Skąd się wzięło złoto na Ziemi?

Przez wiele lat obowiązywała teoria, że ciężkie pierwiastki takie jak złoto, platyna, ołów czy uran powstały w eksplozji gwiazdy typu supernowa. Ostatnio jednak pojawił się pogląd, że miejsce narodzin tych cennych pierwiastków jest bardziej ekstremalne. Złoto mogło powstać w efekcie kolizji dwóch ultragęstych obiektów typu gwiazdy neutronowe.

Od strony lirycznej temat gwiezdnego pyłu, z którego powstaliśmy, jest już bardzo mocno wyeksploatowany przez artystów czy poetów. Że nie wspomnę o "z prochu powstałeś....". Tak, to prawda, wszystkie pierwiastki, występujące na Ziemi powstały znacznie wcześniej, w różnych etapach ewolucji Wszechświata. Węgiel i tlen, z których jesteśmy w większości zbudowani, pochodzi z wnętrz gwiazd, gdzie panowały duże temperatury i wysokie ciśnienia jako efekt spalania gwiezdnego wodoru. Pierwiastki te zostały wyrzucone w przestrzeń kosmiczną podczas eksplozji kończącej życie gwiazdy - eksplozji supernowej.

Astrofizycy mieli jednak wątpliwości, czy eksplozje supernowych są w stanie wytworzyć warunki potrzebne do powstania ciężkich pierwiastków, takich jak złoto, które ma 79 protonów, 79 elektronów i 118 neutronów. Czyli całkiem sporo jak na jeden atom. Większość pierwiastków jest znacznie lżejsza i prawdę mówiąc, złoto i platyna to takie kosmiczne ekstrawagancje.

Wyjaśnienia powstania ciężkich pierwiastków mogą dostarczyć gwiazdy neutronowe, które same są wytworem eksplozji supernowej lub kolapsu gwiazd typu biały krzeł. Gwiazdy neutronowe nie są duże, natomiast są niezwykle gęste. Podobno łyżeczka materii gwiazdy neutronowej waży 6 miliardów ton. Tak niezwykła gęstość powoduje, że atomy pierwiastków nie są w stanie utrzymać swojej struktury i wskutek grawitacji gwiazdy neutronowej następuje ich kolaps. Materia we wnetrzu gwiazdy neutronowej wygląda jak ośrodek składający się głównie z neutronów (stąd nazwa).

Porównanie wielkości gwiazdy neutronowej i Manhattanu (źr. NASA)

Gwiazdy neutronowe mogą występować parami jako pozostałość po układach gwiazd podwójnych. W takim układzie krążą one wokół wspólnego punktu, zbliżając się do siebie z biegiem czasu. Kończy się to wszystko wielką kolizją. Jak wyliczono, tego typu kolizje w układzie gwiazd neutronowych podwójnych zdarzają się raz na 100 tysięcy lat w galaktykach podobnych do naszej Drogi Mlecznej.

Trzeba zatem mieć szczęście, żeby zaobserwować na niebie taką właśnie eksplozję. Takie szczęście przydarzyło się 3 czerwca 2013, gdy teleskopy NASA zauważyły w gwiazdozbiorze Lwa krótki rozbłysk promieni gamma (ang. gamma-ray burst). W to miejsce zwrócono czym prędzej teleskopy w Chile i teleskop Hubble'a. Udało się wtedy zobaczyć poświatę po rozbłysku gamma. Porównano ją z modelami i okazało się, że zaobserwowano chmurę składającą się z dużej liczby ciężkich pierwiastków, utworzonych właśnie podczas wcześniejszej kolizji (Berger et al. 2013).

Rozbłyski gamma są bardzo krótkie. Omawiany, odległy od nas o prawie 4 mld lat świetlnych, trwał zaledwie 0.2 sekundy. W takim rozbłysku światło bardzo szybko potrafi przyćmić całą galaktykę. Po raz pierwszy udało się bezpośrednio wykazać, że za takie rozbłyski odpowiadają kolizje gwiazd neutronowych. Scenariusz takiej kolizji wygląda w ten sposób, że większość materii gwiazd neutronowych zapada się tworząc czarną dziurę, a tylko części udaje się wydostać w przestrzeń kosmiczną. To właśnie powoduje rozbłysk gamma.

Materia, która wydostała się spod grawitacji czarnej dziury powstałej podczas kolizji gwiazd neutronowych jest bardzo bogata w neutrony i stąd stosunkowo łatwo dochodzi w niej do tworzenia się pierwiastków ciężkich, tak jak np. złoto. Podczas kolizji dwóch gwiazd neutronowych może utworzyć się tyle złota ile 10 mas Księżyca (wg niektórych jeszcze więcej). Wg cen rynkowych wartość tego złota wynosi ok. 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 $.

Co ciekawe, platyny powstało podobno siedem razy więcej niż złota. W ogóle, podczas takich kolizji powstają prawie wszystkie pierwiastki z tablicy Mendelejewa.

Obecnie większość złota na Ziemi skoncetrowana jest wskutek grawitacji w pobliżu jądra Ziemi. To co udaje nam się znaleźć na powierzchni pochodzi z okresu tzw. wielkiego bombardowania Ziemi meteorytami, który rozpoczął się jakieś 200 mln lat po uformowaniu się planety (Willbold et al., 2011).

Źródła:
E. Berger, W. Fong, & R. Chornock (2013). Smoking Gun or Smoldering Embers? A Possible r-process Kilonova Associated with the Short-Hard GRB 130603B arXiv DOI: arXiv:1306.3960  

Matthias Willbold, Tim Elliott, & Stephen Moorbath (2011). The tungsten isotopic composition of the Earth’s mantle before the terminal bombardment Nature, 477, 195-198 DOI: 10.1038/nature10399

Fot. w nagłówku: NASA 

Czytaj więcej

Sikać czy nie sikać do morza?

Tytułowy dylemat wydawać się może bardzo przyziemny, ale wpisuje się w letnią kanikułę i, od razu dodam, pomoże zrzucić niektórym plażowiczom kamień z serca. Otóż, można sikać. Szczególnie do oceanu. Chyba, że ma się zapalenie pęcherza moczowego, wtedy nie. Symptomatyczne jest to, że sprawą zajęła się niejaka Lauren Wolf, redaktorka Chemical & Engineering News, która z właściwą Amerykankom śmiałością, przyznaje, że sika do oceanu od dziecka. Tegoroczny pobyt nad morzem w części poświęciła problemowi urynacji turystycznej. Oto co Lauren wykoncypowała.

