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Los humanos son culpables de violar una ley de la naturaleza oceánica: estudio

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Crédito: Ian Hatton, Eric Galbraith et al.

Un nuevo estudio internacional realizado por el Instituto de Ciencias y Tecnologías Ambientales de la Universitat Autònoma de Barcelona (ICTA-UAB) examinó la distribución de la biomasa a lo largo de toda la vida en los océanos, desde las bacterias hasta las ballenas. Su cuantificación del impacto humano revela una alteración fundamental en uno de los modelos de vida a mayor escala.


A medida que los responsables de la formulación de políticas se reúnen en Glasgow para la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, se reconoce cada vez más que impactos humanos sobre el medio ambiente se globalizan y se vuelven urgentes. Sin embargo, ha sido difícil obtener una perspectiva cuantitativa de estos impactos.

Científicos del ICTA-UAB en España, el Max Planck Institute for Mathematics in the Sciences en Alemania, la Queensland University of Technology en Australia, el Weizmann Institute of Science en Israel y la McGill University en Canadá han utilizado avances en observación oceánica y grandes meta- análisis para mostrar que los impactos humanos ya han tenido consecuencias importantes para las especies oceánicas más grandes y han cambiado radicalmente uno de los modelos de vida a mayor escala, un modelo que abarca toda la biodiversidad del océano, desde las bacterias hasta las ballenas.

Las primeras muestras de biomasa de plancton marino de hace 50 años llevaron a los investigadores a plantear la hipótesis de que se producen cantidades aproximadamente iguales de biomasa en todos los tamaños. Por ejemplo, aunque las bacterias son 23 órdenes de magnitud más pequeñas que una ballena azul, también son 23 órdenes de magnitud más abundantes. Desde entonces, esta hipótesis del espectro de tamaños no ha sido cuestionada, aunque nunca se ha verificado a nivel mundial, desde las bacterias hasta las ballenas. Los autores del estudio, publicado en la revista Los científicos progresan, Primero buscó probar esta hipótesis a escala global. Utilizaron reconstrucciones históricas y modelos de ecosistemas marinos para estimar la biomasa antes del inicio de la pesca a escala industrial (antes de 1850) y compararon estos datos con los actuales.

“Uno de los mayores desafíos de la comparación organizaciones Las diferencias de escala entre las bacterias y las ballenas son enormes «, recuerda el investigador y autor principal del ICTA, el Dr. Ian Hatton, que actualmente trabaja en el Instituto Max Planck de Matemáticas en la Ciencia. Tierra. Estimamos organismos a pequeña escala de más de 200,000 muestras de agua recolectadas en todo el mundo, pero la vida marina más grande requería métodos completamente diferentes. «

Su enfoque se centró en 12 grandes grupos de vida acuática en aproximadamente 33.000 puntos de cuadrícula en el océano. La evaluación de las condiciones oceánicas preindustriales (antes de 1850) confirmó en gran medida la hipótesis inicial: hay una biomasa notablemente constante en todas las clases de tamaño.

«Nos sorprendió ver que cada clase de tamaño de orden de magnitud contiene alrededor de 1 gigatonelada de biomasa a nivel mundial», señala el coautor, el Dr. Eric Galbraith de ICTA-UAB y actual profesor de la Universidad McGill. Sin embargo, se apresuró a señalar excepciones a ambos extremos. Si bien las bacterias están sobrerrepresentadas en las regiones frías y oscuras del océano, las ballenas más grandes son relativamente raras, lo que destaca las excepciones a la hipótesis original.

A diferencia de un espectro de biomasa uniforme en el océano anterior a 1850, un estudio del espectro actual ha revelado los impactos humanos en la biomasa del océano a través de una nueva lente. Si bien la pesca y la caza de ballenas representan menos del 3 por ciento del consumo humano de alimentos, su efecto en el espectro de la biomasa es devastador: grandes peces y mamíferos marinos como los delfines han sufrido una pérdida de 2 Gt de biomasa (reducción del 60%), la ballena más grande sufriendo una inquietante aniquilación de casi el 90%. Los autores creen que estas pérdidas ya superan el potencial biomasa pérdidas incluso en escenarios extremos de cambio climático.

«Los seres humanos han tenido un impacto en la Oceano de una manera más dramática que simplemente pescar. Parece que hemos roto el espectro de tamaños, una de las distribuciones de leyes de potencia más grandes conocidas en la naturaleza ”, dice el investigador y coautor de ICTA, el Dr. Ryan Heneghan. Estos resultados ofrecen una nueva perspectiva cuantitativa sobre la medida en que las actividades humanas han alterado la vida a escala global.


