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El cambio climático está provocando que los árboles tengan dificultades para “respirar”

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El cambio climático está provocando que los árboles tengan dificultades para “respirar”

Investigaciones recientes de Penn State indican que los árboles en ambientes más cálidos y secos tienen dificultades para absorber dióxido de carbono, lo que compromete su capacidad para combatir el cambio climático. El estudio encuentra un aumento de la fotorrespiración, un proceso mediante el cual los árboles estresados ​​liberan CO2, en estas condiciones, lo que pone en duda la eficacia de los árboles como sumideros naturales de carbono en un mundo en calentamiento. Crédito: SciTechDaily.com

Los árboles luchan por secuestrar el dióxido de carbono (CO2) que atrapa el calor en climas más cálidos y secos, lo que significa que es posible que ya no sirvan como una solución para compensar la huella de carbono de la humanidad si el planeta continúa calentándose, según un nuevo estudio dirigido por Penn State. investigadores.

«Descubrimos que los árboles en climas más cálidos y secos tosen en lugar de respirar», dijo Max Lloyd, profesor asistente de investigación de geociencias en Penn State y autor principal del estudio publicado recientemente en Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias. «Devuelven mucho más CO2 a la atmósfera que los árboles en condiciones más frías y húmedas».

A través del proceso de fotosíntesis, los árboles eliminan CO2 de la atmósfera para producir nuevo crecimiento. Sin embargo, en condiciones estresantes, los árboles liberan CO2 a la atmósfera, un proceso llamado fotorrespiración. Al analizar un conjunto de datos globales de tejido de árboles, el equipo de investigación demostró que la tasa de fotorrespiración es hasta dos veces mayor en climas más cálidos, particularmente cuando el agua es limitada. Descubrieron que el umbral para esta respuesta en los climas subtropicales comienza a cruzarse cuando las temperaturas diurnas promedio aumentan por encima de los 68 grados. Fahrenheit y empeorar a medida que las temperaturas aumentan aún más.

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El complicado papel de las plantas en la adaptación climática

Los hallazgos complican una creencia ampliamente extendida sobre el papel de las plantas en la extracción o utilización de carbono de la atmósfera, ofreciendo nuevos conocimientos sobre cómo las plantas podrían adaptarse al cambio climático. Es importante destacar que los investigadores señalaron que a medida que el clima se calienta, sus resultados demuestran que las plantas pueden ser menos capaces de extraer CO2 de la atmósfera y asimilar el carbono necesario para enfriar el planeta.

“Hemos desequilibrado este ciclo esencial”, dijo Lloyd. “Las plantas y el clima están indisolublemente ligados. Los organismos fotosintéticos absorben la mayor cantidad de CO2 en nuestra atmósfera. Es un gran factor en la composición de la atmósfera, lo que significa que los pequeños cambios tienen un gran impacto.

Actualmente, las plantas absorben alrededor del 25% del CO2 emitido por las actividades humanas cada año, según el Departamento de Energía de Estados Unidos, pero es probable que ese porcentaje disminuya en el futuro a medida que el clima se caliente, dijo Lloyd, especialmente si el agua se vuelve más escasa.

«Cuando pensamos en el futuro del clima, predecimos que el CO2 aumentará, lo que en teoría es bueno para las plantas porque estas son las moléculas que respiran», dijo Lloyd. “Pero hemos demostrado que habrá una compensación que algunos modelos dominantes no tienen en cuenta. El mundo se calentará, lo que significa que las plantas serán menos capaces de absorber este CO2. »

Árboles en la Cordillera de los Apalaches

Al analizar un conjunto de datos globales de tejido de árboles, un equipo dirigido por investigadores de Penn State demostró que la tasa de fotorrespiración en los árboles es hasta dos veces mayor en climas más cálidos, particularmente cuando el agua es limitada. Descubrieron que el umbral para esta respuesta en climas subtropicales, como esta parte de la región de la Cordillera y el Valle de los Apalaches, comienza a cruzarse cuando las temperaturas diurnas promedio superan los 68 grados Fahrenheit y empeora a medida que las temperaturas aumentan aún más. Crédito: Warren Reed/Penn State

En el estudio, los investigadores encontraron que la variación en la abundancia de ciertos isótopos en parte de la madera llamados grupos metoxilo sirve como marcador de la fotorrespiración en los árboles. Se puede pensar en los isótopos como variedades de átomos, explicó Lloyd. Así como se pueden tener versiones de helado de vainilla y chocolate, los átomos pueden tener diferentes isótopos con sus propios «sabores» únicos debido a las variaciones en su masa. El equipo estudió los niveles del «sabor» metoxilo del isótopo en muestras de madera de alrededor de 30 especímenes de árboles de diversos climas y condiciones en todo el mundo para observar las tendencias en la fotorrespiración. Los especímenes procedían de archivos de la Universidad de California, Berkeleyque contiene cientos de muestras de madera recolectadas en las décadas de 1930 y 1940.