Mocz jest płynem dzięki któremu organizm pozbywa się niepożądanych składników chemicznych. Nie oznacza to jednak, że uryna jest trująca dla kogokolwiek. Przeciętna ludzka uryna składa się w 95% z wody i zawiera jedynie 1-2 g/l jonów sodu i chloru. Słowem, taka słona woda. Z grubsza odpowiada to składowi wody morskiej, która składa się z około 96.5% wody, jest jednak znacznie bardziej nasycona jonami sodu (11 g/l) oraz chloru (19 g/l). Kolejnym jonem występującym w moczu i wodzie morskiej jest potas, którego stężenie w urynie sięga 0.75 g/l a w wodzie morskiej 0.4 g/l. Różnica, jak widać, nie jest zbyt duża. Z tego też względu picie moczu i wody morskiej w obu przypadkach prowadzi do odwodnienia - nie polecam.
To co różni mocz od wody morskiej, to obecność kreatyniny i mocznika. Oba składniki są efektem metabolizmu komórek człowieka a chemicznie stanowią związki azotu. Stężenie kreatyniny w moczu średnio wynosi 0.7 g/l. Mocznik jest bardziej stężony, dochodzi do 9 g/l.

Z powyższego zestawienia widać, że jedynie związki azotu stanowią pewien problem, gdyż podaż azotu w moczniku może powodować wzrost produkcji bakteryjnej czy glonowej w wodzie zasilanej uryną (powstaje jon amonowy). Oczywiście, roztwory azotu obecne są również w wodzie morskiej, chodzi jedynie o ich różne stężenie w obu płynach.

Tak daleko trzeba iść... (Photo Credit: Sistak via Compfight cc)

Tu należy zestawić objętość oceanu i porcji moczu przeciętnego człowieka - uważa Lauren Wolf. Być może zauważyliście, że przeciętnie, w jednorazowym akcie wydalamy od 0.2 do 0.5 litra moczu. Zatem, w takiej porcji jest ok. 3 gram mocznika. I teraz: gdyby 7 miliardów ludzi na Ziemi jednocześnie nasikało do Oceanu Atlantyckiego otrzymalibyśmy stężenie mocznika w wodzie atlantyckiej rzędu 6 x 10^-11 g/l (objętość Atlantyku to 3.5 x 10²⁰ litra). Czytelnicy o zacięciu chemicznym zauważą, że takie stężenie mocznika mierzy się w kategoriach pikomoli. Czyli - bardzo malutkie stężenie wyszłoby, niezauważalne niemal.

Sceptycy zakrzykną - sorry, ale trzeba byłoby od razu wymieszać całą wodę Atlantyku z uryną, a przecież w rzeczywistości trwa to bardzo długo. Zwolennicy sikania zauważą jednak, że to tylko jeden ocean, a gdzie reszta? Poza tym, trudno byłoby zgromadzić wszystkich ludzi na Ziemi aby na komendę nasikali. Możliwość czysto teoretyczna. Nawet nie wiem, czy 7 miliardów ludzi zmieściłoby się nad brzegiem Atlantyku.

Wieloryby sikają do morza, nie mają wyboru (Photo Credit: 路上写真家 via Compfight cc)

Idźmy zatem dalej. Nie tylko ludzie sikają do morza. Sikają tam również zwierzęta, szczególnie morskie, które siłą rzeczy nie sikają nigdzie indziej. Wyjątkiem są rekiny i płaszczki, które nie sikają w ogóle. Nie bawiąc się w drobiazgi, przyjrzyjmy się wielorybom. Dorosły osobnik wydala dziennie około 1000 litrów moczu, inaczej mówiąc, 23 razy więcej jonów sodu i chloru niż człowiek. Mocz wieloryba zawiera także mocznik, który stanowi jedno z ogniw obiegu azotu w oceanach. Bez tego naturalnego nawozu, pierwotna produkcja organiczna w oceanach byłaby bardzo niska.

Kolejna rzecz dotycząca uryny, to jej sterylność. Zależność jest prosta - zdrowy człowiek ma sterylny mocz. Jedynie przy zapaleniu pęcherza moczowego, wraz z moczem wydalamy bakterie. W pozostałych wypadkach, do morza nie dostaną się żadne nowe bakterie. Jedynie wspomniane wyżej związki chemiczne, które stanowią pożywkę dla bakterii obecnych już wcześniej w wodzie.

Konkluzja Lauren Wolf jest zatem taka - Drodzy Plażowicze, sikajcie do morza, chyba, że macie zapalenie pęcherza moczowego. Starajcie się też jak najszybciej wymieszać urynę z wodą morską, aby stężenie mocznika nie powodowało szybkiego wzrostu bakterii. To stężenie jest właśnie powodem dla którego stanowczo odradzam sikania do małych zbiorników wodnych typu staw, bajorko w Kryspinowie czy doniczka.

Źródła:
fot w nagłówku: Photo Credit: omefrans via Compfight cc

Czytaj więcej

Czy koniki polne uratują świat?

Tak. Parę lat temu stwierdzono, że odżywianie się szarańczą zamiast schabowym czy gulaszem, skutecznie zmniejszy pogłowie bydła i trzody chlewnej. I, być może, świnie i krowy wylądowałyby tylko w zooach (jak mówi moja córka). Spowodowałoby to ograniczenie emisji metanu - gazu cieplarnianego, czyli spowolnienie efektu cieplarnianego. Teraz okazuje się, że koniki polne mają znacznie szerszy potencjał zbawczy. Mogą zwiększyć pochłanianie dwutlenku węgla z atmosfery w procesie fotosyntezy. Wystarczy je nieustannie denerwować.

Pomysł jest genialny w swej prostocie. Koniki polne i wszelka szarańcza, odżywiają się głównie trawami czy też pędami i listkami roślin. Gdy konik jest spokojny i zadowolony z siebie, nie grozi mu żadne niebezpieczeństwo, to konik spokojnie zjada trawę i całe to odżywcze zielsko. Stado zrelaksowanych koników czy szarańczy jest w stanie wygryźć wszystko, do cna. Nie zostanie nic. Co innego konik polny zdenerwowany.

Taki konik nie może spokojnie skupić się na konsumpcji. Nerwowo rozgląda się wypatrując niebezpieczeństwa. Jeśli coś skubnie, to tak nerwowo, nie do końca. Trawa przeżyje inwazję zdenerwowanej szarańczy. Jeśli przeżyje, będzie mogła kontynuować wzrost i w procesie fotosyntezy pochłaniać CO₂ z atmosfery. Trawa wygryziona do gołej ziemi, nie. Ot, cała zagadka.

Co może zdenerwować konika polnego? Na przykład obecność drapieżnika, który mógłby je w trakcie konsumpcji zaatakować. Sprawa jest poważna, gdyż w obecności drapieżnika denerwującego koniki polne, trawa jest w stanie pobrać prawie półtora raza więcej węgla z atmosfery, oczywiście w postaci CO₂. Wyliczono to eksperymentalnie porównując rozmiar spustoszeń spowodowanych przez zrelaksowane koniki polne z tymi wyrządzonymi przez koniki zaniepokojone obecnością drapieżnych pająków (Strickland et al., 2013).

