דובוני מים עמידים לקרינה, מוליך על בטמפרטורת החדר, דגימת האסטרואיד של נאס"א ואיך מייצרים מימן מפלסטיק? המחקרים החדשים של השבוע

רוצים לקבל את חדשות המדע ישירות לנייד?
הצטרפו למהנשמדע בוואטסאפ או בטלגרם

מה חדש?

  • מוליך-על בטמפרטורת החדר

  • כמה חיים יש על הפלסטיק בים?

  • גשרים לחיבור שטחים מופרדים
  • דובוני מים עמידים לקרינה
  • נאס"א אספה דגימה מאסטרואיד
  • ייצור מימן מפלסטיק
  • השדה המגנטי של הירח 
  • לאן נעלמו מיני האדם המוקדמים?

מוליך-על בטמפרטורת החדר

חוקרים מארצות הברית דיווחו בימים האחרונים על פיתוח חומר קרמי בעל תכונות של על-מוליכות בטמפרטורת החדר עם זאת כדי לקיים את התכונה הזו יש להחזיק את החומר בלחץ עצום, של כ-40 מיליון PSI, פי מיליון מהלחץ האטמוספרי בגובה פני הים. 
מוליך-על הוא חומר שאין לו התנגדות חשמלית, מה שיכול לחסוך כמויות אדירות של אנרגיה ולאפשר שימוש ייחודי במגנטים, למשל לצרכי תחבורה. אלא שעד כה חומרים הציגו תכונות של על-מוליכות רק בטמפרטורות נמוכות מאוד – עשרות מעלות מתחת לאפס צלזיוס. קבוצות מחקר רבות מנסות לפתח חומרים שיהיו מוליכי-על גם בטמפרטורות נוחות לעבודה יום-יומית. החוקרים השתמשו בשילוב של מימן גופרתי ומתאן, וקיבלו על-מוליכות בטמפרטורה של כ-15 מעלות צלזיוס, אבל בלחץ עצום, דומה לזה שקיים בעומק של כ-5,000 קילומטר מתחת לאדמה. ראש צוות המחקר, ראנגה דיאס (Dias), מאוניברסיטת רוצ'סטר, סיפר כי המאמץ הבא יהיה להפחית את הלחץ העצום, אולי באמצעות החלפת הדחיסה המכנית בדחיסה כימית. הוא ציין כי מוליכי-על בטמפרטורת החדר "עשויים ללא ספק לשנות את עולמנו". לכתבה המלאה באתר

כמה חיים יש על הפלסטיק בים?

מחקר ראשון מסוגו מעריך את כמות המיקרואורגניזמים החיים על גבי פלסטיק בים. מזה עשרות שנים ידוע שזיהום הפלסטיק באוקיינוסים פוגע בדגים ובבעלי חיים אחרים שחיים במים. חלק מהפלסטיק הזה נותר לצוף על פני המים, ואף משמש בית גידול למיקרואורגניזמים רבים. במחקר חדש, חוקרים מארצות הברית והולנד בחנו לעומק את החיים שהתפתחו בבתי הגידול המוזרים האלה. החוקרים מנו את מגוון התאים השונים, הגודל שלהם ותכונות נוספות, כמו היכולת לבצע פוטוסינתזה. בנוסף הם בחנו כיצד סוג הפלסטיק משפיע על היצורים החיים על פניו. לדוגמה, ידוע שסוגי פלסטיק מסוימים מסוגלים להתפורר לחלקיקים זעירים (ננו-פלסטיק), ואלו יכולים להשפיע על המיקרואורגניזמים שבסביבתם. החוקרים מצאו שכ-1% מכמות המיקרואורגניזמים החיים על פני האוקיינוסים חיים על פלסטיק, מדובר בתוספת גדולה מאוד של מיקרואורגניזמים לסביבה שהתחרות על משאבים בה היתה גדולה עוד לפני כן. בנוסף החוקרים מצאו שבתי גידול מפלסטיק גורמים להפחתה בכמות האצות פוטוסינטתיות על פני הים. המחקר מדגים, שוב, כיצד זיהום הפלסטיק משנה את המאזן האקולוגי של הסביבה הימית ואת המגוון הביולוגי בה. להרחבה (באנגלית) 

