Физики впервые смогли напрямую измерить уровень химического загрязнения мезосферы Земли в результате сгорания в ней фрагментов космического мусора. Это произошло в феврале 2025 года, когда наземный лидар обнаружил плотный четкий шлейф из атомов лития, возникших при атмосферной абляции второй ступени ракеты-носителя Falcon 9 во время ее неконтролируемого возврата в атмосферу. Статья опубликована в журнале Communications Earth & Environment.
По мере того, как человечество наращивает темпы освоения околоземного пространства, проблема космического мусора становится все более обсуждаемой. Использованные ступени ракет способны мешать авиасообщению, падать на постройки и людей, а рост числа завершивших работу спутников ведет к увеличению частоты столкновений аппаратов или их внезапному разрушению, засорению околоземных орбит опасными обломками и синдрому Кесслера.
Еще одной важной и до сих пор малоизученной проблемой, связанной с космическим мусором, стало постепенное изменение свойств и химического состава верхних слоев атмосферы Земли из-за увеличения частоты повторного входа в атмосферу и абляции отработанных фрагментов ракет-носителей и спутников. В частности, прогнозируется постоянный рост притока металлов антропогенной природы (таких как алюминий, медь, ниобий, гафний, олово, литий или молибден) в стратосферу Земли, который в ближайшие три десятилетия может превысить приток металлов из космической пыли и микрометеоритов и изменить свойства слоев аэрозолей и ледяных частиц. Кроме того, увеличение содержания наночастиц оксидов алюминия из-за создания мегасозвездий спутников способно вести к истощению озонового слоя. Однако до сих пор не было случаев прямых измерений влияния сгорания космического мусора в атмосфере на ее свойства.
Робин Винг (Robin Wing) из Института атмосферной физики Ассоциации Лейбница и его коллеги опубликовали результаты прямой оценки уровня загрязнения верхних слоев атмосферы Земли, возникшего в результате неконтролируемого входа в атмосферу отработанной второй ступени ракеты Falcon 9. Он произошел на высоте около ста километров над западным побережьем Ирландии ночью 19 февраля 2025 года. В конечном итоге ступень сгорела и разрушилась, а часть ее обломков нашли вблизи города Познань в Польше.
Ученые анализировали данные содержания атомов лития в мезосфере во время сгорания ступени, полученные при помощи наземного резонансного флуоресцентного лидара, установленного в Кюлунгсборне. Данные по локальной динамике мезосферы они получили при помощи метеорного радара SIMONe Germany, а для расчета ветров использовали модель общей циркуляции ICON для верхних слоев атмосферы. Литий исследователи выбрали из-за его крайне низкого содержания в хондритовых метеороидах и широкого применения в составе космических аппаратов, а также из-за удобства регистрировать его малые содержания в мезосфере при помощи лидара.
В ходе шестичасовых наблюдений исследователи выявили в данных лидара резкое десятикратное увеличение концентрации мезосферного лития, которое регистрировалось в течении сорока минут и было интерпретировано как плотный и четко очерченный шлейф на высотах от 94,5 до 96,8 километра. Сравнение данных наблюдений с результатами моделирований и данными по динамике мезосферы позволило исключить естественные источники лития, такие как ионосферные слои ионов металлов, и связать литиевый шлейф с траекторией входа в атмосферу второй ступени Falcon 9.
Исследователи отмечают, что данные по содержанию лития, полученные лидаром, стоит считать нижним пределом оценки, так как часть атомов лития, возникших в ходе абляции ступени, стала молекулами на высотах ниже 95 километров, и ионами — на высотах выше ста километров. Влияние литиевого шлейфа на химические процессы в мезосфере пока что трудно оценить, однако результаты работы говорят о том, что наземные лидары пригодны для мониторинга влияния сгорания космического мусора на параметры атмосферы и накопления данных для проверки моделей.
