atmosfer - Tıpacı

28. Ağustos 2016

Gaz Karbondioksit Salınımını Yakıta Çevirmek Mümkün Hale Geliyor

Her yıl insanlar 30 milyar ton karbondioksiti atmosfere enjekte ederek, insan etkisi ile iklim değişikliğinin ve küresel ısınmanın ilerlemesine sebep olmaktadır.

University of Toronto’dan araştırmacılar ise tüm bu karbondioksit salınımını, ‘karbon-nötr’ döngüsü ile yüksek enerjili bir yakıta çevirmenin yolunu keşfettiklerini öne sürüyor. Öne sürülen teknikte, karbon-nötr döngüsü içinde son derece doğal ve zararsız bir kaynak kullanılıyor: silisyum. Hali hazırda toprakta büyük oranda bulunması ve evrendeki en yaygın yedinci, dünya kabuğundaki en yaygın ikinci element olması dolayısıyla da silisyum; oldukça kolay elde edilebilir ve düşük masraflıdır diyebiliriz.

Karbondioksit emisyonundan enerji elde etme fikri yeni sayılmaz: Bu konuda güneş ışığı, karbondioksit ve su veya hisrojenden yakıt elde etmeyi sağlayacak materyal veya materyalleri bulmak için küresel bir yarış on yıllardır süregelmektedir. Ne var ki, karbondioksit molekülünün kimyasal olarak stabil yapısı bu anlamda pratik bir çözüm bulmayı da zorlaştırıyor.

Araştırmacılardan aynı üniversitede kimya profesörü olan Geoffrey Ozin konu ile ilgili olarak yaptığı açıklamada, iklim değişikliğine kimyasal bir çözüm üretmek için yüksek derecede aktif ve seçici katalizör olan bir materyal gerektiğini ifade etti. Aynı zamanda bu materyallerin düşük maliyetli, kolay bulunur veya kolay elde edilebilir ve toksik olmayan materyaller olması gerekiyor.

Nature Communications tarafından yayımlanan makalede, Ozin ve diğer araştırmacılar silisyum nanokristallerinin bu kriterlerin tamamına uyduğunu not etti. Hidrid bağlı silisyum nanokristalleri yaklaşık 3.5 nanometre çapında ve bu nanokristallerden oluşan yüzey infrared (kızılötesi) ışığa yakın, görünür ışık ve morötesi dalgaboylarını absorbe edebilecek optik güce de sahip oluyor. Bu hali ike Güneşten gelen ışıkları enerji kaynağı olarak kullanabilen silisyum malzeme aynu zamanda güçlü bir indirgeyici etki sahibi bir kimyasal olarak işlev görebiliyor. Bu da verimli ve seçici bir biçimde gaz karbondioksit moleküllerini yine gaz karbonmonoksite dönüştürmesini sağlıyor.

Tüm bu aktivite ve yeteneklerin potansiyel sonucu ise, zararlı salınımlara yol açmadan elde edilen enerji oluyor.

Nanoyapılı hidritin indirgeyici kuvvetinden yararlanmak ilginç ve bugüne kadarki tekniklerden farklı bir yaklaşım olarak değerlendirilirken mevcut strateji ile direk güneş ışığından yakıt elde edilmesini sağlayacak.

Araştırmacılar şimdi de aktivite, kapasite, ölçek ve üretim oranını artırmanın yollarını araştırıyor. Bununla pilot bir solar rafineri geliştirilmesi hedefleniyor.

Kaynak:

Wei Sun, Chenxi Qian, Le He, Kulbir Kaur Ghuman, Annabelle P. Y. Wong, Jia Jia, Abdinoor A. Jelle, Paul G. O’Brien, Laura M. Reyes, Thomas E. Wood, Amr S. Helmy, Charles A. Mims, Chandra Veer Singh, Geoffrey A. Ozin. Heterogeneous reduction of carbon dioxide by hydride-terminated silicon nanocrystals. Nature Communications, 2016; 7: 12553 DOI: 10.1038/ncomms12553

Orjinal yazı: Bilimfili

1. Temmuz 2016

‘Ozon tabakasındaki delik kapanmaya başladı’

Image copyright Press Association

Bilim insanları Ozon tabakasında Antarktika üzerinde yaşanan incelmenin azalmaya başladığına dair ilk net kanıtlara ulaştıklarını açıkladı.

Eylül 2015’te yapılan ölçümlerde, ozon tabakasındaki deliğin 2000’dekine kıyasla 4 milyon kilometrekare ufaldığı gözlemlendi.

Bu yaklaşık olarak Hindistan’ın yüzölçümüne denk geliyor.

Delikteki daralmanın en azından yarısının, ozona zararlı kimyasalların kullanımının aşamalı olarak azaltılması sayesinde gerçekleştiği düşünülüyor.

Deliğin özellikle Antarktika kıtası üzerinde oluşmasının nedeni ise aşırı soğuk hava ve bölgeye düşen güneş ışınlarının yoğunluğu.

İngiliz bilim insanları Antarktika’nın yaklaşık 10 kilometre üzerindeki ozon tabakasının belirgin şekilde inceldiğini ilk olarak 1980’lerin ortalarında gözlemlemişlerdi.

1986’da ABD’li bilim insanı Susan Solomon, kloroflorokarbon (CFC) gazlarının ozon tabakasına zarar verdiğini kanıtlamıştı. Bu gazlar saç spreylerinden buzdolaplarına ve klimalara kadar birçok alanda kullanılıyor.

1987’de imzalanan Montreal protokolüyle CFC gazlarının kullanımına yönelik katı önlemler getirilmişti.

