Китайская лунная миссия раскрыла историю вулканических извержений на Луне

Исследователи из Китая обнаружили, что район посадки лунного аппарата «Чанъэ-5» был затоплен по меньшей мере четырьмя слоями потоков вулканической лавы.

Китай добился отличного прогресса в исследовании поверхности Луны с помощью своих лунных миссий. Благодаря таким миссиям, как «Чанъэ-4» и «Чанъэ-5», мы узнали множество информации о верном спутнике Земли. Недавно мы сообщали об открытии, сделанном миссией «Чанъэ-5», о содержании воды на Луне. К удивлению исследователей, на Луне обнаружены обильные следы воды. Это открытие имеет огромное значение для будущих пилотируемых миссий на лунную поверхность и играет решающую роль в будущем создании лунных колоний.

Мы также узнали, что Китай обнаружил на лунной поверхности совершенно новый минерал, названный ченситом-(Y), который имеет огромное значение из-за содержания в нем гелия-3. В то время как Земля защищена от взрывов солнечного ветра своим магнитным полем, Луна подвергается бомбардировке большим количеством гелия-3. Использование этого изотопа может быть полезно для реакторов ядерного синтеза, поскольку он нерадиоактивен и не производит опасных отходов. По оценкам, под лунной поверхностью находится не менее 1,1 миллиона метрических тонн гелия-3, что дает достаточно энергии для жизнеобеспечения человека в течение как минимум 10 000 лет.

В пресс-релизе Национального центра космической науки (NSSC) Китайской академии наук говорится, что группа исследователей обнаружила геологические доказательства того, что четыре слоя вулканического лавового потока затопили район посадки лунной экспедиции «Чанъэ-5». Чанъэ-5, китайская миссия по возвращению лунных образцов, в 2020 году вернула на Землю 1731 грамм образцов. Одна из самых молодых базальтовых единиц на лунной поверхности находится в северо-западном регионе Oceanus Procellarum, также известном как Океан Бурь.

Считается, что давняя вулканическая деятельность на Луне поддерживается за счет теплопроизводящих элементов, таких как уран, торий и калий, обнаруженных в этом регионе. Для дальнейшего улучшения нашего понимания лунной вулканической активности и истории эволюции, мы должны измерить толщину базальта и скорость его извержения в районе посадки «Чанъэ-5», объяснил Ду Цзюнь, ведущий исследователь статьи.

Чтобы ответить на эти вопросы, ученые из NSSC и других китайских институтов оценили толщину маревых базальтовых отложений, расположенных в районе посадки «Чанъэ-5». В районе посадки произошло в общей сложности четыре магматических извержения, средняя толщина которых составила 230 метров, 70 метров, 4 метра и 36 метров соответственно.

Кроме того, исследование показывает, что около 2 миллиардов лет назад скорость извержения маревых базальтов в районе посадки «Чанъэ-5» значительно возросла.

В результате этих выводов можно усовершенствовать численную модель лунной вулканической активности, чтобы учесть продолжительность и масштаб событий.

Исследование буддийских монахов показывает, что безбрачие может иметь удивительные эволюционные преимущества

Зачем кому-то вступать в организацию, которая лишает его возможности семейной жизни и требует от него безбрачия? В конце концов, размножение лежит в основе эволюции, которая сформировала нас. Тем не менее, многие религиозные институты по всему миру требуют именно этого. Эта практика заставила антропологов задуматься о том, как вообще могло возникнуть безбрачие.

Некоторые предполагают, что практика, которая дорого обходится отдельным людям, например, никогда не иметь детей, все же может возникнуть, когда люди слепо следуют нормам, выгодным группе — ведь сотрудничество является еще одним краеугольным камнем человеческой эволюции. Другие утверждают, что люди в конечном итоге создают религиозные (или другие) институты, потому что это служит их собственным эгоистическим или семейным интересам, и отвергают тех, кто в этом не участвует.

Теперь наше новое исследование, опубликованное в журнале Royal Society Proceedings B и проведенное в Западном Китае, решает этот фундаментальный вопрос, изучая пожизненное религиозное безбрачие в тибетских буддийских монастырях.

До недавнего времени в некоторых тибетских семьях было принято отправлять одного из своих молодых сыновей в местный монастырь, чтобы он стал пожизненным безбрачным монахом. Исторически сложилось так, что монахами становились до одного из семи мальчиков. Семьи обычно ссылались на религиозные мотивы для того, чтобы иметь монаха в семье. Но были ли здесь также экономические и репродуктивные соображения?