А еще рост числа спутниковых группировок вредит астрономам — аппараты портят снимки как космическим, так и наземным телескопам.
Первые недели беременности признали наиболее критическими периодами
Американские ученые выяснили, что воздействие мелких твердых частиц диаметром 2,5 микрометра и менее (PM2,5) на мать во время беременности дозозависимо связано с низким весом детей при рождении. Как сообщается в JAMA Network Open, наиболее критичным воздействие было в первые недели беременности.
Воздействие окружающей среды во время беременности может нарушить целый ряд биологических процессов, протекающих по линии мать — плацента — плод. Так, исследования на животных и in vitro показывают, что воздействие PM2,5 приводит к воспалению плаценты, изменению метилирования ДНК в плаценте и нарушению инвазии трофобласта. Все это может может нарушать передачу питательных веществ от матери к плоду и влиять на рост плода.
В нескольких эпидемиологических исследованиях сообщалось о негативных связях между пренатальным воздействием PM2,5 и весом ребенка при рождении. Однако в большинстве работ изучалось среднее воздействие по беременности или триместрам, что исключает возможность выявления критических периодов, когда последствия воздействия зависят от стадии развития плода. Понимание этих периодов может помочь в разработке стратегий снижения воздействия загрязненного воздуха в уязвимые периоды развития плода.
Исследовательская группа под руководством Уитни Коуэлл (Whitney Cowell) из Медицинской школы Нью-Йоркского университета изучала еженедельное воздействие PM2,5 на протяжении всей беременности и массу тела при рождении в срок. Выборка исследования составила 16868 пар мать — ребенок (средний возраст матери — 30,4 года, средний вес новорожденных при рождении составил 3411 грамм, а гестационный возраст — 39,1 недели).
В целом ученые наблюдали отрицательную кумулятивную связь воздействия PM2,5 на протяжении всей беременности с оценкой веса при рождении, при этом критическим периодом оказался срок с первой по пятую неделю беременности. Примечательно, что для детей мужского пола критическим периодом стал срок беременности с третью по пятую неделю. Кроме того, исследователи обнаружили, что на Северо-Востоке, Юге и Среднем Западе США, где проходило исследование, наблюдался наибольший эффект от воздействия загрязненного воздуха во время беременности на вес ребенка при рождении.
Это когортное исследование не только расширяет понимание воздействия твердых частиц в воздухе на исход родов, но и закладывает основу для разработки региональных программ профилактики такого воздействия.
Ранее мы рассказывали, что высокая концентрация твердых частиц в воздухе нивелирует роль физической активности в профилактике риска смерти от сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.
По данным CBS News , ингаляторы, обычно используемые для лечения астмы и хронической обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ), выбрасывают парниковые газы в объёме, эквивалентном ежегодным выбросам более 530 000 автомобилей. Исследователи, опубликовавшие свои результаты в журнале Американской медицинской ассоциации , подсчитали, что в период с 2014 по 2024 год ингаляторы в США произвели 24,9 миллиона тонн эквивалента углекислого газа.
В исследовании подчеркивается, что дозированные ингаляторы — традиционные устройства в форме ботинка, знакомые большинству людей, — ответственны за около 98% этих выбросов. Главным виновником является не само лекарство, а содержащиеся в нём гидрофторалканы — мощные парниковые газы, которые также присутствуют в аэрозольных баллончиках. Эти химические вещества существенно способствуют глобальному потеплению и, по иронии судьбы, могут усугублять те же респираторные заболевания , которые призваны лечить ингаляторы.
Ведущий автор, доктор Уильям Фельдман из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, пояснил, что «ингаляторы увеличивают растущий углеродный след системы здравоохранения США, подвергая риску многих пациентов с хроническими респираторными заболеваниями». Однако он подчеркнул, что существуют альтернативы, включая ингаляторы сухого порошка и мягкого тумана, которые эффективно доставляют лекарство без вредных пропеллентов.
