.On Jupiter's moon Europa, 'chaos terrains' could be shuttling oxygen to ocean
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.On Jupiter's moon Europa, 'chaos terrains' could be shuttling oxygen to ocean
목성의 위성 유로파에서 '혼돈 지형'은 산소를 바다로 보낼 수 있습니다
텍사스 대학 오스틴에 의해 혼돈의 지형 아래 고인 유로파 표면의 액체 물에 대한 예술가의 해석. 크레딧: NASA/JPL-Caltech, MARCH 24, 2022
-오스틴에 있는 텍사스 대학(University of Texas)이 이끄는 연구팀에 따르면 목성의 위성 유로파(Europa)의 얼음 껍질 안에 있는 바닷물은 잠재적으로 외계 생명체를 유지하는 데 도움이 될 수 있는 얼음으로 덮인 액체 바다로 산소를 운반할 수 있다고 합니다.
이 이론은 다른 사람들에 의해 제안되었지만 연구원들은 달의 "혼돈 지형" , 얼음 세계의 4분의 1을 덮고 있는 균열, 능선 및 얼음 블록. 결과는 수송이 가능할 뿐만 아니라 유로파의 바다 로 유입되는 산소 의 양이 오늘날 지구의 바다에 있는 산소의 양과 동등할 수 있음을 보여줍니다.
"우리의 연구는 이 과정을 가능한 영역에 적용했습니다."라고 UT 잭슨 지질과학대학 지질과학부 교수인 수석 연구원인 마크 헤세(Marc Hesse)가 말했습니다. "그것은 유로파 지하 바다의 거주 가능성의 뛰어난 문제 중 하나로 간주되는 것에 대한 해결책을 제공합니다." 이 연구는 최근 Geophysical Research Letters 저널에 발표되었습니다 .
과학자들이 영양분으로 작용할 수 있는 화학 물질과 함께 산소와 물의 징후를 감지했기 때문에 유로파는 외계 생명체 를 찾기 가장 좋은 곳입니다. 그러나 두께가 약 15마일로 추정되는 달의 얼음 껍질은 물과 산소 사이의 장벽 역할을 하며, 이 장벽은 얼음 표면에 충돌하는 목성의 하전 입자와 태양광에 의해 생성됩니다.
연구원들이 만든 물리학 기반 모델은 유로파 표면의 염수와 산소가 달의 얼음 껍질을 통해 아래의 액체 바다로 "다공성 파도"(구형)에 의해 운반되는 것을 보여줍니다. 차트는 시간(천년 단위)과 얼음 껍질 깊이(킬로미터 단위)를 보여줍니다. 빨간색은 더 높은 수준의 산소를 나타냅니다. 파란색은 낮은 수준의 산소를 나타냅니다. 크레딧: Hesse et al.
우리가 알고 있는 생명체가 바다에 존재한다면 산소가 그곳에 도달할 수 있는 방법이 필요합니다. Hesse에 따르면 사용 가능한 증거를 기반으로 하는 가장 그럴듯한 시나리오는 소금물 또는 소금물 에 의해 산소가 운반되는 것 입니다. 과학자들은 혼돈 지형이 유로파의 얼음 껍질이 부분적으로 녹아 염수를 형성하는 지역 위에 형성되며, 이는 표면의 산소와 혼합될 수 있다고 생각합니다.
연구원들이 만든 컴퓨터 모델 은 혼돈 지형이 형성된 후 염수에 어떤 일이 일어나는지를 보여주었습니다. 이 모델은 얼음의 구멍이 일시적으로 넓어지도록 하는 "다공성 파동"의 형태를 취하여 소금물이 다시 밀봉되기 전에 통과하도록 하는 독특한 방식으로 배수되는 소금물을 보여주었습니다. 헤세는 그 과정을 정원 호스를 타고 내려가는 물의 팽창에 대한 고전적인 만화 개그에 비유합니다.