Вместе с нашими коллегами из Университета Ланьчжоу в Китае мы опросили 530 семей в 21 деревне в восточной части Тибетского нагорья, в провинции Ганьсу. Мы восстановили генеалогию семей, собрав информацию о семейной истории каждого человека и о том, был ли кто-то из членов его семьи монахом.

В этих деревнях живут патриархальные тибетцы Амдо, которые разводят стада яков и коз и обрабатывают небольшие участки земли. Богатство в этих общинах обычно передается по мужской линии.

Мы обнаружили, что мужчины, у которых брат был монахом, были богаче и владели большим количеством яков. Однако сестры монахов практически не имели преимуществ. Вероятно, это объясняется тем, что братья конкурируют за родительские ресурсы, землю и скот. Поскольку монахи не могут владеть собственностью, отправив одного из своих сыновей в монастырь, родители положили конец этому братскому конфликту. Сыновья, родившиеся первыми, обычно наследуют родительское хозяйство, в то время как монахи обычно являются вторыми или более поздними сыновьями.

Удивительно, но мы также обнаружили, что у мужчин с братом-монахом было больше детей, чем у мужчин с нецелибатными братьями; а их жены, как правило, рожали детей в более раннем возрасте. У бабушек и дедушек, имеющих сына-монаха, также было больше внуков, поскольку их нецелибатные сыновья сталкивались с меньшей конкуренцией со своими братьями или вообще не сталкивались. Таким образом, практика отправки сына в монастырь, не будучи дорогостоящей для родителей, соответствует их репродуктивным интересам.

Математическая модель безбрачия

Это намекает на то, что безбрачие может эволюционировать путем естественного отбора. Чтобы выяснить подробности того, как это происходит, мы построили математическую модель эволюции безбрачия, в которой изучили последствия превращения в монаха для эволюционной пригодности мужчины, его братьев и других членов деревни. Мы смоделировали как случай, когда решение об отправке мальчика в монастырь принимают родители, как это было в нашем полевом исследовании, так и случай, когда мальчик принимает решение самостоятельно.

Если монахи остаются холостыми, это означает, что в деревне меньше мужчин, претендующих на брак с женщинами. Но хотя все мужчины в деревне могут выиграть, если один из них станет монахом, решение монаха не способствует его собственному генетическому здоровью. Поэтому безбрачие не должно эволюционировать.

Однако ситуация меняется, если наличие брата-монаха делает мужчин более богатыми и, следовательно, более конкурентоспособными на брачном рынке. Теперь религиозное безбрачие может эволюционировать в результате естественного отбора, потому что, хотя у монаха нет детей, он помогает своим братьям иметь больше детей. Но, что важно, если выбор стать монахом зависит от самого мальчика, то, скорее всего, он останется редким — с точки зрения индивида, это не очень выгодно.

В модели мы показываем, что безбрачие становится гораздо более распространенным, только если родители решают, что это должно произойти. Родители получают пользу от всех своих детей, поэтому они отправят одного из них в монастырь, если это будет выгодно остальным. Тот факт, что мальчиков отправляли в монастырь в юном возрасте, с большим торжеством, и им грозил позор, если они впоследствии отказывались от своей роли, говорит о культурной практике, сформированной родительскими интересами.

Эта модель потенциально может также прояснить эволюцию других видов родительского фаворитизма в других культурных контекстах — даже детоубийства. Аналогичная модель может объяснить, почему женский целибат (монахини) редко встречается в патриархальных обществах, таких как Тибет, но может быть более распространен в обществах, где женщины находятся в большей конкуренции друг с другом — например, где у них больше прав на наследство (как в некоторых частях Европы).

В настоящее время мы разрабатываем новое исследование, чтобы понять, почему частота монахов и монахинь варьируется в разных религиях и частях света.

Часто предполагается, что распространение новых идей — даже иррациональных — может привести к созданию новых институтов, поскольку люди подчиняются новому стандарту. Но может оказаться, что институты также могут формироваться под влиянием репродуктивных и экономических решений людей.

Скрытые леса, найденные глубоко под океаном, покрывают территорию вдвое больше, чем Индия

Амазонка, Борнео, Конго, Дейнтри. Мы знаем названия многих крупнейших или наиболее известных тропических лесов мира.

И многие из нас знают о самом большом в мире массиве лесов — бореальных лесах, простирающихся от России до Канады.

Но многие ли из нас могут назвать подводный лес?

Под водой скрыты огромные леса из ламинарии и морских водорослей, простирающиеся гораздо дальше, чем мы предполагали ранее.