גשרים לחיבור שטחים מופרדים

חיות בר בכל העולם סובלות מצמצום שטחי המחייה שלהם: פעילות האדם מצמצמת את היערות, הביצות, ערבות הדשא ושאר האזורים הטבעיים, ומגבילה את חיי הבר ל"איים" בודדים ומנותקים זה מזה. המצב של הגיבונים הוא בין החמורים יותר - כל 18 המינים של קופי האדם האלו נמצאים בסכנת הכחדה, והאוכלוסייה גיבוני האינאן, שחיים רק באי אחד בסין, מונה כשלושים פרטים בלבד. ב-2014 הכה באי הסיני טייפון קשה במיוחד, שיצר נקיק ארוך, ברוחב של 15 מטר בממוצע, באמצע שטח המחייה של אחת מקבוצות הגיבונים. הגיבונים נאלצו לקפוץ למרחק רב מצד אחד של הנקיק לצידו השני, והחוקרים חששו שבמוקדם או במאוחר אחד מהם ייפול ואולי אף ימות. כדי למנוע זאת, הם גייסו את עזרתם של מטפסי עצים מומחים, ומתחו חבלים בין העצים משני צידי הנקיק כדי ליצור מעבר בטוח לגיבונים. לאחר כמה חודשים כל חברי הקבוצה מלבד אחד נצפו כאשר הם עוברים במהירות ובבטחה מצד לצד, על גבי החבלים. ההצלחה של הגשר, מעלה את האפשרות שניתן יהיה להשתמש בגשרים דומים גם כדי לחבר קטעי יערות שהופרדו בשל כביש או כל סיבה אחרת. להרחבה (באנגלית)
 
 
גיבונים על הגשר, צילום: Kadoorie Farm and Botanic Garden.
גיבונים על הגשר, צילום: Kadoorie Farm and Botanic Garden

דובוני מים עמידים לקרינה

דובוני מים (Tardigrades) הם יצורים זעירים בקוטר של 1-0.5 מילימטר שמשגשגים בסביבת טחב או חזזיות. הם התפרסמו גם ביכולתם לשרוד בתנאים שאף יצור אחר אינו מסוגל לשרוד בהם, כמו קור קיצוני, חום גבוה במיוחד ועוד. הם מחזיקים מעמד אפילו בחלל או בתנאי יובש קיצוני שנמשך שנים ארוכות. כעת גילו חוקרים מהודו דובוני מים ממין חדש ששורדים חשיפה לקרינה על-סגולה חזקה במיוחד, שממיתה חיידקים ונגיפים. בניסוי הם חשפו דובוני מים ממינים שונים לקרינה על-סגולה מרוכזת למשך פרקי זמן שונים. חשיפה של 15 דקות קטלה את כל המינים שנבדקו פרט למין אחד שלא היה מוכר עד כה למדע. למעשה, הוא שרד גם אחרי חשיפה גבוהה פי ארבעה מזו שהרגה את שאר המינים. החוקרים הבחינו שדובוני המים החדשים זוהרים באור כחול תחת מנורה על-סגולה, והראו בניסוי אחר שהתכונה הזו מגינה עליהם מהקרינה. החוקרים משערים שדובוני המים מהמין החדש מסוגלים להמיר את הקרינה המזיקה לאור כחול תמים וכך מגינים על עצמם מנזקיה. מחקרים נוספים על המין המסתורי הזה יוכלו לעזור להבין את התהליך טוב יותר. לקריאה בהרחבה (באנגלית)
 
דובון מים מהמין החדש תחת מנורת UV, מתוך המחקר Suma et al., Biology Letters (2020) 20200391
דובון מים מהמים החדש תחת מנורת UV, מתוך המחקר Suma et al., Biology Letters (2020) 20200391

נאס"א אספה דגימה מאסטרואיד

החללית האמריקאית "אוזיריס רקס" (OSIRIS-REx) אספה במבצע הנדסי מורכב דגימות קרקע ואבק מפני האסטרואיד הקטן בֶּנוּ (Bennu). החללית התקרבה הלילה למרחק נגיעה מהאסטרואיד ובעזרת זרוע רובוטית נטלה את הדגימה תוך חמש שניות. בנאס"א עדיין לא יודעים כמה חומר הצליחה החללית לאסוף, אך מקווים שהיא אספה לפחות 60 גרם של חומר. בעוד כשלוש שנים היא אמורה להביא את הדגימות לכדור הארץ. הדגימה אמורה לשפוך אור על אסטרואיד מעניין, עשיר במים ובפחמן, והחוקרים מקווים כי המידע שיתקבל מהחומר שנאסף יוכל לשפוך אור חדש על תהליכי היווצרותם של מערכת השמש וכוכבי הלכת, על הסיכויים לכרות מינרלים מאסטרואידים, ואולי אפילו על ראשית החיים. מכיוון שיש סיכוי זעיר שהאסטרואיד יפגע בכדור הארץ בעוד כ-160 שנה, המידע שייאסף על הרכבו יוכל אולי לסייע לניני נינינו להציל עצמם. לידיעה המלאה באתר שלנו
 
מכתש נייטינגייל, עם ציון של אתר האיסוף במרכזו | צילום: NASA/Goddard/University of Arizona
מכתש נייטינגייל, אתר איסוף הדגימה | צילום: NASA/Goddard/University of Arizona