Plaga szarańczy w Australii wyjada trawę na boisku piłkarskim (fot. Mattinbgn CC-BY-SA)

Oczywiście, malkontenci mogą stwierdzić, że to nie koniki polne ratują świat przed globalnym ociepleniem, tylko drapieżne pająki. Ale zaprawdę, to nie drapieżniki jedzą trawę!

Idąc tym tropem dochodzimy do wniosku, że wszystkie roślinożerne zwierzęta należałoby denerwować. Zdenerwowana zebra nie będzie tak bardzo skubać sawanny, wystarczy, że w pobliżu będzie się czaił jakiś lew. Przykłady można łatwo mnożyć. Łatwo się też zapędzić. No bo przecież najłatwiej denerwować ludzi.

Źródła:
Strickland, M., Hawlena, D., Reese, A., Bradford, M., & Schmitz, O. (2013). Trophic cascade alters ecosystem carbon exchange Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1305191110

Fot. w nagłówku ToniVC via Compfight cc

Czytaj więcej

Ameryka i Europa znów razem? Tak, za 220 mln lat

Atlantyk ciągle rozszerza się dzięki ryftowi w Grzbiecie Środatlantyckim, a jego brzegi podawane są jako przykład pasywnych krawędzi oceanu. Obie Ameryki odsuwają się od Europy i Afryki ze średnią prędkością 2-3 cm rocznie. Jednocześnie Ameryki najeżdżają na płytę oceaniczną Pacyfiku, która wsuwa się pod nie, na ich zachodnich wybrzeżach. Ta gigantyczna strefa subdukcji odpowiedzialna jest za wypiętrzenie Kordylier amerykańskich (łącznie z Andami). Teoretycznie więc, Atlantyk mógłby rozrastać się aż do momentu skonsumowania Pacyfiku w strefach subdukcji. Wtedy do Ameryki mielibyśmy prawie tak daleko jak do Japonii. Z ostatnich obserwacji wynika jednak, że u wybrzeży Portugalii tworzy się nowa strefa subdkcji, która zacznie konsumować Atlantyk. Europa znów połączy się z Ameryką.

Proces spontanicznego tworzenia się stref subdukcji, czyli miejsc, gdzie jedna płyta litosferyczna wsuwa się pod inną, nie jest do końca poznany. Szczególnie trudno było znaleźć współczesne miejsca, gdzie pasywne krawędzie płyt zamieniałyby się w aktywne. Jednym z miejsc podejrzewanych o zachodzenie takiego procesu były wschodnie wybrzeża Atlantyku w rejonie Cieśniny Gibraltarskiej. Obszar ten jest szczególny, gdyż leży na granicy płyty afrykańskiej i euroazjatyckiej, które zbliżają się do siebie. Efektem zbliżenia jest łańcuch alpejski, ciągnący się od Maroka po Himalaje. Polski odcinek Alpidów to oczywiście Karpaty.

Płyty tektoniczne Ziemi. Zwróć uwagę na pasywne krawędzie Atlantyku oraz nasunięcia w rejonie Gibraltaru (fig. NASA)

W przeszłości pomiędzy płytą afrykańską a euroazjatycką rozciągał się tzw. ocean Tetydy, a pozostałością po Tetydzie są dzisiejsze morza, Śródziemne i Czarne oraz wypiętrzone osady morskie Tetydy w postaci wspomnianego już łańcucha Alpidów. Tetyda była też oceanem, po którym przemieszczała się płyta Dekanu, zanim zderzyła się z Azją wypiętrzając Himalaje. Oprócz Dekanu, na obszarze Tetydy znajdowało się mnóstwo innych, pomniejszych płyt kontynentalnych, które wpychały się na płyty afrykańską i euroazjatycką, wraz z zamykaniem się Tetydy.

Zachodnia część Morza Śródziemnego. Poziome kreski szrafury oznaczają skorupę oceaniczną, pozostałość oceanu Tetydy. Widoczny jest też bardzo wyraźnie wkraczający w Atlantyk nasunięcie łuku Gibraltaru (wg Oggiano et al., 2009)

Z analiz współczesnych ruchów tektonicznych wynika, że Tetyda wciąż jest jeszcze żywa i wciąż się zamyka. Alpidy nadal wypiętrzają się a płyty afrykańska i euroazjatycka zbliżają się do siebie. Oceaniczna skorupa Tetydy wsuwa się pod obie płyty kontynentalne, Afryki i Eurazji, nasuwając na przedpole wspomniane mikropłyty. Rezultatem tych ruchów są częste trzęsienia Ziemi, np. w Turcji oraz liczne wulkany na Morzu Śródziemnym. Szczególnym miejscem jest zachodnia część Morza Śródziemnego - Morze Alborańskie, gdzie występuje struktura tektoniczna opasująca Góry Betyckie w Hiszpanii, Gibraltar oraz Góry Atlas w Maroku. Wszystkie te górotwory tworzące wygięty ku zachodowi łuk, to efekt nasuwania się bloku alborańskiego Tetydy na Iberię i pn. Afrykę. Mamy zatem miejsce, gdzie jeden z mikrokontynentów Tetydy graniczy z pasywną krawędzią Atlantyku! Jest to tzw. łuk Gibraltaru.

Scenariusze rozwoju strefy subdukcji w Atlantyku wg Duarte et al. (2013)

Aktywność tektoniczna łuku Gibraltaru dała znać o sobie w słynnym trzęsieniu Ziemi, o magnitudzie powyżej 8.5 w skali Richtera, które zrujnowało Lizbonę w 1755 r. Kolejne miało miejsce w 1969 r. Jak się okazuje, związane jest to z migracją łuku Gibraltaru na zachód (Duarte et al., 2013). Ta migracja powoduje nasuwanie się płyty alborańskiej na oceaniczną płytę atlantycką. Innymi słowy, dno Atlantyku schodzi pod łuk Gibraltaru i mamy gotową subdukcję dotąd pasywnej krawędzi Atlantyku. Scenariusze na przyszłość są dwa: w jednym łuk Gibraltaru ekspanduje w stronę Atlantyku, a w drugim, zamiera, lecz na Atlantyku otwiera się nowa strefa subkdukcji. Jest jeszcze trzecie wyjście, kombinacja obu scenariuszy. Tak czy owak, wyliczono, że Iberia może dobić do Ameryki w ciągu najbliżych 220 mln lat, przy założeniu ciągłej subdukcji Atlantyku pod łuk Gibraltaru.

Mapa geologiczna regionu alborańskiego - łuku Gibraltaru (wg Calvert et al., 2000)

Na zakończenie dodam jeszcze, że cykl powstania-otwierania-ekspansji-zamykania i wypiętrzania oceanu nazywa się cyklem Wilsona i właśnie jesteśmy świadkiem przechodzenia Atlantyku z fazy ekspansji do fazy powolnego zamykania. No chyba, że będzie inaczej, ale pogadamy o tym za 220 mln lat.

