We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Gaz ve toz bulutsularından bir gezegenin oluştuğunu biliyoruz. Yerçekimi parçacıkları bir çekirdekte bir araya getirir. Dolayısıyla hepimiz gaz bulutunun bir hidrojen bulutu olduğunu biliyoruz.
Ama su nasıl oluştu? Oksijen nereden geldi? $ ext{H}_2 ext{O}$ yapmak için nasıl birleşti?
Yıldızlar, özellikle daha büyük yıldızlar, önemli miktarlarda daha ağır elementler üretecek kadar sıcaktır: Karbon, Azot ve Oksijen. Yıldızlar öldüğünde, bu elementlerden bazıları yıldızlararası ortama geri döner.
Yıldızların oluştuğu bulutsu, yalnızca Hidrojeni değil, aynı zamanda Dünya'da bulunan diğer tüm elementleri de içerir. Bulutsu, yaşamın temeli olan Karbon'u, atmosferi oluşturan Azotu, kayaları oluşturan Silikonu ve hidrojen ile reaksiyona girerek suyu oluşturan oksijeni içerir.
Dünya üzerindeki suyun çoğu aslında Dünya oluştuktan sonra asteroitler üzerinde Dünya'ya getirildi, bkz. Su Dünya'ya nasıl geldi?
Genellikle, bir yıldız öldüğünde, genellikle bir gezegenimsi bulutsu veya süpernova oluşturur ve bu maddenin çoğu yıldızlararası ortama ulaşır.
Bazı rahatsızlıklar nedeniyle çöktüğünde, bir proto-gezegen diski oluşur ve sonunda soğuyacaktır. Bileşik oluşturmak için yeterince düşük sıcaklık olduğunda, genellikle ilk önce moleküler hidrojen (H2) oluşur. İşte size yardımcı olabilecek bir şey: Hayır, H2O yıldızlarda var olamaz, ancak H ve O ayrı ayrı olabilir. Hidrojen, Big Bang'de yaratılan evrenin temel yapı malzemesidir. Oksijen, yıldızlardaki nükleer reaksiyonlarla oluşturulur. H ve O'yu uzayın soğuğunda bir araya getirirseniz, H2O elde edersiniz. Uzayda çok büyük miktarda su vardır. Aslında uzaydaki oksijenin tamamına yakını su veya karbon monoksit formundadır. Benzer şekilde, uzaydaki çoğu karbon ve nitrojen de en hidrojenlenmiş formlarındadır: metan (CH4) ve amonyak (NH3). (Kaynak) Su H2O olduğundan, bulutsuların çok fazla hidrojen ve bir miktar oksijen içermesi nedeniyle oluşması muhtemeldir. Dünya büyük olasılıkla su içeren kuyruklu yıldızlar ve asteroitler tarafından vuruldu ve gezegenimiz soğuduğunda okyanuslarımızı aldık.
Güneş doğmadan önce Dünya'nın suyunun yarısı oluştu
Dünya dışı yaşam avcıları için iyi haber: Su, gezegen sistemlerinde önceden düşünülenden daha yaygın olabilir. Güneş sistemimizdeki suyun kökenini inceleyen bir araştırma ekibi, suyun yarısının güneş doğmadan önce, yani güneş sistemimizin atası olan toz ve gaz bulutunda oluştuğu sonucuna vardı. Bu tür bulutlarda bol miktarda su oluşabiliyorsa, o zaman her yerde bulunabilir.
Güneş sistemimiz suyla çalkalanıyor. Dünya dışında, Ay'da, Mars'ta, Merkür'de, kuyruklu yıldızlarda ve dev gezegenlerin buzlu uydularında su bulunur. Ama nereden geldi? Gezegen sistemlerinin birleştiği yıldızlararası ortamın (ISM) gaz ve toz bulutlarında suyun oluştuğu biliniyor, ancak yeni oluşan güneş ısı ve ışık pompalamaya başladığında, ancak daha sonra tekrar oluşmak üzere yok mu oluyor? Yoksa bu ilkel su, yıldız oluşumunda hayatta kaldı mı ve bugün çevremizde mi kalıyor?
Bu soruyu yanıtlamak için, Michigan Üniversitesi, Ann Arbor'dan gökbilimci L. Ilsedore Cleeves liderliğindeki bir ekip, büyük patlamada normal hidrojenle birlikte oluşturulan ağır bir hidrojen biçimi olan döteryuma odaklandı. Evrendeki her milyon hidrojen atomu için yaklaşık 26 döteryum atomu vardır, ancak Dünya'daki suda ve diğer güneş sistemi gövdelerinde altı kat daha yaygındır. Bilim adamları, su oluştuğunda, döteryum açısından zengin "ağır su" oluşturan reaksiyonun, normal su oluşturandan biraz daha hızlı olduğu ve bu nedenle sudaki döteryum oranının arttığı sonucuna varmışlardır.