Учитывая, что 28 миллионов американцев страдают астмой, а ещё 34 миллиона — хроническими заболеваниями лёгких, результаты исследования подчёркивают тесную взаимосвязь личного здоровья и окружающей среды . Поскольку изменение климата ухудшает качество воздуха, оно не только провоцирует рост числа респираторных заболеваний, но и увеличивает зависимость от методов лечения, которые, в свою очередь, усугубляют глобальное потепление — порочный круг обратной связи, который учёные призывают разорвать медицинское сообщество.
Переход на ингаляторы с низким уровнем выбросов, а также более широкое информирование об их воздействии на окружающую среду, могут помочь снизить загрязнение окружающей среды и защитить как пациентов, так и планету . Выбор экологически безопасных вариантов здравоохранения — это ещё один способ облегчить дыхание для всех нас — для себя, для других и для Земли .
То, что остается после выпаривания морской воды в загрязненных микропластиком районах океана.
Микроскопические частицы пластика, едва различимые человеческим глазом, превратились в одну из серьезнейших угроз для морской экосистемы. Безобидная на первый взгляд пластиковая бутылка, оказавшаяся на берегу моря, подвергается непрерывному воздействию природных сил - солнечных лучей, морских волн и песчаных частиц. Постепенно материал распадается на мельчайшие фрагменты, становясь практически невидимым для невооруженного глаза. Морские биологи и экологи в последние десятилетия выражают растущую обеспокоенность масштабами распространения подобных загрязнителей в водах Мирового океана.
Массовое производство пластиковых изделий, начавшееся в 1940-х годах, привело к повсеместному распространению искусственных полимеров.
Первый искусственный пластик - бакелит - известен с конца XIX века, производится с 1909 года, а в 30-е уже был довольно массовым явлением в производстве бытовой техники, фотоаппаратов, электроники, оружия, портсигаров и прочих коробочек. Ввиду его дороговизны из него даже делали бижутерию.
Материал, изначально призванный облегчить повседневную жизнь человечества благодаря своей легкости, прочности, долговечности и доступной стоимости, превратился в глобальную экологическую проблему. Современные исследования демонстрируют тревожную статистику: приблизительно десятая часть всего произведенного пластика в конечном итоге оказывается в океанических водах, где может сохраняться на протяжении нескольких столетий.
Микропластик, представляющий собой частицы размером менее 5 миллиметров, подразделяется на две основные категории. Первичный микропластик производится целенаправленно в виде микроскопических гранул для использования в косметической промышленности, производстве пластмассовых изделий и абразивных материалов. Мельчайшие пластиковые шарики, входящие в состав очищающих средств для лица, служат наглядным примером первичного микропластика в повседневной жизни.
Или виниловый гранулят для производства музыкальных пластинок. Не микроскопический, конечно, но в размеры частицы меньше 5мм укладывается.
Вторичный микропластик образуется естественным путем при разрушении крупных пластиковых предметов под воздействием природных факторов - солнечного излучения, перепадов температур и механического воздействия морских волн.
Проникновение микропластика в морскую среду происходит различными путями, причем подавляющее большинство частиц - около 80% - поступает с суши. Процесс загрязнения начинается в момент использования косметических средств с микропластиковыми компонентами. Частицы беспрепятственно проходят через системы очистки сточных вод, конструкция которых не предусматривает улавливание столь мелких элементов. Синтетическая одежда при каждой стирке высвобождает тысячи микроволокон, также преодолевающих очистные сооружения. Дождевые потоки способствуют смыву частиц разрушающегося пластика с городских улиц в канализационные системы, откуда загрязнители попадают в природные водоемы. Непосредственно в океанической среде образование микропластика происходит при разрушении плавающего мусора - оставленных рыболовных снастей, упаковочных материалов и прочих отходов морского судоходства. Пляжные зоны становятся местом наиболее интенсивного образования микропластика вследствие комплексного воздействия солнечного света, соленой воды и абразивных свойств песка.