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«La base de datos se utilizó originalmente para capacitar a los forestales para identificar árboles de diferentes lugares del mundo, por lo que la reutilizamos para reconstruir esencialmente estos bosques y ver qué tan bien absorbían CO2», dijo Lloyd.

Hasta ahora, las tasas de fotorrespiración sólo podían medirse en tiempo real utilizando plantas vivas o especímenes muertos bien conservados que retuvieran carbohidratos estructurales, lo que significaba que era casi imposible estudiar la velocidad a la que las plantas absorbían carbono a gran escala o en el pasado. , explicó Lloyd.

Mirar al pasado para entender el futuro

Ahora que el equipo ha validado una forma de observar la tasa de fotorrespiración utilizando madera, dijo que este método podría ofrecer a los investigadores una herramienta para predecir qué tan bien podrían «respirar» los árboles en el futuro y cómo se comportaron en climas pasados.

La cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera está aumentando rápidamente; ya es más grande que en cualquier otro momento en 3,6 millones de años, según el Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Pero este período es relativamente reciente en el tiempo geológico, explicó Lloyd.

El equipo ahora trabajará para descubrir las tasas de fotorrespiración en el pasado antiguo, hace decenas de millones de años, utilizando madera fosilizada. Los métodos permitirán a los investigadores probar explícitamente las hipótesis existentes sobre la influencia cambiante de la fotorrespiración de las plantas en el clima a lo largo del tiempo geológico.

«Soy geólogo y trabajé en el pasado», dijo Lloyd. “Entonces, si estamos interesados ​​en estas grandes preguntas sobre cómo funcionaba este ciclo cuando el clima era muy diferente al actual, no podemos usar plantas vivas. Quizás tengamos que retroceder millones de años para comprender mejor cómo será nuestro futuro.

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Referencia: “Aglutinación isotópica en madera como indicador de fotorrespiración en árboles” por Max K. Lloyd, Rebekah A. Stein, Daniel E. Ibarra, Richard S. Barclay, Scott L. Wing, David W. Stahle, Todd E. Dawson y Daniel A. Stolper, 6 de noviembre de 2023, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
DOI: 10.1073/pnas.2306736120

Otros autores del artículo son Rebekah A. Stein, Daniel A. Stolper, Daniel E. Ibarra y Todd E. Dawson de la Universidad de California, Berkeley; Richard S. Barclay y Scott L. Wing del Museo Nacional Smithsonian de Historia Natural y David W. Stahle de la Universidad de Arkansas.

El trabajo fue financiado en parte por el Instituto Agouron, la Fundación Heising-Simons y la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

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Dos importantes institutos espaciales de África se unen al proyecto lunar liderado por China

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Dos importantes institutos espaciales de África se unen al proyecto lunar liderado por China

El 5 de abril, Hu Chaobin, subdirector del Laboratorio de Exploración del Espacio Profundo de China, firmó el memorando de entendimiento con la directora del SSGI, Abdissa Yilma, en la capital etíope de Addis Abeba, según la cuenta oficial de WeChat del laboratorio.

Durante su reunión, Yilma dijo que el instituto participará activamente y promoverá la construcción del ILRS. Mientras tanto, Hu dijo que esperaba que el proyecto ayudara a impulsar el desarrollo del sector aeroespacial y las tecnologías de exploración espacial de Etiopía.

Hu Chaobin, subdirector del Laboratorio de Exploración del Espacio Profundo de China, con Jennifer W. Khamasi, directora interina de KAIST, en la firma del memorando de entendimiento a principios de este mes. Foto: X/@AJ_FI

Luego, el 8 de abril, Hu firmó el memorando de cooperación con la directora interina del KAIST, Jennifer W. Khamasi, durante su visita a Konza Techno City, al sur de Nairobi.

El presidente de la junta directiva de KAIST, Emmanuel Mutisya, que también estuvo presente en la reunión, dijo que el instituto se beneficiaría de las oportunidades de investigación y educación generadas por la colaboración. con el ILRS. También le dijo a Hu que KAIST ayudaría a impulsar al gobierno de Kenia a unirse al proyecto.

Hu invitó a Yilma y Mutisya a asistir a la Conferencia Internacional sobre Exploración del Espacio Profundo, conocida como Foro Tiandu, que se celebrará en China en septiembre.

Estas últimas asociaciones se formaron durante el viaje del laboratorio a la conferencia NewSpace África celebrada en Angola la primera semana de abril.