Źródła: 
Fotografia w nagłówku: Gibraltar  Photo Credit: flavijus via Compfight cc

Calvert, A., Sandvol, E., Seber, D., Barazangi, M., Roecker, S., Mourabit, T., Vidal, F., Alguacil, G., & Jabour, N. (2000). Geodynamic evolution of the lithosphere and upper mantle beneath the Alboran region of the western Mediterranean: Constraints from travel time tomography Journal of Geophysical Research, 105 (B5) DOI: 10.1029/2000JB900024

Duarte, J., Rosas, F., Terrinha, P., Schellart, W., Boutelier, D., Gutscher, M., & Ribeiro, A. (2013). Are subduction zones invading the Atlantic? Evidence from the southwest Iberia margin Geology DOI: 10.1130/G34100.1

Czytaj więcej

Dlaczego woda w Chorwacji jest tak czysta?

Wody chorwackiego wybrzeża słyną ze swej przejrzystości. Każdy kto przybył tam pierwszy raz nie może nadziwić się, że woda w morzu może być tak czysta. A kto choć raz spróbował tam nurkowania, ten nie zapomni podwodnych wrażeń do końca życia. Chorwacja jest pod tym względem wyjątkiem, nie tylko w skali Adriatyku, ale także w skali Europy czy nawet świata. Dlaczego jednak włoskie wybrzeże po drugiej stronie Adriatyku już nie ma tak przezroczystej wody? Wszystko dzięki bardzo niskiej produkcji organicznej w toni wodnej, odpowiedniej szerokości geograficznej oraz typowi wybrzeża. 

Woda w Morzu Śródziemnym jest słona, o wiele bardziej słona niż w Bałtyku. Mało tego, Morze Śródziemne należy do najbardziej zasolonych mórz świata (nie wliczam tu oczywiście słonych jezior nazywanych morzami, np. Morze Martwe). Średnie zasolenie mórz na świecie wynosi ok. 3.5%, tymczasem w Morzu Śródziemnym sięga 4.0%. I to właśnie południowa część Adriatyku jest jedną z najbardziej zasolonych części Morza Śródziemnego. Nieco bardziej zasolone jest tylko miejscami Morze Czerwone (do 4.1%). Dla porównania - woda powierzchniowa w Bałtyku ma ok. 1% soli, a w Zatoce Botnickiej zaledwie 0.5%. Oczywiście, w takiej bardzo słonej wodzie Morza Śródziemnego żyją różne organizmy tolerujące wysokie zasolenie (euhaloby) i samo zasolenie nie jest wyłącznym powodem czystości wód chorwackiego wybrzeża. Powodem jest wysoka temperatura słonych wód powierzchniowych i związana z nią cyrkulacja tychże wód.

Zasolenie oceanów - Morze Śródziemne jest jednym z najbardziej zasolonych mórz świata (bordowe kolory na skali po prawej) (fig. NASA)

Woda w Morzu Śródziemnym nagrzewa się bardzo mocno. We wschodniej, lewantyńskiej części Morza, temperatura wody na powierzchni przekracza 30^oC. Tak wysoka temperatura powoduje, że woda odparowywuje a zasolenie wzrasta. Teoretycznie, słona, cięższa woda powinna opadać na dno, wywołując pionowe mieszanie się wód (cyrkulacja termohalinowa), ale ciężar słonej powierzchniowej wody w Morzu Śródziemnym kompensowany jest przez jej wysoką temperaturę. Ta słona, gorąca woda utrzymuje się na powierzchni, rozprzestrzeniając się po całym basenie. Przypowierzchniowa, bardzo słona woda dość szybko staje się jałowa, pozbawiona składników pokarmownych. Po pierwsze, dlatego, że brak jest dostawy tych składników z wód dennych (brak mieszania się wód), a po drugie, do Basenu Lewantyńskiego wpływa w zasadzie jedna duża rzeka - Nil. Ale Nil nie niesie ze sobą zbyt wielu składników pokarmowych, szczególnie od czasu wybudowania tamy w Asuanie. Zasadniczo, Nil nie użyźnia w żaden sposób wód Morza Śródziemnego. Wschodnie części Morza Śródziemnego wyróżniają się prawie zupełnym brakiem pierwotnej produkcji organicznej.

Produkcja organiczna w Basenie Lewantyńskim jest prawie na poziomie pustyni (fig. NASA)

Te słone, skąpożywne (oligotroficzne) wody Basenu Lewantyńskiego wpływają do Adriatyku. Układ prądów sprawia, że płyną one na północ wzdłuż wybrzeża chorwackiego, z czasem ochładzając się i grzęznąc dopiero w okolicach Wenecji. Tutaj, schłodzone wody denne spływają ku południowi, wzdłuż wybrzeża adriatyckiego Włoch, razem z wodami odprowadzanymi przez Pad - jedyną większą rzekę Adriatyku. To właśnie wzdłuż włoskiego wybrzeża dochodzi do mieszania wód i wzbogacania wody morskiej w składniki pokarmowe, co owocuje wyższą produkcją organiczną. Jednym z dodatkowych czynników prowadzących do mieszania wód (pogrążania słonej wody lewantyńskiej) są zimne wiatry wiejące zimą od strony lądy. W Chorwacji wiatr ten nazywa się bora. Bora chłodzi wody powierzchniowe, które jednak wypływają z Adriatyku wzdłuż włoskiego wybrzeża.

Układ prądów w Adriatyku. Czerwone strzałki to ciepłe, słone wody powierzchniowe; niebieskie, zimniejsze wody denne. Jak widać, słone wody powierzchniowe, pozbawione składników odżywczych płyną na północ wzdłuż wybrzeża chorwackiego. Schłodzone, wracają wzdłuz włoskiego wybrzeża (fig. Tomobe03 CC-SA)

Oczywiście wody oligotroficzne są bardziej przejrzyste od wód z wyższą produkcją organiczną, np. mezotroficznych. W przypadku Basenu Lewantyńskiego, produkcja organiczna jest tak mała, że mówi się nawet o superoligotrofii. Stąd taka czysta, przejrzysta woda. To mniej więcej tak jak porównanie widoczności na pustyni podczas słonecznej pogody, do widoczności w dżungli.

Porównanie produktywności w Adriatyku na włoskim i chorwackim wybrzeżu (im ciemniejszy granat, tym mniej chlorofilu w wodzie) (fot. NASA, domena publiczna)

Pozostaje jeszcze kwestia rodzaju wybrzeża. Chorwacja ma skaliste wybrzeże, pozbawione bogatej szaty roślinnej i przy okazji pozbawione gleb. Z takiej nagiej skały niewiele może zostać spłukane czy też wywiane do wody. Odwrotnie jest po włoskiej stronie, gdzie z lądu wypłukiwane i wywiewane są składniki gleby, które użyźniają wody powierzchniowe, umożliwiając fitoplanktonowi rozwój, a wraz z nim kolejnym oragnizmom w łańcuchu pokarmowym.