Микропластик распространился по всей акватории Мирового океана, проникнув от поверхностных слоев до глубоководных отложений, от арктических льдов до антарктических вод. Наибольшая концентрация микропластика наблюдается в прибрежных зонах и в круговоротах течений: морские течения формируют природные ловушки, аккумулирующие и концентрирующие пластиковые загрязнители в определенных районах океана.
"Большое тихоокеанское мусорное пятно" представляет собой наиболее известный пример подобного скопления, где океанические течения создают воронкообразное движение, затягивающее пластиковые отходы. Визуальное восприятие данного феномена значительно отличается от распространенного представления о плавучем острове мусора. Фактически наблюдается обширная акватория, насыщенная взвешенными микроскопическими частицами пластика, большинство которых невозможно заметить без специального оборудования.
Визуализация размера Большого тихоокеанского мусорного пятна.
Многоаспектность проблемы микропластика проявляется прежде всего через воздействие на морские организмы. Микроскопические размеры частиц делают возможным проглатывание загрязнителей морскими обитателями всех уровней - от мельчайшего планктона до гигантских китообразных. Попадание микропластика в пищеварительный тракт мелких морских организмов приводит к механической закупорке пищеварительной системы, вызывая ложное чувство насыщения и последующее истощение. Пищевые цепи становятся механизмом передачи микропластика от мельчайших организмов к более крупным, способствуя накоплению загрязнителей на каждом трофическом уровне.
Физическое воздействие микропластика дополняется химическим загрязнением морской среды. Пластиковые частицы обладают способностью адсорбировать токсичные соединения из морской воды, концентрируя опасные вещества на своей поверхности. Химические добавки, входящие в состав пластиков, включая фталаты и бисфенол А, способны выщелачиваться в окружающую среду или высвобождаться в организмах морских обитателей. Научные исследования свидетельствуют о колоссальной разнице в концентрации токсичных веществ между поверхностью микропластика и окружающей морской водой, достигающей миллионократных значений.
Методология изучения микропластика в морской среде требует применения специализированного оборудования и комплексных подходов. Исследователи задействуют особые сети для отбора проб воды, осуществляют фильтрацию значительных её объемов через тончайшие фильтрующие элементы, проводят анализ желудочного содержимого морских животных. Современные аналитические методы, включающие спектроскопические исследования и микроскопический анализ, позволяют определять типологию пластика, устанавливать источники происхождения и оценивать степень деградации материала. Исследование мельчайших фракций микропластика по-прежнему представляет существенные технические сложности для научного сообщества.
Масштабность проблемы загрязнения океанических вод микропластиком требует многоуровневого подхода к решению, охватывающего индивидуальные действия граждан, государственные инициативы и международное сотрудничество. Правительства различных стран предпринимают конкретные законодательные меры по ограничению распространения микропластика. Соединенные Штаты Америки, Великобритания и ряд других государств ввели запрет на использование микропластиковых компонентов в производстве косметической продукции. Страны Европейского Союза разрабатывают комплексную программу противодействия пластиковому загрязнению, включающую ограничения на применение одноразовых пластиковых изделий и совершенствование систем вторичной переработки.
Условные обозначения, которые размещаются на "экологически чистой" упаковке: без бисфенола А, без поливинилхлорида, без фталатов.
Научное сообщество активно работает над созданием инновационных методов очистки водной среды от микропластического загрязнения. Разработка усовершенствованных фильтрационных систем для очистных сооружений направлена на повышение эффективности улавливания мельчайших пластиковых частиц. Параллельно ведутся исследования по разработке биоразлагаемых материалов, способных заменить традиционные полимеры.