Cómo utilizar modelos de ecosistemas marinos para mejorar las predicciones del impacto del cambio climático


Más información:
Ian A. Hatton et al, El espectro global del tamaño del océano de bacterias a ballenas, Progreso de los científicos (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abh3732

Cita: Humans Guilty of Breaking a Law of Oceanic Nature: Study (2021, 10 de noviembre) recuperado el 10 de noviembre de 2021 de https://phys.org/news/2021-11-humans-guilty-oceanic-law -nature.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso legítimo para fines de estudio o investigación privados, no se puede reproducir ninguna parte sin permiso por escrito. El contenido se proporciona solo a título informativo.

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No te pierdas el cometa Leonard y los meteoritos Gemínidas

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¿Qué hay de nuevo en diciembre? Los momentos más destacados de la tarde, la oportunidad de atrapar un cometa y los meteoros Gemínidas anuales.

Del 6 al 10 de diciembre, mire hacia el oeste después de la puesta del sol para el Moon Tour Venus, Saturno, y Júpiter a su vez. La luna creciente se llena a medida que aparece más alto en el cielo cada noche durante la semana.

La Luna alterna entre Venus, Saturno y Júpiter cada noche después de la puesta del sol, del 6 al 10 de diciembre. Crédito: NASA / JPL-Caltech

No obstante, disfrute de la deslumbrante vista de Venus como la «estrella de la tarde» mientras dure. Nuestro planeta vecino cubierto de nubes se hundirá cada vez más cerca del horizonte durante el transcurso del mes, desapareciendo para la mayoría de nosotros para el Año Nuevo. Reaparecerá a finales de enero como un planeta matutino antes del amanecer y no volverá a aparecer en el cielo de la tarde hasta diciembre del próximo año.

El próximo mes de diciembre, un cometa recién descubierto se dirige hacia el interior del sistema solar y vale la pena intentarlo. Es conocido como el cometa Leonard y estará más cerca de la Tierra el 12 de diciembre, solo unas semanas antes de que alcance su distancia más cercana al Sol.

Mapa estelar del cometa Leonard 2021

Mapa del cielo que muestra la posición del cometa Leonard en el este aproximadamente 2 horas antes del amanecer, del 1 al 10 de diciembre. Es posible que se necesiten binoculares para observar el cometa. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Ahora, los cometas son muy difíciles de predecir en términos de brillo y visibilidad. Se espera que el cometa Leonard alcance un brillo máximo que probablemente requiera binoculares para detectarlo. Existe la posibilidad de que sea lo suficientemente brillante como para verlo a simple vista, pero de nuevo, con los cometas, nunca se sabe realmente.

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Durante las dos primeras semanas de diciembre, el cometa Leonard se encuentra en el este antes del amanecer, pasando entre Arcturus y Big Dipper Cove. Se acerca al horizonte justo cuando se acerca a la Tierra, lo que significa que probablemente será más brillante pero más difícil de observar. Luego se convierte en un objeto vespertino alrededor del 14 de diciembre, solo un poco después de la puesta del sol, ya que comienza su largo viaje hacia afuera desde el Sol nuevamente, disminuyendo gradualmente su brillo.

Finalmente, el Meteoritos gemínidas son un punto culminante del cielo de diciembre todos los años. La lluvia de meteoritos de este año alcanza su punto máximo en la noche del 13 y 14 de diciembre. Además del clima, la fase de la Luna suele ser el factor principal para determinar si una lluvia de meteoritos tendrá buena visibilidad en un año determinado. Este año, la Luna estará casi llena en un 80% en la parte superior de las Gemínidas, lo que no es ideal. Sin embargo, esta luna brillante se pondrá en algún lugar alrededor de las 2 a.m. sin importar dónde se encuentre, dejando unas horas para observar los meteoros antes del amanecer.

Geminid Meteora 2021 Sky Map

Mapa del cielo que muestra la región del cielo desde la que parecen irradiar los meteoros Gemínidas. El aguacero de este año se ve mejor después de la puesta de la luna en la mañana del 14 de diciembre. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Los meteoritos parecen irradiar desde la constelación de Géminis, que encontrarás en lo alto del oeste. Ahora, mientras que la mayoría de las lluvias de meteoros anuales son causadas por el paso de la Tierra a través de senderos de partículas de escombros cometarios del tamaño de polvo, las Gemínidas son una de las pocas lluvias de meteoritos causadas por escombros de un asteroide que viaja a través de la órbita de la Tierra, en este caso, uno llamado Phaeton. .