Roczny poziom produkcji organicznej w Morzu Śródziemnym. We wschodniej części (Basenie Lewantyńskim) produkcja pierwotna jest niewiele większa od zera, pomimo delty Nilu w pobliżu (fig. Antoine et al., 1995).

No i na koniec, pozostaje do omówienia działalność człowieka, główne źródło zanieczyszczeń. Wybrzeże dalmatyńskie ma pod tym względem szczęście. Obecnie prawie cały przemysł Chorwacji znajduje się na północy kraju, w Slawonii czy okolicach Zagrzebia. A to już dorzecze Dunaju, który spływa do Morza Czarnego.

Źródła:
MERF (Marine Fertilization)
Antoine, D., Morel, A. and André, J.M., Algal pigment distribution and primary production in the Eastern Mediterranean as derived from Coastal Zone Color Scanner observations. Journal of Geophysical Research., 100: 16193-16209,1995.
Nagłówek:  Photo Credit: Let Ideas Compete via Compfight cc

Czytaj więcej

Mamy płynną krew mamuta - czy aby naprawdę?

Mamy fiolkę z krwią mamuta! Taka sensacyjna wiadomość obiegła niedawno serwisy światowe. Krew zdobyli rosyjscy polarnicy, którzy na początku maja 2013 r. wydobyli z wiecznej zmarzliny w Jakucji samicę mamuta. Samica zginęła w wieku około 50-60 lat mniej więcej 10 do 15 tysięcy lat temu. To niesamowite, że krew w stanie płynnym przetrwała tyle lat. Rosjanie twierdzą, że widocznie mamuty wytwarzały dotąd nieznane składniki krwi zapobiegające jej zamarznięciu. Oczywiście, płynna próbka krwi zbliża rosyjskich uczonych do szans sklonowania mamuta, o czym media też zdążyły napomknąć. Ale czy naprawdę?

Doniesienia o syberyjskich mamutach stosunkowo często pojawiają się mediach. W końcu to na Syberii właśnie mamuty żyły najdłużej. Ostatnie osobniki tych włochatych słoniowatych żyły na Wyspie Wrangla, u syberyjskich brzegów Oceanu Arktycznego jeszcze około 4 tys. lat temu. Spotkałem się też z informacjami, że więźniowie gułagów żywili się mięsem mamutów wydobywanych z wiecznej zmarzliny. A Jacek Hugo-Bader, jeśli dobrze pamiętam, w Dziennikach kołymskich opisał swoje wrażenia z konsumpcji mięsa nosorożca włochatego, przyrządzonego przez jedną z gospodyń na Kołymie. Wynikało z opisu, że dla miejscowych to normalka. Jak nie ma co jeść, to idą do ogródka, nakopać mamutów. Nie pamiętam jednak, by Hugo-Bader wspominał czy befsztyk był krwisty.

Ciało samicy mamuta znalezione w maju 2013 roku w Jakucji.

Opublikowane przez Rosjan zdjęcia rzeczywiście przypominają ochłapy mięsa wyciągnięte z zamrażarki. Sensacyjne jest jednak to, że po przekrojeniu wypłynęła z nich krew, pomimo ujemnej temperatury. Było wtedy -10^oC. Rosjanie stwierdzili, że taki stan zachowania krwi umożliwi im odnalezienie w niej żywych komórek mamuta. To by było naprawdę coś! Ale czy to możliwe - krew w stanie płynnym sprzed 10 tys. lat z żywymi komórkami?

Przekroje tkanki mamuta wyglądają jak mięso z zmarażarki. To z nich wypłynął czerwony płyn, obwieszczony jak krew.

Redaktorzy American Scientific też zwątpili. Zapytali specjalistów niezaangażowanych bezpośrednio w znalezisko, co sądzą o krwi mamuta syberyjskiego. Daniel Fischer z University of Chicago pisze tak (w wolnym tłumaczeniu):

Sensacyjna informacja może być efektem niezręcznego tłumaczenia oraz braku zgrania pomiędzy reporterami i naukowcami. Np. to nie jest pierwsza samica mamuta znaleziona z miękkimi tkankami. Poza tym, mówiąc o "żywych komórkach" naukowcy mieli zapewne na myśli  komórki z zachowanym DNA, które można byłoby wykorzystać do klonowania. Ponadto, nie sądzę, aby jakakolwiek krew mamuta nadawała się do klonowania. Znalezione w niej DNA jest zbyt zniszczone (pofragmentowane). Prawdopodobnie Rosjanie chcą pokazać DNA, które byłoby bliskie kryterium klonowalności. [..] W tej chwili trudno powiedzieć, co znaleziono. Czy to jest krew, czy jakaś inna substancja. Z pewnością jest to interesujące, ale na rezultaty musimy poczekać.

Inni naukowcy indagowani przez redakcję American Scientific podchodzili z podobną rezerwą do mamuciej krwi. To, że wypłynęło coś czerwonego z mamuta, nie oznacza, że to krew. Podobnie z odpornością na zamrożenie. Normalnie krew zamarza w temperaturze około -0.6^oC. Znaleziony płyn nie zamarzł w -17^oC. Ale jest też sporo współczensych organizmów, które potrafią chronić się przed niskimi temperaturami. Wiele bezkręgowców i niektóre kręgowce poprzez ekspresję peptydów i glikoprotein osiągają znaczne obniżenie punktu zamarzania płynów ustrojowych. Gdyby mamuty dokonywały tego w podobny sposób, byłby to faktycznie jedyny wśród ssaków przykład. Eksperci American Scientific wątpią jednak, aby krew o temperaturze -17^oC była w stanie krążyć w żyłach mamuta. Czy można w takim przypadku mówić w ogóle o stałocieplności?

News z CNN - uwaga, krew:)

Tomasz Rożek też wątpi

Źródła:
Wong, K. 2013. Can mammoth carcass really preserve flowing blood and possibly live cells? Nature doi:10.1038/nature.2013.13103

Zdjęcia pochodzą z serwisu Siberian Times fot. Semyon Grigoriev

Czytaj więcej

Dlaczego baloniki wypełnione helem są takie drogie?

Hel jest, drugim po wodorze, najliczniej występującym we Wszechświecie pierwiastkiem. Niestety, zasoby ziemskie w żaden sposób nie odzwierciedlają tej proporcji. Helu na Ziemi jest bardzo mało a będzie coraz mniej. Hel tracony jest bezpowrotnie i nie ma możliwości odzyskiwania helu już raz wykorzystanego. Ulatuje do atmosfery, a potem w kosmos. Baloniki z helem są drogie, a będą jeszcze droższe lub znikną na zawsze z jarmarków świątecznych. Na szczęście dla nas Polska jest helowym mocarstwem - na razie.

Obecnie hel pozyskiwany jest głównie jako produkt uboczny przy oczyszczaniu gazu ziemnego. I tak się szczęśliwie składa, że hel w skorupie ziemskiej skoncentrowany jest głównie właśnie w pobliżu złóż gazu ziemnego. Dlaczego szczęśliwie? Dlatego, że średnie stężenie helu w skorupie jest bardzo małe. Trudno je wyrazić nawet w skali ppb (ang. part per billion) czyli w liczbie atomów helu na miliard wszystkich. Innymi słowy, średnia zawartość helu to wartości rzędu 0.0000001% składu skorupy ziemskiej. Jak widać mało, a nawet bardzo mało. W atmosferze ziemskiej jest go nieco więcej bo stężenie sięga 5.2 ppm czyli około 5 atomów na milion wszystkich. Jednak wykorzystanie tego źródła helu jest problematyczne. Ponadto, hel bardzo trudno wchodzi w jakiekolwiek związki i, jak to się mówi, jest bardzo lotny.

Ta jego przysłowiowa lotność i brak związków powoduje, że chętnie ulatuje z atmosfery w kosmos. Ziemia pozbywa się helu o wiele szybciej niż wodoru, gdyż ten ostatni uwięziony jest np. parze wodnej. Najszybciej odgazowanie atmosfery i ulatywanie helu w kosmos odbywa się w pobliżu biegunów, gdzie linie pola magnetycznego Ziemi są bardzo wydłużone, a część z nich jest otwarta, co pozwala helowi opuścić ziemskie pole grawitacyjne, szczególnie dzięki tzw. wiatrowi słonecznemu.

Jak już wspomniałem, hel związany jest głównie ze złożami gazu ziemnego, ale nie wszystkie jego pokłady zawierają dostateczne ilości helu. Jedynie kilka krajów na świecie ma złoża, z których opłaca się ekstrahować hel. Zdecydowanym potentatem są Stany Zjednoczone. Allah nie poskąpił także helu Katarowi i Algierii, ale Polska jest na czwartym miejscu (!) w produkcji helu na świecie. W tej chwili jesteśmy jedynym krajem Unii Europejskiej, który dostarcza komercyjnych ilości helu na rynki światowe. Hel to polski hit eksportowy.

Główni producenci helu na świecie (na wykresie ceny helu) (Peplow, 2013)

Oczyszczaniem gazu ziemnego i pozyskiwaniem z niego helu zajmuje się oddział PGNiG w Odolanowie. Wykorzystuje się tam zaazotowany gaz ziemny wydobywany ze złóż rozmieszczonych na Niżu Polskim, głównie w województwie wielkopolskim czy lubuskim. Zawartość helu w tych złożach wynosi 0.3% do 0.4%. Zasobność polskich złóż helu szacowana jest na około 30 mln m³, a produkcja wynosi obecnie 3 mln m³ rocznie. Dla porównania Algieria ma ponad 8 mld m³ zasobów przy rocznej produkcji rzędu 20 mln m³. Katar odpowiednio ponad 10 mld m³ zasobów i 15 mln m³ produkcji rocznej. Z kolei USA mają 20.6 mld m³ zasobów przy rocznej produkcji rzędu 75 mln m³. Pozostaje jeszcze Rosja, której zasoby szacuje się na 6.8 mld m³.

Przez wiele lat problem wydobycia helu nie istniał, bo USA od lat 60-tych gromadziły potężne ilości tego gazu w podziemnych zbiornikach w Teksasie. Do 1970 r. udało się wtłoczyć pod ziemię 1.2 mld m³ helu. Jak widać, 40 razy więcej niż wynoszą polskie zasoby. Ale zbiornik jest już w połowie opróżniony, a światowy apetyt na hel stale rośnie. W tej chwili helu w USA starczy na cztery lata światowej produkcji na obecnym poziomie. Amerykanie zaczynają się rozglądać za dalszymi źródłami. Teoretycznie helu na Ziemi powinno być jeszcze na kolejnych 200-300 lat, ale złoża skupione są tylko w kilku miejscach na świecie. Dlaczego?

Procentowe zużycie helu oraz główni producenci, w tym Odolanów (wg National Post)

Skupienie złóż helu w kilku tylko miejscach związane jest to z pochodzeniem helu ziemskiego. Około 95% tego pierwiastka jest wynikiem rozpadu promieniotwórczego uranu i toru w skorupie ziemskiej. Głównie udział w wytwarzaniu helu biorą izotopy ²³⁸U i ²³²Th, które rozpadają się do stabilnych izotopów ołowiu. Większość helu ulega podczas reakcji dyfuzji do atmosfery i dalej w przestrzeń kosmiczną. Tylko niewielka część zatrzymywana jest w nieprzepuszczalnych warstwach skorupy, w tym w złożach zawierających metan. Na podstawie obecnego stężenia izotopów uranu i toru w skorupie ziemskiej oraz porównując czas ich połowicznego rozpadu ze stężeniem helu w atmosferze wyliczono, że Ziemia utraciła w ciągu 4 mld lat swej historii 10¹⁴ ton helu. Czyli na Ziemi pozostała jedynie 10^-7 część helu jaki wytworzył się na Ziemi od początku jej istnienia. Ponieważ reakcja rozpadu trwa także dziś, hel nadal jest wytwarzany. Szacuje się, że jest tego około 3x10³ tony helu rocznie. Niewiele. Poza tym wspomniane izotopu uranu i toru rozsiane są po różnych minerałach i nie możliwości jakiejkolwiek koncentracji tych minerałów w celach komercyjnych. Dlatego też złoża gazu ziemnego z helem pozostają jedynym źródłem helu.

Po co nam hel? Oczywiście hel nie jest używany tylko do wypełniania baloników. Hel jest niezastąpiony do wytwarzania bardzo niskich temperatur, np. do chłodzenia nadprzewodników. Używają go także nurkowie, jako mieszankę do oddychania. Ponieważ hel nie był gazem wybuchowym stosowano go do wypełniania sterowców lub balonów. Procentowo wygląda to tak: chłodzenie (kriogenika) zużywa 32% helu; czyszczenie ciśnieniowe - 18%; spawanie (w osłonie helowej) - 13%; wyszukiwanie przecieków - 4%; mieszanka oddechowa - 2%; inne (w tym dziecięce baloniki) - 13%!

Teraz chyba łatwiej wysupłać z kieszeni 20 złotych na balonik helowy dla dziecka.

Źródła:
Bradshaw, A.M. & Hamacher, T., 2013. Nuclear Fusion and the helium supply problem. Fusion Engineering and Design.
Peplow, M., 2013. US bill would keep helium store afloat. Nature 497: 168-169.

Zdjęcie w nagłówku Photo Credit: elgourmet via Compfight cc

Czytaj więcej

Yersinia pestis udaremniła odbudowę Cesarstwa Rzymskiego

Dżuma, która zdziesiątkowała Cesarstwo Bizantyńskie za czasów cesarza Justyniana spowodowana była przez bakterię Yersinia pestis. Tak wynika z analizy szkieletów ofiar tej epidemii z VI w., w których znaleziono DNA tej Gram ujemnej bakterii. Co prawda, już wcześniej podejrzewano, że to właśnie jersinia jest odpowiedzialna za dżumę Justyniana, ale teraz mamy dowody wprost. Natomiast nowym faktem, który może zmienić interpretację źródła justuniańskiej dżumy, jest jej pochodzenie. Pałeczki jersinii pochodziły z Azji. Prawdopodobnie była to odmiana wyjściowa do mongolskiej jersinii z XIV w.

Dżuma Justyniana należy do 10 największych plag, które nawiedziły ludzkość. Epidemia czarnej śmierci przypadła akurat w okresie, kiedy cesarz Bizancjum Justynian I Wielki odbijał z rąk plemion germańskich Italię. W roku 541 n.e. Imperium Bizantyńskie miało szansę na odbudowę Cesarstwa Rzymskiego w dawnych granicach, łącznie z prowincjami zachodniorzymskimi. Jednak dżuma, która nawiedziła Konstantynopol zdziesiątkowała jego ludność, zabijając po kilka tysięcy osób dziennie w samej tylko stolicy. W 543 r. dżuma Justyniana sięgała już granicy francusko-niemieckiej. Justynianowi, który o mały włos sam nie padł ofiarą dżumy, nie udało się utrzymać władzy w prowincjach zachodniorzymskich. Dżuma wdarła się do Europy, a Italia najechana przez Longobardów podzielona została na niewielkie królestwa.

Justynian I Wielki - cesarz Bizancjum uznany za świętego obrządku wschodniego. Tu na mozaice z kościoła w Rawennie (fot. Sebastia Giralt).

Szacuje się, że epidemia dżumy, która w granicach starożytnego Rzymu trwała do połowy VIII w. pochłonęła ponad połowę jej populacji ludzkiej. Europa zmieniła swe oblicze, w jej sercu pojawiły się ludy, które wcześniej były na jej obrzeżu. Zbieżność dat dżumy Justyniania i czasu występowania tzw. pustki osadniczej na ziemiach polskich jest uderzająca. W osadach badanych przez archeologów notuje się brak wartsw kulturowych związanych z osadnictwem w okresie od ok. 450 do 650 r. n.e. Bezpośrednią przyczyną był najazd Hunów i wojny w imperium Hunów po śmierci Atylli, ale te 200 lat pustki mogło być również spowodowane szalejącą w Europie czarną śmiercią. Na wyludnione tereny wkroczyły plemiona słowiańskie a osłabione Bizancjum nie było w stanie powstrzymać ich pochodu przez Bałkany.

Nowe dane uzyskane z analizy szczątków ludzkich potwierdzają, że dżuma związana była z Gram ujemną pałeczką Yersinia pestis (Harbeck et al., 2013). Ponadto szczegółowa analiza DNA doprowadziła do wniosku, że starożytna jersinia pochodziła z Azji, a nie, jak wcześniej sugerowano, z Afryki. Azjatycka odmiana jersinii odpowiada także za epidemie dżumy z czasów najazdów mongolskich w XIV w. oraz XIX-XX w. epidemii, która rozpoczęła się w Chinach w 1850 r.

Pozycja jersini z dżumy Justyniana na drzewie filogenetycznym (niebieski kwadracik). Żółte kwadraciki, to pozycja filogenetyczna jersini z dżumy XIV-wiecznej. Skróty: ANT-antiqua; MED-mediaevalis; ORI-orientalis oznaczają współcześnie wyróżniane typu pałeczek dżumy (wg Harbeck et al., 2013)

DNA jersini otrzymano metodą reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR). Dzięki temu ustalono genotyp pałeczki Y. pestis obecnej w szkieletach z czasów Justyniana. Z analizy filogenetycznej wynika, że bakteria należy do wczesnej linii rozwojowej jersini, która odpowiada również za epidemię XIV w. zaliczanej do typu antiqua.

Zanim dopadnie nas kolejna epidemia dżumy, warto pamiętać, że jersinia to nie tylko pałeczki dżumy. W Polsce można się zakazić Yersinia enterocolitica, która bywa w mięsie wieprzowym. Coraz częściej dochodzi do zakażeń tą bakterią, które mogą prowadzić do przewlekłych chorób autoimmunologicznych. Bakteria ta jest tym bardziej groźna, że póki co, w Polsce nie ma obowiązku badania mięsa na obecność jersinii. Bodaj wszystkie gatunki Yersinia wytrzymują niskie temperatury, a nawet zamrażanie. Jedynym sposobem żeby je zabić jest dostatecznie wysoka temperatura podczas długotrwałego gotowania lub smażenia.

Źródła:
Harbeck, M., Seifert, L., Hänsch, S., Wagner, D., Birdsell, D., Parise, K., Wiechmann, I., Grupe, G., Thomas, A., Keim, P., Zöller, L., Bramanti, B., Riehm, J., & Scholz, H. (2013). Yersinia pestis DNA from Skeletal Remains from the 6th Century AD Reveals Insights into Justinianic Plague PLoS Pathogens, 9 (5) DOI: 10.1371/journal.ppat.1003349

fot. w nagłówku - Hagia Sophia ufundowana przez cesarza Justyniana  Photo Credit: Sr. Samolo via Compfight cc

Czytaj więcej

Stężenie 400 ppm dwutlenku węgla w atmosferze osiągnięte

Kiedy w Polsce obchodziliśmy Dzień Flagi, w obserwatorium na Hawajach zarejestrowano rekordowy poziom stężenia dwutlenku węgla (CO₂) w atmosferze. Wieczorem, 2 maja 2013 r., po zachodzie słońca, kiedy ustała fotosynteza, stężenie CO₂ w atmosferze dobiło do rekordowego poziomu 400 ppm czyli do 0.04%. To najwyższa wartość od czasu zainstalowania czujników w 1958 r. Mało tego, to największe stężenie w ciągu ostatnich 800 tys. lat.

Obserwatorium znajduje się w pobliżu szczytu hawajskiego wulkanu Mauna Loa (Mauna Loa Observatory - MLO) i dostarcza obecnie danych pomiarowych z najdłuższej, nieprzerwanej obserwacji stężenia CO₂ w atmosferze ziemskiej. Krzywa zmian nazywana bywa krzywą Keelinga od nazwiska Charlesa Davida Keelinga, który w 1956 zainicjował program pomiaru stężenia ditlenku węgla w atmosferze a w 1958 roku doprowadził do otwarcia obserwatorium na Hawajach.

Obserwatorium na Hawajach (MLO)

Od 2 maja stężenie CO₂ cały czas oscyluje wokół 400 ppm, co prawda średnia dobowa jest nieco niższa, ale maksymalne stężenie 3, 7 i 8 maja przekraczało 0.04% CO₂ w atmosferze. Kiedy rozpoczęto rejestrację pod koniec lat 50-tych - stężenie wynosiło w granicach 315 ppm. Szacuje się, że tzw. średnia przed-industrialna to 280 ppm.

