного метода в том, что при работе процессора в той или иной степени задействована каждая его часть. В результате этого обнаружить целую секцию не использующуюся в данный момент, является весьма затруднительно.

Идея мелкомодульного стробирования от команды «Case Western Reserve» состоит в том, чтобы отключить только часть компонентов, которые не используются в данный момент. Не смотря на то, что компонент процессора, отвечающий за сложение, может оперировать очень большими числами, едва ли ему придётся выполнять такие задачи очень часто. Процессор может использовать данную секцию постоянно, но элемент, ответственный за сложение больших чисел, может быть отключён большую часть времени.

Память работает точно так же. Процессор должен быть способен сохранять большие цифры в памяти, но на самом деле он редко выполняет такие функции.

На первый взгляд данная разница не кажется такой уж значительной, но если попробовать суммировать все показатели, важность применения данной технологии становится очевидной. Команда подсчитала, что общая экономия энергии для типичных процессоров в высокопроизводительной системе, такой как настольный компьютер, будет составлять около 40%.

Бхуния пояснил, что данная технология не может быть применена в уже существующих процессорах, но она может быть использована компаниями в создании процессоров следующего поколения.

Данная технология может применяться корпорациями не только в компьютерах. С мелкомодульным стробированием, батарея телефона, время работы которой без подзарядки составляет 8 часов, теперь может работать более 11-ти.

Новое исследование учёных из Потсдамского института изучающего изменения климата (PIK) и университета «Complutense» (Мадрид) показывает, что ледяной покров Гренландии будет более уязвимым к глобальному потеплению, чем считалось до недавнего времени, сообщает «WordScience.org».

Температурный порог для таяния ледяного пласта находится в диапазоне от 0,8 до 3,2 градусов Цельсия глобального потепления, с со средней отметкой в 1,6 градуса выше доиндустриального уровня. На сегодняшний день уже наблюдается 0,8 градусов глобального потепления. Существенное таяние ледяного покрова может способствовать длительному повышению уровня моря на несколько метров и следовательно, это потенциально повлияет на жизнь миллионов людей.

Время, которое потребуется для таяния большей части ледяного покрова в Гренландии в значительной степени зависит от уровня потепления. «Чем больше превышается температурный порог, тем быстрее он тает», — говорит Александр Робинсон, автор исследования, теперь уже опубликованного в «Nature Climate Change» (Изменение климата в природе). В производстве, выбросы парниковых газов в долгосрочной перспективе создадут повышение температурной отметки на 8 градусов Цельсия глобального потепления. В исследовании говориться, что это приведёт к таянию 1/5 части ледникового покрова в течение 500 лет и к полному его исчезновению в течении 2000 лет. «Конечно, эта не та ситуация, которую можно было бы назвать быстрым коллапсом», — говорит Робинсон. «Тем не менее, если сравнивать с тем, что происходило в истории нашей планеты, это не так уж и медленно. Возможно, уже сейчас мы приближается к критическому порогу».

С другой стороны, если глобальное потепление будет ограничено до 2 градусов по Цельсию, полное таяние произойдёт в течение 50.000 лет. Тем не менее, даже в пределах этого диапазона температур, часто рассматриваемых, как глобальный предел, ледяной покров Гренландии не является безопасным. Напомним, что предыдущие исследования установили порог в повышении глобальной температуры, влияющей на таяние ледникового покрова Гренландии со средней отметкой в ??3,1 градусов. Полный диапазон составляет от 1,9 до 5,1 градусов. Средняя отметка выявленная в новом исследовании показывает цифру, которая примерно вдвое меньше нынешней.

«Наше исследование показывает, что при определённых условиях таяние ледникового покрова Гренландии станет необратимым. Это подтверждает мнение, что ледяной покров является переломным элементом в системе Земли», — говорит руководитель группы Андрей Ганопольски из «PIK». «Если глобальная температура будет значительно перепрыгивать порог в течение длительного времени, ледяной покров будет продолжать таять и не будет замерзать — даже если по прошествии многих тысяч лет, климат вернётся к своему доиндустриальному уровню». Это связано с обратными связями между климатом и ледяным покровом, толщина которого составляет более 3000 метров, тем самым воздвигая его в более прохладные высоты. Когда ледяной покров тает, его поверхность доходит до более низких высот с более высокими температурами, что ускоряет таяние ледникового покрова. Кроме того, лед отражает большую часть солнечного излучения обратно в космос. Когда площадь покрытая льдом уменьшается, излучение поглощается, таким образом «подогревая» региональную температуру.