Лишь немногие из них даже названы. Но их пышный полог является домом для огромного количества морских видов.

У берегов южной Африки находится Великий Африканский морской лес, а Австралия может похвастаться Большим Южным рифом, расположенным вокруг ее южной части.

В мире существует множество других обширных, но безымянных подводных лесов.

Наше новое исследование показало, насколько они обширны и продуктивны. Как мы выяснили, площадь океанических лесов в мире в два раза превышает площадь Индии.

Этим лесам из морских водорослей угрожают морские тепловые волны и изменение климата. Но они также могут содержать часть ответа, благодаря своей способности быстро расти и связывать углерод.

Что такое океанические леса?

Подводные леса образуются из морских водорослей, которые являются разновидностью водорослей. Как и другие растения, морские водоросли растут, улавливая энергию Солнца и углекислый газ в процессе фотосинтеза.

Самые крупные виды вырастают на десятки метров в высоту, образуя лесные навесы, которые колышутся в бесконечном танце при прохождении волн. Если проплыть через такой навес, можно увидеть переливы света и тени и почувствовать постоянное движение.

Подобно деревьям на суше, эти морские водоросли служат средой обитания, пищей и укрытием для широкого спектра морских организмов.

Крупные виды, такие как морской бамбук и гигантская ламинария, имеют газонаполненные структуры, которые работают как маленькие воздушные шары и помогают им создавать огромные плавучие навесы.

Другие виды полагаются на крепкие стебли, чтобы оставаться в вертикальном положении и поддерживать свои фотосинтезирующие лопасти. Другие, как золотистая ламинария на Большом Южном рифе Австралии, драпируются над морским дном.

Насколько обширны эти леса и как быстро они растут?

Давно известно, что морские водоросли являются одними из самых быстрорастущих растений на планете. Но до сих пор было очень сложно оценить, насколько большую площадь занимают их леса.

На суше теперь можно легко измерить площадь лесов с помощью спутника. Под водой все гораздо сложнее. Большинство спутников не могут проводить измерения на глубине, на которой находятся подводные леса.

Чтобы решить эту проблему, мы использовали миллионы подводных записей из научной литературы, онлайн-хранилищ, местных гербариев и инициатив гражданских ученых.

С помощью этой информации мы смоделировали глобальное распределение океанических лесов и выяснили, что они занимают от 6 до 7,2 миллиона квадратных километров. Это больше, чем площадь Амазонки.

Затем мы оценили продуктивность этих океанических лесов — то есть, насколько они растут. И снова не было единых глобальных данных. Нам пришлось проанализировать сотни отдельных экспериментальных исследований по всему миру, где скорость роста морских водорослей измерялась аквалангистами.

Мы обнаружили, что океанические леса даже более продуктивны, чем многие интенсивно возделываемые культуры, такие как пшеница, рис и кукуруза.

Продуктивность была самой высокой в регионах с умеренным климатом, которые обычно омываются прохладной, богатой питательными веществами водой.

Каждый год в среднем океанические леса в этих регионах производят от 2 до 11 раз больше биомассы на единицу площади, чем эти сельскохозяйственные культуры.

Что означают полученные нами результаты для решения стоящих перед нами задач?

Эти результаты обнадеживают. Мы можем использовать эту огромную продуктивность для обеспечения продовольственной безопасности в будущем. Фермы по выращиванию морских водорослей могут дополнить производство продовольствия на суше и способствовать устойчивому развитию.

Такие быстрые темпы роста также означают, что морские водоросли нуждаются в углекислом газе. По мере роста они извлекают большое количество углерода из морской воды и атмосферы. В глобальном масштабе океанические леса могут поглощать столько же углерода, сколько Амазонка.

Это позволяет предположить, что они могут сыграть определенную роль в смягчении последствий изменения климата. Однако не весь этот углерод в конечном итоге может быть поглощен, поскольку для этого необходимо, чтобы углерод морских водорослей был изолирован от атмосферы на относительно длительный период времени.

Первые оценки показывают, что значительная часть углерода морских водорослей может быть депонирована в отложениях или в морских глубинах. Но сколько именно углерода водорослей в конечном итоге будет поглощено естественным путем — это область интенсивных исследований.

Тяжелые времена для океанических лесов

Почти все дополнительное тепло, удерживаемое 2 400 гигатоннами парниковых газов, которые мы уже выбросили, попало в океаны.