2000’lerden itibaren bu gazların üretimi ciddi şekilde düştü. CFC gazlarının atmosferdeki ömrünün 50-100 yıl olduğu tahmin ediliyor. Hali hazırda stratosferde (atmosferin 2. katmanı) bulunan CFClerin zaman içinde tamamen yok olmasıyla, ozon tabakasındaki deliğin daha da ufalacağı tahmin ediliyor.

‘Volkanik faaliyetler deliği büyütüyor’

Araştırmayı yürüten ekip, 2015’in Ekim ayında “ozon tabakasındaki deliğin rekor seviyeye ulaştığına” dair bulguların ise o dönemdeki volkanik faaliyetlerden kaynaklandığını belirtti.

Şili’deki Calbuco Yanardağı gçeen yıl Nisan ayında 43 yıl aradan sonra yeniden faaliyete geçmişti.

Canlıların, güneşin ultraviyole ışınlarınn zararından korunmasını sağlayan ozon tabakasının incelmesi deri kanseri ve katarakt vakalarının artmasına neden olduğu gibi, hayvanlar ve bitkiler için de tehlike oluşturuyor.

Kaynak:

BBC
Susan Solomon ,Diane J. Ivy, Doug Kinnison, Michael J. Mills, Ryan R. Neely III, Anja Schmidt Emergence of healing in the Antarctic ozone layer Science 30 Jun 2016:DOI: 10.1126/science.aae0061
Polar Stratospheric Clouds-Harvard

23. Ocak 2016

Dünya’nın Dönüşünü Neden Hissetmiyoruz?

Tam şu anda saniyede 465 metre (saatte 1674 km) hızda seyahat ediyorsunuz.

Gezegenimiz, atmosferi ve üzerindeki her şey devamlı dönüyor. Ekvatordaki dönüş hızı saatte yaklaşık 1675 kilometre, yani tam şu anda, saniyede 465 metre gibi bir hızda seyahat ediyorsunuz, fakat eğer kutuplardan birine yakınsanız bu hız biraz daha düşüyor.

O halde bunu neden hiçbirimiz hissetmiyoruz? Cevap, Dünya’nın hareketinin yapısında yatıyor.

Sarsıntısız bir şekilde sabit hızda ve rakımda seyahat eden bir uçakta olduğunuzu düşünün. Emniyet kemerinizin tokasını çözdünüz ve koridorda yürüyorsunuz; uçağın hareketini hissedemezsiniz. Sebebi basit; çünkü siz, uçak ve içindeki diğer herşey, aynı hızda seyahat ediyorsunuz. Bu sebeple, uçağın hareketini algılamak için, dışarıdaki bulutlara bakmanız gerekir.

Aynısı Dünya’nın dönüşü için de geçerlidir. Gezegenimiz kendi etrafında bir tam dönüşünü 23 saat 56 dakikada tamamlar, ve neredeyse tamamen sabit bir oranda aralıksız şekilde döner. Bu hareketi hissetmenin bir yolu yüzünüzde rüzgarı hissetmektir, fakat Dünya’nın atmosferinin de bizimle aynı hızda seyahat ettiğini unutmamak gerekiyor.

Eğer Dünya hızını değiştirecek olsaydı bunu kesinlikle hissederdik. Çok hoş olmayacak bu durum, gezegen ölçeğinde aniden frene basmak gibi olurdu (buna karşın atmosfer saniyede 465 metre hızla dönmeye devam eder ve gezegenin yüzeyini süpürürdü). Yani; tıpkı bir uçağın değişmez hareketini hissedemediğimiz gibi, devasa uzay yolculuğumuz da neredeyse tamamen sabit hızla gerçekleştiğinden normal olarak sezilemez.

Peki, Dünya neden bu kadar sabit bir şekilde dönüyor? Çünkü, onu durduran bir şey yok. Güneş Sistemi’nin çöken bir toz bulutundan oluştuğu ve ortasında maddenin yoğunlaştığı, dışa doğru genişleyen düz bir diske dönüştüğü zaman; sistem içerisindeki her şey bu dönüşe sahipti. Güneş ve etrafımızdaki tüm gezegenler, onların uyduları ve sistemimize dağılmış her şey, eylemsizlik yüzünden milyarlarca yıl sonra bile dönüyorlar.

Buna müdahale etmek için, dıştan gelen dengesiz bir gücün uygulanması gerekir. Basitçe, bütün bu arbade içerisindeki nesnelerin bazı diğer nesneler ile çarpışması ve bu yolla ortak dönüşün düzensizliğe çevrilmesi gerekir.

Şimdilik, daha önce söylediğimiz gibi, gezegenimizin dönüşü neredeyse değişmez bir hızda gerçekleşiyor. Eğer kesin konuşacak olursak, Ay’ın yerçekiminin biraz sürüklemesi yüzünden Dünya çok hafif şekilde yavaşlıyor. Gezegenimizin gelgit dalgalarını çekiyor ve gelgit sürtünmesine neden olarak Ay’ın yörüngesine enerji bırakıyor.

Bunun sonucu olarak, bazen saatlerimize fazladan bir saniye eklememiz gerekiyor çünkü Dünya’nın dönüşü her gün saniyenin binde ikisi kadar yavaşlıyor. Yine de, hızdaki bu değişimin son derece küçük olmasından dolayı, Dünya hâlâ sabit bir hızda dönüyormuş gibi hissediyoruz. Diğer bir deyişle, hiç olmuyormuş gibi hissediyoruz.

Kaynak: