CP v2

Tag: Žemės magnetinis laukas

  • Mokslininkai nustebo: kai Žemės magnetinis laukas beveik dingsta, kurmrausius apima stresas

    Mokslininkai nustebo: kai Žemės magnetinis laukas beveik dingsta, kurmrausius apima stresas

    Naujas tyrimas rodo, kad Ansellio kurmrausiai, gyvenantys po žeme ir gebantys orientuotis pagal Žemės magnetinį lauką, į beveik nulinį magnetinį foną reaguoja kaip į grėsmę. Mokslininkai fiksavo su stresu siejamus smegenų aktyvumo pokyčius ir elgesį, rodantį vengimą.

    Šie socialūs graužikai garsėja itin išvystyta magnetorecepcija, kuri, kaip manoma, padeda jiems naviguoti sudėtinguose, kilometrus besitęsiančiuose urvų tinkluose. Vis dėlto iki šiol nebuvo aišku, kaip tiksliai jų nervų sistema apdoroja magnetinio lauko signalus.

    Kas nutiko, kai laukas „dingo“

    Tyrėjų komanda, siekdama tiksliau suprasti šį pojūtį, pirmiausia sukūrė kurmrausio smegenų trimatį žemėlapį. Tam buvo pritaikyta vaizdinimo metodika, leidusi detaliai sulyginti regos sistemos nervinius kelius ir kitas struktūras.

    Vėliau gyvūnai buvo veikiami dviem sąlygomis: kintančiu magnetiniu lauku ir vadinamuoju hipomagnetiniu lauku, kai magnetinio lauko stipris sumažinamas iki maždaug 2 proc. įprasto aplinkos lygio. Būtent beveik nulinė būsena sukėlė ryškiausią smegenų atsaką.

    Mokslininkai nustatė padidėjusį aktyvumą srityse, kurios siejamos su nerimu, baime ir streso reakcijomis, įskaitant migdolinį kūną. Tai reiškia, kad magnetinio lauko nebuvimas kurmrausiams nėra neutralus fonas, o veikiau nemalonus, trikdantis signalas.

    Elgesys patvirtino smegenų signalus

    Antrame bandyme kurmrausiai judėjo linijine trasa, kurioje buvo sukurta lokali magnetinio lauko anomalija. Gyvūnai praleido mažiau laiko zonoje, kur magnetinis laukas buvo beveik nulinis, ir vengė ten esančio objekto.

    Tuo metu magnetinio lauko sustiprinimas tokio paties vengimo nesukėlė, todėl tyrėjai daro prielaidą, kad būtent lauko praradimas veikia kaip neigiamas dirgiklis. Tai sustiprina idėją, kad Žemės magnetinis laukas šiems žinduoliams yra biologiškai svarbi, nuolat naudojama orientacijos informacija.

    Kodėl tai svarbu ir kas dar neaišku

    Mokslinėje literatūroje magnetorecepcija dažniausiai siejama su migruojančiais paukščiais, tačiau vis daugiau duomenų rodo, kad magnetinį lauką vienaip ar kitaip išnaudoja ir kai kurie žinduoliai. Kurmrausiai laikomi vienu aiškiausių žinduolių pavyzdžių, tačiau mechanizmas išlieka diskusijų objektu.

    Papildomą neapibrėžtumą įneša pastaraisiais metais publikuoti darbai, kuriuose nepatvirtintas anksčiau svarstytas magnetito pagrindu veikiantis receptorių modelis kurmrausių akyse. Nauji rezultatai taip pat rodo, kad magnetinio signalo apdorojimas gali būti išskaidytas per platesnį smegenų tinklą, o ne sutelktas viename centre.

    Tyrėjai pabrėžia ir metodinę išvadą: hipomagnetinis laukas nebūtinai tinka kaip neutrali kontrolinė sąlyga, nes kurmrausiams jis gali sukelti stresą. Darbas pateiktas kaip preprintas ir dar nėra recenzuotas, todėl galutinės išvados priklausys nuo tolesnių patikrinimų.