Индивидуальный вклад в решение проблемы микропластикового загрязнения может реализовываться через сокращение использования одноразовых пластиковых изделий, внимательное изучение состава косметических средств на предмет содержания полиэтилена и полипропилена, предпочтение натуральных текстильных материалов синтетическим аналогам. Правильная утилизация пластиковых отходов и участие в мероприятиях по очистке береговой линии способствуют снижению пластикового загрязнения водной среды.
Растущая общественная осведомленность о проблеме микропластика, совершенствование технологий переработки и появление экологически безопасных материалов создают основания для оптимистичного взгляда на перспективы решения проблемы. Многочисленные компании принимают добровольные обязательства по сокращению использования пластика в производственных процессах. Пластиковые загрязнители, находящиеся в океанических водах, сохранят негативное воздействие на морские экосистемы в долгосрочной перспективе, подчеркивая необходимость незамедлительных действий по предотвращению дальнейшего загрязнения.
Микропластиковое загрязнение океана наглядно демонстрирует противоречие между комфортом современного образа жизни и долгосрочными экологическими последствиями. Невидимые человеческому глазу частицы пластика представляют серьезную опасность для морских экосистем и потенциально угрожают здоровью человека через пищевые цепи. Международное сотрудничество, технологические инновации и изменение потребительского поведения формируют комплексный подход к решению глобальной экологической проблемы. Продолжающиеся исследования масштабов и последствий загрязнения микропластиком подчеркивают важность немедленных действий для сохранения здоровья океана и благополучия будущих поколений.
Увидев пост про золоотвал(https://pikabu.ru/story/otravlennyie_maldivyi_fotoreportazh_...), не поверил! Сегодня друзья собрались воочию увидеть сибирские Мальдивы! Не верилось, что обошлось совсем без фильтров! Однако, оказалось правдой! Красотища! критики, не ругайте! 1й пост)
Полиэстер и другие синтетические волокна, такие, как нейлон, вносят основной вклад в нагрузку окружающей среды микропластиком. «Эти материалы в процессе производства, обработки и использования распадаются на микроволокна, которые теперь можно найти буквально везде», - такие выводы сделали авторы исследования, проведенного университетом Penn State в США на кафедре биомиметических материалов (искусственные материалы, имитирующие свойства биоматериалов).
В отличие от натуральных волокон, таких, как шерсть, хлопок, и шелк, современные синтетические волокна в основном являются продуктами переработки нефти и часто не подвергаются биологическому разложению, а перерабатывать их сложно или дорого.
Острова из пластикового мусора в океанах являются очевидной проблемой, но загрязнение, производимое текстилем, невидимо и более масштабно. В океанах эти микроскопические кусочки пластика внедряются в растения и животных, а с ними попадают и к людям.
Ворс, захваченный в фильтре сушилки, состоит из крошечных волокон, которые отслаиваются с ткани.
Мелик Демирель предложил четыре возможных подхода к решению этой проблемы на ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развитию науки в Вашингтоне (проведенной 16 февраля 2019 года).
Первый - это минимизировать использование синтетических волокон и вернуться к натуральным материалам. Однако синтетика дешевле, а натуральные волокна имеют другие экологические издержки, такие, как проблемы с водой и землепользованием.
Второй – поставить фильтры для шлангов оттока из стиральных машин, поскольку большая часть загрязнения микропластиком происходит именно из-за стирки. В сушилках для белья есть фильтры, которые улавливают пух, а также отходы из микроволокна, но в современных стиральных машинах их обычно нет.
Третий вариант – это использование бактерий, потребляющих микропластик. Если бы бактерии использовались в больших масштабах, они могли бы помочь в биоразложении волокон или разрушить волокна для повторного использования.
Однако у всех трех вариантов есть серьезный недостаток - они не решат проблему тонн синтетических волокон, используемых в настоящее время в одежде во всем мире.
Есть и четвертый вариант – это биосинтетические волокна, пригодные для вторичной переработки. Демирель разработал материал, состоящий из белков кальмара, разорванные волокна которого могут улучшать механические свойства переработанного хлопка.