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Recientemente, Nasa Los científicos han compartido hallazgos que sugieren que la diferencia entre un asteroide y un cometa puede ser menos clara de lo que pensábamos, ya que el sodio chispeante en Phaethon juega el mismo papel que la vaporización del hielo en los cometas.

Y ya sea que vislumbre el cometa Leonard o los meteoros del asteroide Phaethon, ambos son recordatorios de las profundas conexiones entre la Tierra y el resto del sistema solar que descubrimos porque miramos hacia afuera y exploramos.

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Horoscopo

La NASA lanzará una demostración de láser que podría revolucionar la comunicación espacial

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La próxima demostración de relés de comunicaciones láser de la NASA podría revolucionar la forma en que la agencia se comunica con futuras misiones en todo el sistema solar.

Estos láseres podrían generar más videos y fotos de alta definición desde el espacio que nunca, según la agencia.

Se espera que la misión sea lanzada como una carga útil a bordo del Programa de Prueba Espacial Satélite 6 del Departamento de Defensa de EE. UU. El 5 de diciembre desde Cabo Cañaveral, Florida. La ventana de lanzamiento permanecerá abierta de 4:04 a.m. a 6:04 a.m. ET, y la agencia compartirá cobertura en vivo del lanzamiento en NASA TV y su sitio de Internet.

Desde 1958, la NASA ha utilizado ondas de radio para comunicarse con sus astronautas y misiones espaciales. Si bien se ha demostrado que las ondas de radio tienen éxito, las misiones espaciales se están volviendo más complejas y recopilan más datos que nunca.

Piense en los láseres infrarrojos como la versión de comunicaciones ópticas de Internet de alta velocidad, en contraposición a la frustrantemente lenta Internet de acceso telefónico. Las comunicaciones láser enviarán datos a la Tierra desde una órbita sincrónica con la rotación de la Tierra, 22,000 millas (35,406 kilómetros) sobre la superficie de la Tierra a 1.2 gigabits por segundo, esto es como descargar una película completa en menos de un minuto.

Mejorará las tasas de transmisión de datos de 10 a 100 veces mejor que las ondas de radio. Los láseres infrarrojos, que son invisibles a nuestros ojos, tienen longitudes de onda más cortas que las ondas de radio, por lo que pueden transmitir más datos a la vez.

Con el sistema de ondas de radio actual, se necesitarían nueve semanas para devolver un mapa completo de Marte, pero los láseres podrían hacerlo en nueve días.

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La demostración del relé de comunicación láser es el primer sistema de relé láser de extremo a extremo de la NASA que enviará y recibirá datos desde el espacio a dos estaciones terrestres ópticas en Table Mountain, California, y Haleakalā, Hawaii. Estas estaciones tienen telescopios capaces de recibir luz láser y traducirla en datos digitales. A diferencia de las antenas de radio, los receptores de comunicaciones láser pueden ser hasta 44 veces más pequeños. Debido a que el satélite puede enviar y recibir datos, es un verdadero sistema bidireccional.

La única perturbación de estos receptores láser en el suelo Son las perturbaciones atmosféricas, como las nubes y las turbulencias, las que pueden interferir con las señales láser que atraviesan nuestra atmósfera. Las ubicaciones remotas de los dos receptores se eligieron teniendo esto en cuenta, ya que ambos generalmente tienen condiciones climáticas despejadas a grandes altitudes.

Una vez que la misión llegue a la órbita, el equipo del centro de operaciones en Las Cruces, Nuevo México, activará la demostración del relé de comunicación láser y la preparará para enviar pruebas a las estaciones terrestres.

El telescopio más poderoso jamás construido está a punto de cambiar nuestra visión del universo

Se espera que la misión pase dos años realizando pruebas y experimentos antes de comenzar a respaldar misiones espaciales, incluida una terminal óptica que se instalará en la Estación Espacial Internacional en el futuro. Podrá enviar datos de experimentos científicos en la estación espacial al satélite, que los retransmitirá a la Tierra.

La demostración actúa como un satélite de retransmisión, eliminando la necesidad de futuras misiones de tener antenas con una línea de visión directa a la Tierra. El satélite podría ayudar a reducir los requisitos de tamaño, peso y energía de las comunicaciones en naves espaciales futuras, aunque esta misión es aproximadamente del tamaño de un colchón gigante.

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Esto significa que las misiones futuras podrían ser más baratas de lanzar y tener espacio para más instrumentos científicos.

Otras misiones actualmente en desarrollo que podrían probar las capacidades de comunicación láser incluyen el sistema de comunicaciones ópticas Orion Artemis II, que permitirá la transmisión de video de ultra alta definición entre la NASA y los astronautas de Artemis que se aventuran a la luna.

Y la misión Psyche, que se lanzará en 2022, llegará a su destino de asteroide en 2026. La misión estudiará un asteroide metálico a más de 150 millones de millas (241 millones de kilómetros) de distancia. y pruebe su láser de comunicación óptica de espacio profundo para enviar datos a la Tierra.

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Los físicos explotan las simetrías espaciales y temporales para controlar los materiales cuánticos

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Transporte cuántico en una cadena de resonadores que obedecen a simetrías de reflexión espacial e inversión temporal. Crédito: Vasil Saroka

Los físicos de Exeter y Trondheim han desarrollado una teoría que describe cómo se pueden explotar la reflexión espacial y las simetrías de inversión del tiempo, lo que permite un mejor control del transporte y las correlaciones dentro de los materiales cuánticos.


Dos físicos teóricos, de la Universidad de Exeter (Reino Unido) y la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (en Trondheim, Noruega), han construido una teoría cuántica que describe una cadena de resonadores cuánticos que satisfacen las simetrías de la reflexión espacial y la inversión del tiempo. Mostraron cómo las diferentes fases cuánticas de tales cadenas están asociadas con fenómenos notables, que pueden ser útiles en el diseño de futuros dispositivos cuánticos basados ​​en fuertes correlaciones.

Una distinción común en física es entre sistemas abiertos y cerrados. Los sistemas cerrados están aislados de cualquier entorno externo, por lo que se conserva la energía porque no hay ningún lugar al que escapar. Los sistemas abiertos están conectados con el mundo exterior y, a través de intercambios con el medio ambiente, están sujetos a ganancias y pérdidas de energía. Hay un tercer caso importante. Cuando la energía que entra y sale del sistema está finamente equilibrada, se produce una situación intermedia entre la apertura y el cierre. Este equilibrio puede ocurrir cuando el sistema obedece a una simetría combinada de espacio y tiempo, es decir, cuando (1) cambiar de izquierda a derecha y (2) invertir la flecha del tiempo dejan el sistema esencialmente sin cambios.

En su última investigación, Downing y Saroka discuten las fases de una cadena cuántica de resonadores que satisfacen la reflexión espacial y las simetrías de inversión del tiempo. Hay principalmente dos fases de interés, una fase trivial (acompañada de física intuitiva) y una fase no trivial (marcada por una física sorprendente). La frontera entre estas dos fases está marcada por un punto excepcional. Los investigadores encontraron las ubicaciones de estos puntos excepcionales para una cadena con un número arbitrario de resonadores, proporcionando información sobre la escala de los sistemas cuánticos que obedecen a estas simetrías. Es importante destacar que la fase no trivial permite efectos de transporte no convencionales y fuertes correlaciones cuánticas, que se pueden utilizar para controlar el comportamiento y la propagación de la luz a escalas de longitud nanoscópicas.

Este estudio teórico puede ser útil para la generación, manipulación y control de la luz en materiales cuánticos de baja dimensión, con miras a construir dispositivos basados ​​en la luz que exploten fotones, partículas de luz, como caballos de batalla hasta tamaños de aproximadamente una milmillonésima parte de un metro. .

Charles Downing, de la Universidad de Exeter, comentó: «Nuestro trabajo sobre la simetría de paridad-tiempo en sistemas cuánticos abiertos subraya aún más cómo la simetría sustenta nuestra comprensión del mundo físico y cómo podemos beneficiarnos de ella».

Vasil Saroka, de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología, agregó: «Esperamos que nuestro trabajo teórico sobre la simetría de paridad temporal pueda inspirar más investigaciones experimentales en esta apasionante área de la física».

«Puntos excepcionales en cadenas de oligómeros» se publica en Física de las comunicaciones.


Los físicos revelan un flujo no recíproco alrededor del mundo cuántico


Más información:
Charles Andrew Downing et al, Puntos excepcionales en cadenas de oligómeros, Física de las comunicaciones (2021). DOI: 10.1038 / s42005-021-00757-3

Proporcionado por la Universidad de Exeter

Cita: Physicists Exploit Space and Time Symmetry to Control Quantum Materials (2021, 3 de diciembre) recuperado el 3 de diciembre de 2021 de https://phys.org/news/2021-12-physicists-exploit-space-symmetries-quantum. Html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso legítimo para fines de estudio o investigación privados, no se puede reproducir ninguna parte sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

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