Новини України

Підбірка новин з українських джерел
NNews.com.ua

NNews.com.ua4 години тому вНаука

0
Пір’я птахів допомагає “виводити” тепло в космос — що з’ясували інженери

Пір’я птахів допомагає “виводити” тепло в космос — що з’ясували інженери

Пір’я птахів не лише захищає від холоду чи маскує — воно також бере участь у складній системі терморегуляції, яка включає інфрачервоне випромінювання тепла в атмосферу і частково в космос. До такого висновку дійшла група біологів і інженерів, дослідивши, як різні види птахів поглинають і випромінюють енергію. Дослідження, про яке повідомляє ScienceAlert, показує, що структура пір’я впливає на те, скільки тепла птах може “скинути” через випромінювання. Контекст: як птахи взагалі регулюють температуру Птахи не мають механізму потовиділення, як у людини. Тому вони використовують інші способи охолодження: повітряний потік через оперення, зміну поведінки та теплове випромінювання. У новому дослідженні вчені перевірили п’ять видів: пугач крук бобвайт (перепілка) сойка Стеллера горобець співочий Використовували музейні зразки та спектроскопію, щоб виміряти, як пір’я взаємодіє з ультрафіолетовим, видимим і інфрачервоним світлом. Що саме виявили вчені Різниця між видами та середовищем Птахи з тепліших регіонів мають нижче поглинання ультрафіолету й ближнього інфрачервоного випромінювання Степові види, які постійно під відкритим небом, ефективніше випромінюють тепло Бобвайти демонструють найвищу здатність до випромінювання в середньому інфрачервоному діапазоні Це означає, що частина тепла фактично “виходить” у небо через атмосферу у вигляді інфрачервоного випромінювання. Чому це важливо для науки і клімату Дослідники пояснюють, що механізм випромінювання тепла через пір’я може бути еволюційною адаптацією до спеки. Інженери також бачать у цьому потенціал для створення пасивних систем охолодження — матеріалів, які можуть відводити тепло без енерговитрат. Неочікуваний результат: не всі птахи поводяться однаково Цікава деталь: круки в тепліших регіонах показали вищу здатність поглинати випромінювання, хоча живуть у відкритих середовищах. Це суперечить простій моделі “більше сонця — більше відбиття”. Одна з гіпотез полягає в тому, що темніше пір’я може утримувати тепло ближче до поверхні, звідки воно легше випромінюється назовні. Що це означає для розуміння природи Птахи фактично використовують багаторівневу систему терморегуляції: відбиття світла поглинання енергії інфрачервоне випромінювання в атмосферу Це робить їхню теплову систему значно складнішою, ніж вважалося раніше. Цікавий факт Інфрачервоне випромінювання, яке вимірювали в дослідженні, має ті самі довжини хвиль, які використовує телескоп James Webb для спостереження за далеким Всесвітом — тільки тут воно застосоване для аналізу пір’я. Чому це має значення Розуміння того, як природні системи відводять тепло, може вплинути на розвиток нових технологій охолодження будівель, матеріалів і навіть одягу. Для кліматичної науки це також додатковий шар у моделі енергетичного балансу планети.

Пов'язані матеріали

247ua

247uaдень тому вLifestyle, Наука

0
Земля постійно втрачає тепло через атмосферу в космос, включаючи безліч енергійних викидів, які щодня виходять з маловивченого, можливо, несподіваного джерела: птахів.Однак, оскільки зміна клімату, викликана людською діяльністю, спотворює цей теплообмін і все більше нагріває нашу планету, розуміння того, як птахи регулюють свою температуру тіла, є важливим для їх збереження, а також для нашого.У новому дослідженні в галузі термодинаміки птахів біологи та інженери об'єднали зусилля, щоб виміряти, скільки тепла та інших типів електромагнітного випромінювання птахи поглинають, випромінюють і відбивають в навколишнє середовище."Цікаво дізнатися, що пір'я птахів еволюціонує, щоб відводити тепло в космос, щоб впоратися з кліматичними викликами", - пояснює Террі МакГлійн, біолог Каліфорнійського державного університету, співавтор дослідження.Це стосується інфрачервоного тепла, яке може проходити через частини атмосфери Землі, а не прямого виведення в космос.Спочатку дослідники зібрали музейні зразки п'яти видів птахів (великої сови, звичайного ворона, північного бобвайта, сойки Стеллера та співочого горобця) з Природничого музею Лос-Анджелеса, включаючи три-чотири підвиди кожного з різних кліматичних регіонів Північної Америки.Дослідники використовували спектрофотометр для вимірювання того, скільки світла птахи поглинають в ультрафіолетовому та видимому діапазонах – пивовари також використовують цей пристрій для перевірки кольору та якості свого пива.У птахів видима кольорова гамма допомагає досягти трьох великих Ц: камуфляж, комунікація та охолодження.Але це не вся термічна історія, оскільки тепло, або випромінювання в інфрачервоному діапазоні, невидиме – як для людей, так і для птахів.Дослідники не використовували найпотужніший космічний телескоп для спостереження за птахами, але вони застосували спільну техніку для аналізу того, як пір'я птахів реагує на різні довжини хвиль інфрачервоного світла."Досить важко отримати доступ, і багато інженерів не хочуть брудних біологічних матеріалів у своєму дорогому обладнанні", - уточнює Аллісон Шульц, куратор орнітології в Природничому музеї Лос-Анджелеса та співавтор дослідження.Загалом, зразки птахів з тепліших кліматів або нижчих широт, ближчих до екватора, демонстрували зменшену поглинальність в ультрафіолетовому та ближньому інфрачервоному діапазонах, що відповідає термічній адаптації для зменшення теплового стресу.Згідно з іншою експериментальною гіпотезою, птахи, які живуть на відкритому повітрі і піддаються впливу неба та сонця, повинні ефективніше відводити тепло, ніж лісові птахи. Відповідно, бобвайти, які віддають перевагу трав'янистим і прерійним місцям, демонстрували найвищу емісію в середньому інфрачервоному випромінюванні."Коли ви виходите на вулицю, і у вас немає стелі, даху або дерева над головою, оскільки космос настільки холодний у порівнянні із Землею, тепло виводиться в космос", - говорить Шульц.Це дослідження пропонує більше доказів того, як ми можемо вчитися у природи, щоб зберегти природу.Цікавий фактДослідження показало, що пір'я птахів може еволюціонувати, щоб відводити тепло в космос, що є важливим для їх виживання в умовах зміни клімату.