ייצור מימן מפלסטיק

חוקרים פיתחו שיטה יעילה ופשוטה לייצור מימן מפלסטיק: הקרנה בגלי מיקרו. סוגיית מיחזור הפסולת הפלסטית מעסיקה מדענים רבים ברחבי העולם. מאמצים שונים נעשים על מנת לנצל את הפלסטיק לייצור תוצרים מועילים כמו גז מימן, שמהווה מקור אנרגיה חלופי לדלקים פחמניים מזהמים. שיטות שונות פותחו לייצור מימן מפסולת פלסטית, אך רובן דורשות השקעת אנרגיה רבה בחימום, ושלבים נוספים להפרדת המימן משאר התוצרים. השיטה החדשה כוללת שלב אחד בלבד לייצור כמות גדולה יחסית של מימן מפלסטיקים שונים – הקרנה בגלי מיקרו בעוצמה של מיקרוגל ביתי, בנוכחות קטליזטורים (זרזים) מבוססי ברזל ואלומיניום. לאחר שטחנו את הפלסטיק לחתיכות קטנות באמצעות בלנדר פשוט, החוקרים ערבבו את חתיכות הפלסטיק עם חלקיקי הזרז והפעילו קרינת גלי מיקרו על התערובת. בתהליך שאורך 30-90 שניות, הם ייצרו כמות מימן נקי בניצולת של 97%. המחקר מדגיש את הפוטנציאל הגלום בפסולת פלסטית כמקור חשוב לייצור מימן, ואת היתרון הכפול שבתהליך המחזור הפשוט. | לקריאה בהרחבה (באנגלית
 

השדה המגנטי של הירח 

כיצד הצליח כדור הארץ הצעיר לשמור על האטמוספרה שלו בראשית ימיה של מערכת השמש, כשסערות סולריות אלימות איימו לפזר אותה? מחקר חדש מציע כי השדה המגנטי של הירח הגן על כדור הארץ מסערות השמש. לירח הצעיר היה שדה מגנטי מרכזי שדעך לפני כ-2.5 מיליארד שנים, כשהירח התקרר. החוקרים חישבו את נתוני השדה הזה בתנאים של מערכת השמש הצעירה, כשהירח היה קרוב יותר אלינו וכדור הארץ הסתובב מהר יותר, והגיעו למסקנה כי השדה המגנטי של הירח התמזג עם השדה החזק של הארץ, ליצירת מגן משותף מפני רוח השמש העזה. "עושה רושם שהירח היה מחסום נגד הרוח הסולארית, שהיה קריטי ליכולת של כדור הארץ לשמור על האטמוספרה שלו בתקופה הזאת", אמר ג'ים גרין, המדען הראשי של נאס"א וראש צוות המחקר. החוקרים הסתמכו בין השאר על ניתוח אבני ירח שנאספו במשימות "אפולו", וגילו כי השדה המשותף איפשר כנראה מעבר של חלקיקי חומר בין הארץ לירח, כמו אטומי נתרן שהתגלו בסלעי הירח. קריאה בהאחבה (באנגלית)

לאן נעלמו מיני האדם המוקדמים?

העץ המשפחתי של האדם היה פעם גדול הרבה יותר – מינים רבים מהסוג הומו חיו זה לצד זה בעבר, אך כולם מלבדנו נכחדו, ועדיין לא ברור מדוע. במחקר חדש, חוקרים מאיטליה הצביעו על קשר בין ההיעלמות של כמה מהם לשינוי אקלים.
החוקרים נעזרו במחקרים ששיחזרו את האקלים באזורים שונים במיליוני השנים האחרונות. הם הראו ששלושה מינים, הומו ארקטוס, הומו היידלברגנסיס והומו ניאנדרטלנסיס, חוו שינוי משמעותי בטמפרטורות הממוצעות באזורים בהם חיו ממש לפני שנכחדו. האקלים הפך לקר וצחיח יותר, והאנשים הקדומים נאלצו לעזוב את רוב אזורי המחיה שלהם ולהתרכז באזורים חמים ולחים יחסית –דבר שלטענת החוקרים תרם רבות להכחדתם. אך לא כולם מסכימים עם הפירוש הזה. חוקרים אחרים טענו שתיעוד המאובנים דל מדי בשביל שאפשר יהיה להסיק ממנו מסקנות כאלו, ושהכחדה של מין נגרמת תמיד משילוב של גורמים, ולא מסיבה אחת. לכתבה המלאה 
 
אדם קדמון מהמין Homo ergaster בשעת ציד | קרדיט: MAURICIO ANTON / SCIENCE PHOTO LIBRARY
אדם קדמון מהמין Homo ergaster בשעת ציד | קרדיט: MAURICIO ANTON / SCIENCE PHOTO LIBRARY