Это означает, что океанические леса находятся в очень сложных условиях. Большие площади океанических лесов недавно исчезли у берегов Западной Австралии, восточной Канады и Калифорнии, что привело к потере среды обитания и потенциала поглощения углерода.

И наоборот, по мере таяния морского льда и потепления температуры воды в некоторых арктических регионах ожидается увеличение площади океанических лесов.

Эти забытые леса играют важнейшую, во многом невидимую роль у наших берегов. Большинство подводных лесов мира не признаны, не исследованы и не изучены.

Без значительных усилий по расширению наших знаний невозможно обеспечить их защиту и сохранение, не говоря уже об использовании всего потенциала многочисленных возможностей, которые они предоставляют.

Удивительное исследование дает уникальное представление о том, как собаки видят мир

Помещение милых собак в аппарат МРТ и наблюдение за их мозгом во время просмотра домашнего видео может показаться интересным времяпрепровождением только ради него самого. В качестве бонуса, это может быть еще и познавательно.

Группа ученых именно так и поступила, используя машинное обучение для расшифровки визуальной обработки, происходящей в мозгу пары собак. Они обнаружили удивительное различие между собачьим и человеческим восприятием: собаки гораздо лучше воспринимают действия, а не то, кто или что их совершает.

Это может стать важной частью головоломки собачьего познания, поскольку позволяет понять, что именно мозг собаки ставит во главу угла, когда речь идет о зрении.

«Хотя наша работа основана только на двух собаках, она дает доказательство того, что эти методы работают на собаках», — говорит нейробиолог Эрин Филлипс, тогда из Университета Эмори, а сейчас в Принстоне.

«Я надеюсь, что эта работа поможет другим исследователям применить эти методы на собаках, а также на других видах животных, чтобы мы могли получить больше данных и более глубокое понимание того, как работает разум различных животных».

Исследование, как отметил Филлипс, проводилось на двух собаках, Дейзи и Бхубо. Команда сняла три 30-минутных видеоролика, используя карданный шар и палку для селфи, специфического для собак содержания. Среди них были собаки, бегающие вокруг, и люди, взаимодействующие с собаками, дающие им лакомства или угощения. Другие виды деятельности включали проезжающие мимо автомобили, людей, общающихся друг с другом, оленя, переходящего дорогу, кошку в доме и собак, гуляющих на поводках.

Дейзи и Бхубо показывали эти фильмы в течение трех 30-минутных сеансов, в общей сложности 90 минут, при этом они расслабленно лежали в аппарате фМРТ. Это замечательное достижение было достигнуто благодаря использованию методов обучения, разработанных психологом Грегори Бернсом, который десять лет назад впервые сумел сделать МРТ полностью бодрствующей, необузданной собаки.

Таким образом, исследователи также смогли просканировать мозг Дейзи и Бхубо, когда они сидели в аппарате, бодрствующие, внимательные и удобные, и смотрели домашние фильмы, снятые специально для них. Звучит довольно мило, на самом деле.

«Им даже не нужны были лакомства», — говорит Филлипс. «Это было забавно, потому что это серьезная наука, и на нее было потрачено много времени и усилий, но все свелось к тому, что эти собаки смотрели видео, на которых другие собаки и люди вели себя довольно глупо».

Видеоданные были сегментированы по временным меткам для определения классификаторов, таких как объекты (например, собаки, люди, транспортные средства или другие животные) или действия (например, обнюхивание, еда или игра). Эта информация, а также данные о мозговой активности двух собак поступали в нейронную сеть под названием Ivis, предназначенную для сопоставления мозговой активности с этими классификаторами.

Два человека также смотрели видеозаписи во время прохождения МРТ; эти данные также были переданы Ivis.

ИИ смог сопоставить данные человеческого мозга с классификаторами с 99-процентной точностью, как для классификаторов объектов, так и для классификаторов действий. С собаками Ivis справился немного хуже. Он вообще не сработал для классификаторов объектов. Однако для действий ИИ сопоставил визуальные образы с мозговой активностью с точностью от 75 до 88 процентов.

«Мы, люди, очень ориентированы на объекты», — говорит Бернс. «В английском языке в 10 раз больше существительных, чем глаголов, потому что у нас особая одержимость называнием объектов. Собаки, по-видимому, менее озабочены тем, кого или что они видят, и более озабочены самим действием».

Собаки, добавил он, имеют существенные различия в восприятии мира по сравнению с людьми. Они различают только оттенки того, что мы воспринимаем как синюю и желтую части спектра, но имеют более высокую плотность зрительных рецепторов, чувствительных к движению.

Это может быть связано с тем, что собаки должны быть более внимательны к угрозам в окружающей среде, чем люди; или это может быть связано с зависимостью от других органов чувств; а возможно, и с тем, и с другим. Люди очень ориентированы на визуальное восприятие, но у собак обоняние является наиболее сильным, и гораздо большая часть их мозга посвящена обработке обонятельной информации.

Сопоставление активности мозга с обонятельными сигналами может быть более сложным экспериментом, но и он может быть познавательным. Как и проведение дальнейших, более детальных исследований зрительного восприятия собак, а в будущем, возможно, и других животных.

«Мы показали, что можем отслеживать активность в мозге собаки во время просмотра видео и, по крайней мере, в ограниченной степени, реконструировать то, на что она смотрит», — говорит Бернс. «Тот факт, что мы способны сделать это, просто поразителен».

Астрономы думают, что они поняли, как предсказать, когда взорвется сверхновая звезда

В недавнем исследовании, представленном в журнале High Energy Astrophysical Phenomena, группа исследователей из Японии обсуждает стратегии наблюдения и возможного прогнозирования сигнатур-предвестников взрыва местных сверхновых типа II и галактических сверхновых (SNe).

Это исследование может помочь нам лучше понять, как и когда сверхновые могут возникать во всей Вселенной, причем сверхновые — это множественная форма сверхновых (SN).

Но насколько важно обнаружить сверхновые до того, как они произойдут?

«С моей точки зрения, это важно в двух аспектах», — сказал Даичи Цуна, астрофизик из Исследовательского центра ранней Вселенной при Токийском университете и ведущий автор исследования.

«Во-первых, хотя мы знаем, что сверхновые (SNe) — это взрывы, сигнализирующие о смерти массивных звезд, то, что происходит в конце их жизни, все еще остается загадкой. Фактически, предшественники SN, предложенные недавними наблюдениями, не предсказываются стандартной теорией звездной эволюции.

«В нашей работе утверждается, что мы можем глубоко изучить этот предвестник с помощью будущих наблюдений, что поможет углубить наше понимание звездной эволюции и уточнить существующую теорию. Во-вторых, обнаружение предвестника SN позволит очень рано предупредить о близком будущем SN, и поможет расширить доступные временные рамки для координации наблюдений с несколькими мессенджерами (свет, нейтрино и гравитационные волны)».

Для исследования ученые использовали открытый код CHIPS (Complete History of Interaction-Powered Supernovae) для создания теоретической модели такого выброса массы красной сверхгигантской звезды.

Это интригует, поскольку звезда Бетельгез, яркость которой в 2019 году снизилась, что вызвало дискуссии о том, что она может стать сверхновой, также является красной сверхгигантской звездой.

Как выяснилось, срок жизни Бетельгейзе близится к концу, но в исследовании 2021 года говорится, что она не взорвется еще 100 000 лет. Но какие последствия может иметь это исследование для Бетельгейзе?

» Бетельгейзе — красный сверхгигант, а это именно та звезда, которую мы изучали в данной работе», — пояснил Цуна. «Таким образом, если Бетельгейзе взорвется в ближайшее время, она может продемонстрировать подобную эмиссию предвестников непосредственно перед SN. Поскольку Бетельгейзе находится очень близко от нас, нейтринные детекторы могут обнаружить нейтрино, испускаемые уже за несколько дней до SN. Мы можем проводить многомессенджерную астрономию еще до взрыва SN!».

В выводах исследования говорится, что кривые блеска извержений подпитываются коротким импульсом ударной волны, длящимся всего несколько дней, за которым следует гораздо более длительное охлаждение, длящееся сотни дней.

Для извержений с низкой энергией за этим периодом следует тусклый пиковый период, вызванный тем, что известно как связанная оболочка, тянущаяся назад.

В заключении исследования говорится, что такие массовые извержения «могут служить ранним предупреждением о близком будущем SN, что будет важно для мультимессенджерных исследований SNe с коллапсом ядра».

«Единственное, что я хотел бы подчеркнуть, это то, что у нас есть большое будущее для обнаружения таких довольно тусклых предвестников», — сказал Цуна.

«Например, через несколько лет обсерватория Рубина будет проводить широкопольные наблюдения с чувствительностью гораздо более глубокой, чем у нынешних обсерваторий. Она будет достаточно чувствительна, чтобы действительно обнаружить эти виды выбросов, и может стать зондом замечательных конечных стадий жизни массивной звезды».

error: Content is protected !!
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика Рейтинг SunHome.ru Твоя Йога