En la conferencia, el discurso de apertura de Hu incluyó el primer llamado público a las naciones y organizaciones africanas para que se unan a la iniciativa ILRS.

Hasta el momento, la ILRS cuenta con nueve países miembros: China, Rusia, Venezuela, Pakistán, Azerbaiyán, Bielorrusia, Sudáfrica, Egipto y Tailandia. Países de la OTAN Según se informa, Turquía también pidió unirse. Además de estos, también cuenta con varios miembros que son institutos de investigación, universidades o empresas.
El frecuentemente visto programa Artemis liderado por Estados Unidos como rival al proyecto ILRS, cuenta ahora con un total de 38 países que han firmado sus acuerdos Artemis.

SSGI es anteriormente el Instituto Etíope de Ciencia y Tecnología Espaciales, que se estableció en 2016 como una importante iniciativa para impulsar las actividades de ciencia y tecnología espaciales en el país para el desarrollo sostenible.

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KAIST, actualmente en construcción en Konza Techno City, sigue el modelo del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea. Su objetivo es liderar investigaciones pioneras en ciencia y tecnología y formar científicos e ingenieros altamente calificados para la industrialización y modernización de Kenia, según el sitio web del instituto.

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El núcleo de Plutón probablemente fue creado por una antigua colisión

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El núcleo de Plutón probablemente fue creado por una antigua colisión

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Una enorme forma de corazón en la superficie de Plutón ha intrigado a los astrónomos desde que la nave espacial New Horizons de la NASA la capturó en una imagen de 2015. Los investigadores ahora creen que han resuelto el misterio de cómo surgió este corazón distintivo, y podría revelar nuevas pistas sobre los orígenes del planeta enano. .

Esta característica se llama Tombaugh Regio en honor al astrónomo Clyde Tombaugh, quien descubrió Plutón en 1930. Pero el núcleo no es solo un elemento, dicen los científicos. Y durante décadas, los detalles sobre la elevación de Tombaugh Regio, su composición geológica y forma distintiva, y su superficie altamente reflectante que es de un blanco más brillante que el resto de Plutón, han desafiado toda explicación.

Una cuenca profunda llamada Sputnik Planitia, que constituye el «lóbulo izquierdo» del núcleo, alberga gran parte del hielo de nitrógeno de Plutón.

La cuenca cubre un área de 745 millas por 1242 millas (1200 kilómetros por 2000 kilómetros), que es aproximadamente una cuarta parte del área de los Estados Unidos, pero también es de 1,9 a 2,5 millas (3 a 4 kilómetros) más baja. en elevación que la mayoría de los Estados Unidos. la superficie del planeta. Mientras tanto, el lado derecho del corazón también tiene una capa de hielo de nitrógeno, pero es mucho más delgada.

Gracias a una nueva investigación sobre Sputnik Planitia, un equipo internacional de científicos ha determinado que un evento cataclísmico creó el núcleo. Después de un análisis que incluyó simulaciones numéricas, los investigadores concluyeron que un cuerpo planetario de unos 700 kilómetros de diámetro, aproximadamente el doble del tamaño de Suiza de este a oeste, probablemente había chocado con Plutón en las primeras etapas de la historia del planeta enano.

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Los hallazgos son parte de un estudio sobre Plutón y su estructura interna publicado el lunes en la revista astronomía natural.

Anteriormente, el equipo había estudiado características inusuales en todo el sistema solar, como aquellas en la cara oculta de la Luna, probablemente creadas por colisiones durante los caóticos primeros días de la formación del sistema.

Los investigadores crearon simulaciones numéricas utilizando un software de hidrodinámica de partículas suavizadas, considerado la base para una amplia gama de estudios de colisiones planetarias, para modelar diferentes escenarios de posibles impactos, velocidades, ángulos y composiciones de la colisión teorizada del cuerpo planetario con Plutón.

Los resultados mostraron que el cuerpo planetario probablemente chocó contra Plutón en un ángulo inclinado en lugar de de frente.

«El núcleo de Plutón es tan frío que el (cuerpo rocoso que chocó con el planeta enano) permaneció muy duro y no se derritió a pesar del calor del impacto, y gracias al ángulo de impacto y la baja velocidad, el núcleo derretido del impactador no se hunde en el núcleo de Plutón, pero permanece intacto como una salpicadura en él”, dijo el autor principal del estudio, el Dr. Harry Ballantyne, investigador asociado de la Universidad de Berna en Suiza, en un comunicado de prensa.

Pero, ¿qué pasó con el cuerpo planetario después de que chocó con Plutón?

«En algún lugar debajo del Sputnik se encuentra el núcleo restante de otro cuerpo masivo, que Plutón nunca digirió por completo», dijo en un comunicado de prensa el coautor del estudio Erik Asphaug, profesor del Laboratorio Planetario y Lunar de la Universidad de Arizona.