이 운송 방식은 얼음을 통해 산소를 운반하는 효과적인 방법인 것으로 보이며, 표면에서 흡수된 산소의 86%는 파도를 타고 바다까지 가는 끝까지 이동합니다. 그러나 사용 가능한 데이터는 10,000배에 달하는 추정치와 함께 유로파의 역사에 걸쳐 바다에 전달된 광범위한 산소 수준을 허용합니다. 목성의 위성 유로파 표면의 혼돈 지형의 예. 출처: NASA/JPL-Caltech/SETI 연구소
공동 저자인 NASA 제트 추진 연구소(JPL)의 연구원이자 행성 내부 및 지구 물리학 그룹의 감독자인 스티븐 밴스에 따르면 가장 높은 추정치는 유로파 바다의 산소 수준 을 지구의 바다와 유사 하게 만들 것이라고 합니다. 그 산소가 숨겨진 바다의 생명을 부양할 수 있는 가능성에 대한 희망입니다. "얼음 바로 아래에 사는 일종의 호기성 유기체를 생각하는 것은 매혹적입니다."라고 그는 말했습니다. Vance는 NASA의 다가오는 2024년 유로파 클리퍼(Europa Clipper) 임무가 얼음 달에서 생명체를 위한 산소 및 기타 성분에 대한 추정치를 개선하는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다. 연구에 참여하지 않았지만 NASA JPL에서 유로파 연구에 집중하는 과학자인 케빈 핸드는 이 연구가 유로파의 산소 수송 에 대한 설득력 있는 설명을 제시한다고 말했습니다. "우리는 유로파 의 표면에 산소 와 같은 유용한 화합물이 있다는 것을 알고 있습니다. 하지만 그것이 생명체가 사용할 수 있는 바다 밑으로 내려가나요?" 그는 말했다. "헤세와 그의 동료들의 작업에서 그 대답은 예스인 것 같습니다."
2024년에 발사될 예정인 NASA의 유로파 클리퍼(Europa Clipper)는 목성의 위성인 유로파를 방문하여 달에 생명체가 살기에 필요한 조건이 있는지 조사할 예정입니다. 텍사스 대학(University of Texas at Austin)의 과학자들이 개발한 레이더 사운더를 포함한 우주선의 장비는 연구원들이 달에 있는 생명체를 위한 재료의 가용성과 접근성에 대해 더 많이 배우는 데 도움이 될 것입니다. 크레딧: NASA/JPL-Caltech 잭슨 학교에서 일한 것 외에도 헤세는 UT 행성 시스템 거주 가능성 센터와 오덴 컴퓨터 공학 및 과학 연구소의 연구원이기도 합니다.
추가 탐색 NASA의 Europa Clipper 임무에서 필수적인 역할을 하는 자외선 기기 추가 정보: Marc A. Hesse et al, Density-Driven Brine Percolation, Geophysical Research Letters (2022)에 의한 Europa의 얼음 껍질을 통한 하향 산화제 수송. DOI: 10.1029/2021GL095416 저널 정보: 지구 물리학 연구 서신 텍사스 오스틴 대학교 제공
https://phys.org/news/2022-03-jupiter-moon-europa-chaos-terrains.html
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메모 2203251924 나의 사고실험 oms스토리텔링
외계행성이 확인된 것만으로 5천개가 있다고 한다. 행성내에 불균형적인 환경이면 그 다양성으로 인하여 일부 지역에 생명체가 존재할 최적화된 시공간이 존재할 가능성이 더 높다는 뜻이다.
생명체는 시공간의 확장성을 가지기 때문에 불균형된 환경이 인위화될 가능성도 더 높다는 뜻이다. 허허. 고로 그 행성은 고도의 지적인 생명체가 인공적인 환경으로 개조될 가능성도 또 있다. 허허.
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domain(2203080543):
- Seawater within the icy shells of Jupiter's moon Europa is an icy liquid ocean that could potentially help sustain extraterrestrial life, according to a research team led by the University of Texas at Austin. said to be able to transport
This theory has been proposed by others, but researchers have found the moon's "chaotic terrain", the cracks, ridges, and blocks of ice that cover a quarter of the ice world. The results are not only transportable, but also show that the amount of oxygen entering Europa's oceans could be equivalent to the amount of oxygen in Earth's oceans today.
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Memo 2203251924 My thought experiment oms storytelling
It is said that there are about 5,000 exoplanets that have been identified. If there is an imbalanced environment within the planet, it means that there is a higher probability that there is an optimal space-time for life to exist in some regions due to its diversity.
Because living things have the expansibility of space and time, it means that there is a higher possibility that an unbalanced environment will be artificialized. haha. Therefore, there is also the possibility that the planet will be transformed into an artificial environment for highly intelligent life. haha.