    Vis dėlto tyrimas sustiprina mintį, kad Žemės magnetinis laukas žinduoliams gali būti ne tik foninis reiškinys, bet ir svarbus jutiminis stimulas. Ateities darbai turėtų padėti atsakyti, kokie biologiniai jutikliai tai užtikrina ir ar panašios reakcijos būdingos kitiems gyvūnams.

  • Branduoliniai bandymai atskleidė netikėtą faktą: Žemės branduolys gali būti visai kitoks

    Branduoliniai bandymai atskleidė netikėtą faktą: Žemės branduolys gali būti visai kitoks

    Dešimtmečius manyta, kad Žemės sandara gana aiški: pluta, mantija, skystas išorinis branduolys ir kietas vidinis branduolys. Tačiau nauja analizė rodo, kad išorinis branduolys gali būti sudėtingesnis, nei iki šiol įsivaizduota, o jo viduje vyksta dinamiški pokyčiai.

    Naujausią įžvalgą mokslininkams suteikė netikėtas duomenų šaltinis – požeminiai branduoliniai bandymai, vykdyti XX amžiaus pabaigoje. Tokie sprogimai sukuria galingas seismines bangas, kurios, keliaudamos per Žemės gelmes, leidžia itin tiksliai matuoti, kaip skirtingos medžiagos jas praleidžia ar atspindi.

    Kas pasikeitė per kelis metus

    Geofizikė Ying Zhou iš Virginia Tech išnagrinėjo seisminių bangų įrašus, susijusius su požeminiais bandymais Mururoa atole Prancūzijos Polinezijoje, vykusiais 1977–1995 metais. Bangas fiksavo seisminė stotis Kazachstane, todėl buvo galima palyginti pakartotinius, panašaus maršruto signalus.

    Rezultatai parodė, kad bangų kelionės laikas per išorinį branduolį skirtingais metais kito: kai kuriais laikotarpiais jos atkeliaudavo maždaug 0,1 sekundės greičiau, vėliau – iki 0,2 sekundės lėčiau. Nors pokytis atrodo menkas, bangoms, įveikiančioms tūkstančius kilometrų, tokie skirtumai laikomi reikšmingais ir rodo kintančias sąlygas skystame metalo sluoksnyje.

    Naujas signalas ir užuomina apie „gumulus“

    Tyrime taip pat aprašytas anksčiau aiškiai neišskirtas seisminių bangų tipas, pavadintas PKrKP. Skirtingai nei geriau žinomi signalai, atspindintys nuo vidinio branduolio ribos, šis signalas, pagal interpretaciją, atspindi išorinio branduolio viduje, todėl padeda tiksliau „atskirti“ pokyčius būtent šiame sluoksnyje.

    Pagal skaičiavimus, stebimus kelionės laiko nukrypimus galėtų paaiškinti didelio masto anomalija, kurios plotis viršytų 700 kilometrų, o storis siektų apie 100 kilometrų. Tyrėja kelia hipotezę, kad tai gali būti skystame išoriniame branduolyje pakibusi kietesnė medžiaga, kuri juda ir keičia bangų sklidimo sąlygas.

    Kodėl tai svarbu magnetiniam laukui

    Išorinis branduolys laikomas pagrindiniu Žemės magnetinio lauko „varikliu“: geležies ir nikelio turtingo skysčio judėjimas generuoja vadinamąjį geodinamo efektą. Jei išoriniame branduolyje iš tiesų yra didelių, laike kintančių nevienalytiškumo zonų, tai gali turėti įtakos, kaip formuojasi ir kinta magnetinis laukas.

    Mokslininkai pabrėžia, kad ankstesniuose bandymuose aptikti trumpesnio laikotarpio pokyčius dažnai trukdė neapibrėžtumas dėl žemės drebėjimų kilmės vietos ir skirtingų jų „trajektorijų“ per planetą. Šiuo atveju pakartotiniai bandymai panašioje vietoje suteikė gerokai labiau kontroliuojamą signalų rinkinį, leidžiantį tiksliau ieškoti pokyčių per palyginti trumpą laiką.