La forma de lágrima del Sputnik Planitia es el resultado de la frigidez del núcleo de Plutón, así como de la velocidad relativamente baja del impacto en sí, descubrió el equipo. Otros tipos de impactos que fueron más rápidos y directos habrían creado una forma más simétrica.

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“Estamos acostumbrados a pensar en las colisiones planetarias como eventos increíblemente intensos cuyos detalles pueden ignorarse, excepto aspectos como la energía, el impulso y la densidad. Pero en el sistema solar distante, las velocidades son mucho más lentas y el hielo sólido es sólido, por lo que hay que ser mucho más preciso en los cálculos”, dijo Asphaug. «Ahí es donde comienza la diversión».

Mientras estudiaba la función cardíaca, el equipo también se centró en la estructura interna de Plutón. Un impacto temprano en la historia de Plutón habría creado un déficit de masa, provocando que Sputnik Planitia migrara lentamente hacia el polo norte del planeta enano con el tiempo, mientras el planeta aún se estaba formando. Esto se debe a que, según las leyes de la física, la cuenca es menos masiva que su entorno, explican los investigadores en el estudio.

Sin embargo, el Sputnik Planitia se encuentra cerca del ecuador del planeta enano.

Investigaciones anteriores han sugerido que Plutón podría tener un océano subsuperficial y, de ser así, la corteza helada sobre el océano subsuperficial sería más delgada en la región de Sputnik Planitia, creando una densa protuberancia de agua líquida y provocando una migración masiva hacia el ecuador”, señala el estudio. dijeron los autores.

Pero el nuevo estudio ofrece una explicación diferente para la ubicación de esta característica.

“En nuestras simulaciones, todo el manto primordial de Plutón queda ahuecado por el impacto, y cuando el material del núcleo del impactador salpica el núcleo de Plutón, crea un exceso de masa local que puede explicar la migración hacia el ecuador sin un océano subterráneo, o como mucho sin un océano subsuperficial muy delgado”, dijo el coautor del estudio, el Dr. Martin Jutzi, científico senior en investigación espacial y ciencias planetarias del Instituto de Física de la Universidad de Berna.

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Kelsi Singer, científica principal del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado, y co-investigadora principal adjunta de la misión New Horizons de la NASA, que no participó en el estudio, dijo que los autores hicieron un trabajo extenso en la exploración de modelos y el desarrollo de sus hipótesis. . , aunque le hubiera gustado ver “una conexión más estrecha con la evidencia geológica”.

«Por ejemplo, los autores sugieren que la parte sur de Sputnik Planitia es muy profunda, pero gran parte de la evidencia geológica se ha interpretado en el sentido de que el sur es menos profundo que el norte», dijo Singer.

Los investigadores creen que la nueva teoría sobre el núcleo de Plutón podría arrojar más luz sobre la formación del misterioso planeta enano. Los orígenes de Plutón siguen siendo oscuros ya que existe en el borde del sistema solar y sólo ha sido estudiado de cerca por la misión New Horizons.

«Plutón es un vasto país de las maravillas con una geología única y fascinante, por lo que siempre son útiles hipótesis más creativas para explicar esta geología», dijo Singer. “Lo que ayudaría a distinguir entre las diferentes hipótesis es más información sobre el subsuelo de Plutón. Sólo podemos lograrlo enviando una nave espacial a la órbita de Plutón, potencialmente con un radar capaz de mirar a través del hielo.

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Vea cómo el 'cometa diablo' se acerca al Sol en una explosiva eyección de masa coronal (vídeo)

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Vea cómo el 'cometa diablo' se acerca al Sol en una explosiva eyección de masa coronal (vídeo)

El observatorio solar espacial STEREO-A de la NASA está monitoreando de cerca el «cometa del diablo» 12P/Pons-Brooks mientras se prepara para realizar su máxima aproximación al sol, conocida como perihelio, el 21 de abril.

En esta secuencia, el cometa pasa cerca de Júpiter desde la perspectiva del observatorio, justo cuando se lanza al espacio una eyección de masa coronal (CME), una gran expulsión de plasma y campo magnético del Sol.

Las CME se forman de la misma manera que las erupciones solares: son el resultado de la torsión y realineación del campo magnético del sol, conocido como reconexión magnética. Cuando estas líneas de campo magnético se “enredan”, producen fuertes campos magnéticos localizados que pueden atravesar la superficie del Sol y liberar CME.

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Una animación que muestra el cometa 12P/Pons-Brooks brillando intensamente cerca de Júpiter cuando una gran CME es liberada del Sol el 12 de abril de 2024. (Crédito de la imagen: NASA STEREO/Edición de Steve Spaleta)
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