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.New membrane material could make purification of gases significantly more efficient
새로운 멤브레인 재료는 가스 정화를 훨씬 더 효율적으로 만들 수 있습니다
작성자: David L. Chandler, Massachusetts Institute of Technology 크레딧: Unsplash/CC0 공개 도메인 MARCH 24, 2022
천연 가스 정화, 의료 또는 산업용 산소 및 질소 생산을 포함한 화학 물질 분리를 위한 산업 공정은 전 세계 에너지 사용의 약 15%를 총괄합니다. 그들은 또한 세계의 온실 가스 배출량에 상응하는 양을 기여합니다. 이제 MIT와 스탠포드 대학의 연구원들은 이러한 분리 과정을 수행하기 위한 새로운 종류의 멤브레인을 개발하여 에너지 사용과 배출이 약 1/10로 줄어들었습니다.
화학 물질을 분리하기 위해 막을 사용하는 것이 증류나 흡수와 같은 공정보다 훨씬 더 효율적인 것으로 알려져 있지만 투과성(가스가 물질을 얼마나 빨리 통과할 수 있는지)과 선택성(원하는 분자를 허용하는 능력) 사이에는 항상 상충 관계가 있었습니다. 다른 모든 것을 차단하면서 통과하십시오. "탄화수소 사다리" 폴리머를 기반으로 하는 새로운 멤브레인 재료 제품군은 이러한 상충관계를 극복하여 높은 투과성과 매우 우수한 선택성을 모두 제공한다고 연구원들은 말합니다. 연구 결과는 Stanford 화학과 부교수인 Yan Xia의 논문으로 Science 저널에 보고되었습니다 .
MIT의 화학 공학 조교수인 Zachary Smith; King Abdullah University of Science and Technology의 Ingo Pinnau 교수 외 5명. 가스 분리는 천연 가스 또는 바이오 가스에서 불순물과 원하지 않는 화합물을 제거하고 의료 및 산업 목적을 위해 공기에서 산소와 질소를 분리 하고 탄소 포집 을 위해 다른 가스에서 이산화탄소 를 분리 하고 사용을 위해 수소를 생산하는 것을 포함하는 중요하고 광범위한 산업 공정입니다. 탄소가 없는 운송 연료로. 새로운 사다리형 고분자 멤브레인은 이러한 분리 공정의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 가능성을 보여줍니다. 예를 들어, 메탄에서 이산화탄소를 분리하는 이 새로운 멤브레인은 기존 셀룰로오스 멤브레인보다 선택도가 5배, 투과성이 100배 높습니다. 유사하게, 메탄에서 수소 가스를 분리할 때 투과성이 100배 더 높고 선택성이 3배 더 높습니다.
Xia 연구소에서 지난 몇 년 동안 개발한 새로운 유형의 폴리머는 가로대 모양의 결합으로 연결된 이중 가닥으로 형성되기 때문에 사다리꼴 폴리머라고 하며 이러한 연결은 높은 강도와 안정성을 제공합니다. 폴리머 소재. 이러한 사다리형 폴리머는 Xia 연구소에서 개발한 CANAL이라고 하는 효율적이고 선택적인 화학을 통해 합성되며, 이는 수백 또는 수천 개의 가로대가 있는 사다리 구조에 쉽게 사용할 수 있는 화학 물질을 꿰매는 촉매 아렌-노르보르넨 환형의 약어입니다. 폴리머는 용액에서 합성되며, 산업적으로 이용 가능한 폴리머 주조 공정을 사용하여 나노미터 이하의 기공이 있는 얇은 시트로 쉽게 만들 수 있는 단단하고 꼬인 리본 모양의 가닥을 형성합니다. 생성된 기공의 크기는 특정 탄화수소 출발 화합물의 선택을 통해 조정할 수 있습니다.
"이 화학과 화학 빌딩 블록의 선택을 통해 우리는 다양한 구성을 가진 매우 단단한 사다리 폴리머를 만들 수 있었습니다."라고 Xia는 말합니다. CANAL 폴리머를 선택적 멤브레인으로 적용하기 위해 협력은 폴리머에 대한 Xia의 전문성과 멤브레인 연구에 대한 Smith의 전문 지식을 활용했습니다. 전 스탠포드 박사 과정 학생이었던 홀든 라이(Holden Lai)는 그들의 구조가 기체 투과 특성에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 많은 개발과 탐구를 수행했습니다. "새로운 화학 물질을 개발하는 것부터 높은 분리 성능을 제공하는 올바른 폴리머 구조를 찾는 데 8년이 걸렸습니다."라고 Xia는 말합니다. Xia 연구실은 지난 몇 년 동안 CANAL 폴리머의 구조를 변경하여 구조가 분리 성능에 미치는 영향을 이해했습니다. 놀랍게도, 그들은 원래의 CANAL 폴리머에 추가 꼬임을 추가하면 멤브레인의 기계적 견고성이 크게 향상되고 더 투과성인 가스의 투과성을 잃지 않으면서 산소 및 질소 가스와 같은 유사한 크기의 분자에 대한 선택성이 향상된다는 것을 발견했습니다.