Учёные достигли понимания с помощью нового компьютерного моделирования ледяного покрова Гренландии и регионального климата. Эта модель выполняет вычисления этих физических систем, включая наиболее важные процессы, например, климатические обратные связи, связанные с изменениями в снегопаде и таянием в условиях глобального потепления. Моделирование доказало возможность правильного расчёта таяния ледникового покрова сегодня и его развитие по сравнению с предыдущими ледниковыми циклами, тем самым повышая уверенность в правильной оценке будущего. Все эти выводы делают новую оценку температурного порога Гренландии более достоверной, чем предыдущие.

Исследователи из университета им. Дрекселя (Drexel University) приносят новейшие технологические достижения в области «3D» печати для изучения древней жизни, сообщает «WordScience.org». Используя масштабные модели реальных окаменелостей, в первый раз, они будут иметь возможность проверять гипотезы о том, как динозавры и другие доисторические животные проживали в своей среде.

«Технологии в палеонтологии не изменились приблизительно лет 150», — сказал палеонтолог Дрекселя, доктор Кеннет Лаковара (Kenneth Lacovara), адъюнкт-профессор в «College of Arts and Sciences».

Технология 3D печати в палеонтологии

В своей лаборатории Лаковара начал производить «3D» сканирование костей гигантских динозавров и других окаменелостей. «3D» сканирование преобразует виртуальное изображение в цифровое пространство, после чего учёные могут их обрабатывать и в последствии анализировать. Чтобы «воплотить» полученные сканы в жизнь, Лаковара объединился с инженер-механиком доктором Джеймсом Тангорра (James Tangorra), доцентом колледжа Дрекселя, чтобы использовать «3D» технологию печати для создания и тестирования моделей окаменелостей.

«3D» принтер — это технология быстрого прототипирования и изготовления объектов на основе цифрового дизайна. Общие модели работают, несколько раз выдавливая очень тонкими слоями смолу или другие материалы, для создания физических объектов.

«Это похоже на технологию «Star Trek», где можно нажать кнопку и получить объект», — сказал Лаковара. Используя современные технологии, 6-ти дюймовые модели костей динозавров могут быть напечатаны в течении нескольких часов.

Использование «3D» печати может помочь палеонтологии в нескольких моментах: в создании копий точного размера для музейных экспозиций, без ограничений на количество изготовляемых копий, хранения материалов и проблем, происходящих при традиционных методах литья; в создании мелких моделей для использования в учебных целях; в создании мелких моделей для моделирования и проверки различных гипотез.

Эти биологически полученные моделирования для проверки возможных перемещений вымерших видов, является основным направлением сотрудничества Лаковары и Тангорры.

Модель для тестирования механики движения динозавров

«Мы многого не знаем о передвижениях динозавров», — сказал Лаковара. «Постоянные места обитания определённых разновидностей? Как они передвигались? Как они размножались? Всё это немного таинственно, особенно когда речь идёт о крупных динозаврах. Палеонтологи «Современные методы палеонтологов при понимании механики в большей степени полагаются на догадки и здравый смысл. Впервые, благодаря новой технологии, исследователи могут приступить к тестированию своих новых прогнозов.

Лаковара является частью научно-исследовательской команды, расшифровавшей одну из крупнейших образцов известного Зауропода (гигантский динозавр), а также новых видов «Paralititan stromeri», найденных в Египте в 2000-ом году. Этот вид является вторым из наиболее известных и массивных видов динозавров — новый гигант из Патагонии. Такие гигантские динозавры, как Зауропод могли достигать веса от 60 до 80 тонн, что примерно в 14 раз тяжелее крупного современного слона.

«При работе с огромными окаменелостями динозавра, просто физически невозможно манипулировать костьми, чтобы проверить теорию о механике и движении», — сказал Лаковара. Именно поэтому уменьшенные копии, которые сохраняют точную форму и пропорции костей могут помочь в этом деле. Исследователи также могут изменить цифровую модель для коррекции изменений, которые могли возникнуть в течение миллионов лет.

Лаковара и Тангорра будут работать вместе, создавая модель гигантского динозавра Зауропода, придавая модели искусственные мышцы, сухожилия и выполнять комплексные испытания, как тело животного могло справляться физическим напряжением, исходящим от окружающей среды. Данное исследование похоже на текущую работу Тангорры по моделированию и производству роботов-рыб. «Мы извлекаем особенности из биологических разновидностей и создаём программные или роботизированные системы для тестирования. Легче проверить автоматизированную модель, чем биологическую систему», — сказал Тангорра. Эта работа основана на изучении движения рыб, биомеханики и гидроаэромеханики для того, чтобы гарантировать, что робот отражает биологическую систему. «В результате того, что мы работаем над моделью вымерших видов динозавров, реконструкции роботов будут более произвольными», — отметил Тангорра.

Лаковара предсказал, что рабочие конечности динозавра будут готовы уже к концу 2012-го года. Для того, чтобы создать полную копию динозавра, уйдёт примерно 1 — 2 года.