    Nors branduoliniai bandymai paliko sunkų ekologinį ir socialinį pėdsaką, jų sukurti seisminiai įrašai šiandien tapo reta galimybe mokslininkams „pasiklausyti“ giliausių Žemės procesų. Tyrimo išvados dar bus tikrinamos ir lyginamos su kitais seisminių stebėjimų duomenimis, tačiau jos stiprina nuomonę, kad išorinis branduolys nėra vienalytis skysto metalo sluoksnis.

  • Mokslininkai atskleidė bičių magnetinį kompasą: kaip jos randa kelią į avilį ir kodėl tai svarbu

    Bitės orientuojasi ne vien pagal Saulę, kvapus ar regą – nauji tyrimai rodo, kad jos gali reaguoti ir į Žemės magnetinį lauką. Tai vadinama magnetorecepcija – gebėjimu užfiksuoti nematomą magnetinę kryptį ir ją panaudoti navigacijai.

    Šią savybę tyrėjai sieja su itin smulkiomis magnetinėmis dalelėmis, kurios gali veikti kaip biologinis jutiklis. Panašus principas aptinkamas ir kituose gyvūnuose, pavyzdžiui, migruojančiuose paukščiuose ar jūrų vėžliuose, tačiau vabzdžių atveju jis ilgai kėlė ginčų.

    Ilgalaikio eksperimento metu buvo lyginama, kaip skirtingų rūšių bitės ir kai kurios vapsvos reaguoja į kontroliuojamus magnetinio lauko pokyčius. Paaiškėjo, kad reakcija pastebima ne tik labai socialių rūšių kolonijose, kur informacija perduodama per bičių šokį, bet ir vienišą gyvenimo būdą turinčiuose vabzdžiuose.

    „Mūsų duomenys rodo, kad magnetinis laukas gali būti svarbus trumpų atstumų navigacijai, ypač kai kiti signalai tampa nepatikimi“, – teigė tyrime dalyvavę mokslininkai.

    Praktiškai tai gali būti ypač svarbu apsiniaukusiomis dienomis ar sudėtingoje aplinkoje, kai Saulės padėtis sunkiai nustatoma, o kvapų taką išsklaido vėjas. Tokiu atveju magnetinis pojūtis galėtų veikti kaip atsarginė sistema, padedanti bitei tiksliau grįžti į avilį arba rasti naujus žydinčius plotus.

    Tyrimo autoriai pabrėžia, kad magnetorecepcija greičiausiai nėra pagrindinis orientacijos būdas – bitės vis tiek plačiai naudoja regą, atmintį ir kvapus, o kolonijose didelę reikšmę turi šokiu perduodama informacija. Vis dėlto atradimas stiprina mintį, kad bičių navigacija yra daugiasluoksnė ir paremta kelių signalų deriniu.

    Rezultatai paskelbti mokslo žurnale „Science Advances“. Mokslininkai tikisi, kad tolesni darbai padės tiksliau nustatyti, kuriose bičių kūno vietose veikia magnetinis jutiklis ir kaip magnetinė informacija integruojama su kitais pojūčiais.

    Platesniame kontekste tokie tyrimai svarbūs ir dėl sparčiai kintančios aplinkos. Navigacijai gali turėti įtakos šviesos tarša, intensyvesnė žemdirbystė, buveinių fragmentacija, taip pat ir žmogaus kuriami elektromagnetiniai triukdžiai, nors jų poveikis bičių orientacijai dar nėra iki galo aiškus.

    Bičių elgsenos tyrimai pastaraisiais metais sparčiai plečiasi: mokslininkai analizuoja jų mokymąsi, atmintį, sprendimų priėmimą ir socialinius signalus. Magnetorecepcijos patvirtinimas vabzdžiuose gali atverti naują kryptį, aiškinantis, kaip apdulkintojai prisitaiko prie besikeičiančių sąlygų ir kaip geriau apsaugoti jų populiacijas.