선택성은 재료가 노화됨에 따라 실제로 향상됩니다. 높은 선택성과 높은 투과성의 조합으로 인해 이러한 재료는 많은 가스 분리에서 다른 모든 폴리머 재료보다 성능이 우수하다고 연구원들은 말합니다. 오늘날 전 세계 에너지 사용량의 15%가 화학적 분리에 사용되며 이러한 분리 프로세스는 "종종 100년 된 기술을 기반으로 합니다"라고 Smith는 말합니다. "그들은 잘 작동하지만 엄청난 탄소 발자국을 가지고 있고 엄청난 양의 에너지를 소비합니다. 오늘날의 핵심 과제는 이러한 지속 불가능한 프로세스를 대체하는 것입니다." 이러한 공정의 대부분은 용액을 끓이고 다시 끓일 때 고온이 필요하며, 이러한 공정은 종종 전기를 통하게 하는 가장 어려운 공정이라고 그는 덧붙입니다. 공기에서 산소와 질소를 분리할 때 두 분자의 크기는 약 0.18옹스트롬(100억분의 1미터)만 차이가 납니다. 이들을 효율적으로 분리할 수 있는 필터를 만드는 것은 "처리량 감소 없이 수행하기가 매우 어렵습니다." 그러나 새로운 사다리형 폴리머는 멤브레인으로 제조될 때 높은 선택성을 달성하는 작은 기공을 생성한다고 그는 말합니다.
어떤 경우에는 이러한 유형의 크기 선택성에 접근하기 위해 매우 얇은 체가 필요함에도 불구하고 모든 질소에 대해 10개의 산소 분자가 투과됩니다. 이러한 새로운 멤브레인 재료는 "많은 응용 분야에 대해 알려진 모든 고분자 재료의 투과성과 선택성의 가장 높은 조합"을 가지고 있다고 Smith는 말합니다. "CANAL 폴리머는 강하고 연성이 있으며 특정 용매에 용해되기 때문에 몇 년 내에 산업적 배치를 위해 확장될 수 있습니다."라고 그는 덧붙입니다. 이 연구의 저자가 이끄는 Osmoses라는 MIT 분사 회사는 최근 MIT $100K 기업가 정신 경쟁 에서 우승 했으며 기술 상용화를 위해 The Engine에서 부분적으로 자금을 지원받았습니다.
Smith는 화학 처리 산업에서 이러한 재료에 대한 다양한 잠재적인 응용 프로그램이 있다고 말합니다. 여기에는 배출 감소의 한 형태로 다른 가스 혼합물에서 이산화탄소를 분리하는 것이 포함됩니다. 또 다른 가능성은 탄소가 없는 운송 연료를 제공하기 위해 농업 폐기물로 만든 바이오 가스 연료를 정화하는 것입니다. 연료 또는 화학 공급원료를 생산하기 위한 수소 분리도 효율적으로 수행될 수 있어 수소 기반 경제로의 전환을 돕습니다. 긴밀한 연구원 팀은 실험실에서 산업 규모로의 개발을 촉진하고 거대 분자 구조와 패킹이 초고 선택성을 초래하는 방법에 대한 세부 사항을 더 잘 이해하기 위해 프로세스를 계속 개선하고 있습니다. Smith는 이 플랫폼 기술이 탄소 없는 경제로 전환하기 위해 이러한 기술이 절실히 필요하기 때문에 수소 분리 및 탄소 포집을 시작으로 여러 탈탄소화 경로에서 역할을 할 것으로 기대한다고 말했습니다. 연구팀은 또한 스탠포드의 안준면과 애슐리 로빈슨, 현재 오스모스의 최고경영자인 MIT의 프란체스코 베네데티 , 사우디아라비아 킹 압둘라 과학기술대학의 왕잉게도 포함했다.
추가 탐색 그래핀의 원자 구멍을 통한 가스의 정밀 체질 추가 정보: Holden WH Lai et al, 멤브레인 가스 분리를 위한 초고 투과도 선택성을 가진 탄화수소 사다리 폴리머, 과학 (2022). DOI: 10.1126/science.abl7163 . www.science.org/doi/10.1126/science.abl7163 저널 정보: 과학 매사추세츠 공과대학 제공
https://phys.org/news/2022-03-membrane-material-purification-gases-significantly.html
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