Stężenie dwutlenku węgla w atmosferze od 2 do 8 maja 2013 r. zmierzone w obserwatorium na Hawajach.

400 ppm rejestrowano już w ubiegłym roku w arktycznych stacjach pomiarowych, ale to właśnie wskazania hawajskich mierników, ze względu na swoje położenie na środku oceanu traktowane są jako średnia dla całej Ziemi. Tak więc możemy uznać, że właśnie 2 maja 2013 r. padł globalny rekord nie pobity od conajmniej 800 tys. lat.

Stężenie ditlenku węgla w ostatnich 800 tys. lat. Widać olbrzmi skok obecnego stężenia. Część badaczy sądzi, że przekroczyliśmy granicę, gdzie stężenie będzie przyrastało w sposób wykładniczy (wg Scripps Institution of Oceanography).

Średnie stężenie dobowe CO₂ niebawem spadnie o kilka ppm-ów, co jest związane z rozpoczęciem wegetacji roślin półkuli północnej. Rośliny w procesach fotosyntezy pobierają dwutlenek węgla z atmosfery, stąd charakterystyczny ząbkowany przebieg krzywej Keelinga, związany z porami roku. Jak się domyślacie, najwyższe stężenie CO₂ spodziewane jest tuż przed rozpoczęciem wiosennej fotosyntezy na półkuli północnej, gdzie znajduje się większość lądów. Spadek jednak nie przekracza 10 ppm i w przyszłym roku bariera 400 ppm będzie pokonana znacznie wcześniej.

Krzywa Keelinga. Zielona linia oznacza 400 ppm (wg MLO).

Jaka będzie przyszłość? Stężenie będzie rosło, przynajmniej przez najbliższe lata. Za naszego życia świętować będziemy przekroczenie 450 a może i 500 ppm. W ubiegłym roku ludzie wyemitowali do atmosfery 36 miliardów m³ CO₂, o 1 miliard więcej niż w poprzednim roku. I to tylko z powodu recesji. Magiczna wartość krytycznego stężenia dwutlenku węgla przesunięta została na 450 ppm. Tej granicy nie powinniśmy przekroczyć, podobno. Zakłada się, że przy stężeniu 450 ppm CO₂ średnia temperatura na Ziemi wzrośnie o 2^oC. Póki co, nie jesteśmy na to przygotowani, przynajmniej my Polacy. Wystarczy popatrzeć na to jak się budujemy.

Źródła:
ESRL Global Monitoring Division - Mauna Loa Observatory (MLO)
Fot. w nagłówku - Plaża na Hawajach Photo Credit: Justin Ornellas via Compfight cc

Czytaj więcej

Pszczelarze również zabijają pszczoły

Batalia o życie pszczół zakończyła się zwycięstwem pszczelarskiego lobby. Zakazano stosowania szkodliwych pestycydów - donosi ogólnopolski portal. Tymczasem prawda jest bardziej skomplikowana. Pszczelarze również zabijają pszczoły, podając im, w zamian za podebrany wcześniej miód jego substytuty zawierające cukry proste (syrop glukozowo-fruktozowy).

Nie jest to czcza gadanina, tylko wyniki badań opublikowanych parę dni temu w poważnym czasopiśmie naukowym, do jakich zalicza się PNAS - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America czyli Rozprawy Państwowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych.

Problemy z pszczołami w dużych pasiekach notowano już parę lat temu w Stanach Zjednoczonych. Z biegiem czasu okazało się, że zjawisko pomoru pszczelego ma o wiele szerszy zasięg i dotyczy także Europy. Nie znano dokładnie przyczyn tego zjawiska a pszczelarze i tzw. ekolodzy szybko znaleźli, jak się zdaje, winnych. "Nieoceniony" Onet.pl donosi:

Jako główne przyczyny wymierania pszczół wymienia się pasożyty, zmiany klimatu i chemizację rolnictwa. Tę ostatnią naukowcy wskazują jako szczególnie istotną. Spośród wielu chemicznych środków stosowanych w rolnictwie, jako wyjątkowo niebezpieczne dla pszczół wskazuje się pestycydy z grupy neonikotynoidów.

W tym samym tekście pszczelarze utyskują, że w tym roku zginęła conajmniej 1/5 pszczelich rodzin. Problem dotyczy oczywiście nie tylko pszczelarzy, którzy żyją ze sprzedaży miodu, ale także nas wszystkich, gdyż pszczoły zapylają większość kwiatów roślin spożywanych przez człowieka. Zresztą, można samemu poczytać o apokaliptycznej wizji świata bez pszczół.

Ni ma miodu ;( (Photo Credit: Max xx via Compfight cc)

Jednak w świetle badań entomologów z University of Illinois (Mao et al., 2013) prawda prezentuje się nieco bardziej skomplikowanie. Większość dowodów pszczelarskiej zbrodni wskazuje na stosowanie przetworzonych produktów hydrolizy węglowodanów, czyli cukrów prostych, którymi karmione są pszczoły pozbawione przez człowieka miodu. Wiadomo jednak, że pszczoły karmi się cukrem od czasów, kiedy cukier jest tańszy od miodu. Dlaczego więc dopiero teraz nastąpił pszczeli kolaps?

Prawdopodobnie jest to związane z wprowadzaniem coraz to nowych generacji środków ochrony roślin. Jak już wspomniałem, wcześniej cukier nie szkodził pszczołom, gdyż nie były narażone na kontakt z nowymi rodzajami pestycydów. Ich układ odpornościowy radził sobie doskonale jeszcze w latach 70-tych ze stosowanymi wówczas środkami ochrony roślin. Obecnie sobie nie radzi a zastępowanie miodu fruktozą prowadzi do spadku odporności pszczół i ich chorób czy pomoru.

Jako największy problem i główną przyczyną obecnego wymierania pszczół wskazuje się na ich zmniejszony kontakt z para izomerem kwasu kumarowego. p-Kwas kumarowy znajduje się w ściankach pyłku roślin, a nie w nektarze, który przyciąga pszczoły. Podczas zbierania nektaru, pyłek wraz z p-kwasem kumarowym przyczepia się do odnóży pszczół, i w dużym skrócie mówiąc, przyczynia się do jej detoksykacji. Tymczasem karmienie pszczół fruktozą przez pszczelarzy i tym samym odciąganie ich od pyłku roślinnego ogranicza kontakt z kumaryną i spadek odporności pszczół.

Ziarna pyłku roślin (fot. L. Howard, Darmouth College)

Może dodawać pyłek do cukru i w ten sposób ratować pszczoły?

Źródła:
Mao, W., Schuler, M., & Berenbaum, M. (2013). Honey constituents up-regulate detoxification and immunity genes in the western honey bee Apis mellifera Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1303884110

Fot. w nagłówku: pszczoła oblepiona pyłkiem - Photo Credit: Gustavo (lu7frb) via Compfight cc  

Czytaj więcej