Ancak döteryumun bu zenginleşmesi yalnızca belirli koşullar altında gerçekleşir: Çok soğuk olması gerekir (mutlak sıfırın yalnızca birkaç on derece üzerinde), ayrıca reaksiyonun devam etmesi için oksijene ve bir tür iyonlaştırıcı radyasyona ihtiyacınız vardır. Bunların hepsi ISM'de mevcuttur. Oradaki iyonlaştırıcı radyasyon, kozmik ışınlar, uzayda yüksek hızda hızla ilerleyen uzak kaynaklardan gelen parçacıklar. Ve gökbilimciler, ISM'de döteryum açısından oldukça zengin olan suyu gözlemlediler, bu yüzden güneş sisteminin suyunun kaynağı olabilir.
Yine de, bu yıldızlararası suyun güneşin doğuşunun şiddetinden sağ çıkıp çıkamayacağına dair bir soru işareti var. Bulmak için, Cleeves ve meslektaşları, aynı su oluşturan reaksiyonların güneşin oluşumundan sonra, gezegenlerin oluştuğu gaz ve tozdan oluşan ön-gezegensel diskte meydana gelip gelmediğini belirlemeye çalıştılar. Böyle bir disk, tıpkı ISM'nin yaptığı gibi düşük sıcaklıklar ve bir oksijen kaynağı sunacaktır, ancak yeterli iyonlaştırıcı radyasyon olacak mı?
Ekip, bir ön-gezegen diskinde su oluşturan kimyasal süreçlerin ayrıntılı bir modelini oluşturdu. Kozmik ışınların çoğu, genç yıldızın manyetik alanı ve yıldızdan dışarı akan parçacıklar tarafından savuşturulur, ancak başka radyasyon kaynakları da vardır: yıldızdan gelen x-ışınları ve diskteki kısa ömürlü radyonüklidler. Araştırmacıların bugün çevrimiçi olarak bildirdiği gibi Bilim, bu radyasyon kaynakları yeterince hızlı ağır su üretmiyor. Cleeves, "Ağır suyun bir milyon yılda herhangi bir bolluk içinde oluşmadığını bulduk" diyor.
Aslında ekip, 4,5 milyar yıl önce güneşin doğuşundan bu yana, şu anda Dünya'daki suyun %50'sinin var olabileceğini tahmin ediyor. Ve bu diğer gezegen sistemleri için iyi bir haber. ISM'deki koşullar, uzayda, ilk-gezegen disklerindekinden çok daha tekdüzedir, bu nedenle, gezegenlerin oluşmasını bekleyen her yerde su olması muhtemeldir. Cleeves, “Doğrulanmış gezegen sistemlerinin sayısı arttıkça, suyun … mevcut olduğu konusunda güven verici” diyor.
"Bu çok ilginç bir sonuç. NASA'nın Pasadena, California'daki Jet Propulsion Laboratuvarı'ndan astrofizikçi Karen Willacy, buzların yıldızlararası bir mirası olup olmadığını yıllardır bunu tartışıyoruz" diyor. Willacy, diğer grupların, buzun hayatta kalıp kalamayacağını görmek için ISM'deki bulutların çöküşünü gezegen sistemlerine modellemeye çalıştıklarını, ancak “çeşitli sonuçlarla, bu her zaman aynı fikirde değil” diyor Willacy. "Bu çok daha basit bir yaklaşım, sadece iyi anlaşılan kimyayı kullanmak."
Daniel Clery
Daniel BilimAvrupa politikasının yanı sıra astronomi, fizik ve enerji hikayelerini kapsayan Birleşik Krallık'taki kıdemli muhabir.
Ateş, su ve astronomi: Aborijin ve Torres Strait Islander kültürü sınıfta hayat buluyor
Çoğu Aborijin ve Torres Boğazı Adalı ebeveyn, büyükanne ve büyükbaba ve büyük büyükanne ve büyükbaba, gençlerinin okulda kültürlerini ve başarılarını öğrenmeleri ve onlarla gurur duymaları için büyük bir istek duyar. Avustralyalı çocukların, özellikle de Yerli çocukların çağdaş Aborijin ve Torres Strait Islander topluluklarının güçlü, dirençli, zengin ve çeşitli olduğunu bilmelerini istiyorlar. Diğer Avustralyalı çocukların da kültürlerimiz, toplumlarımız ve tarihimiz hakkında bilgi edinmelerini ve böylece Avustralya'nın ilk halklarına ve onların başardıkları her şeye saygı duyarak dünyaya adım atmalarını istiyorlar.
İnsanlık tarihi 300.000 yıldan daha eskidir. Sadece arkeolojik araştırmalar değil, aynı zamanda genetik araştırmalar da türümüzün, homo homo sapiens'in dünyaya yayılması hakkında çok şey ortaya çıkardı. İnsan sistemlerinin ve doğal ortamların sürdürülebilirliği ile ilgili sorular küresel olarak temel zorluklar haline geldikçe, çevre düşünürleri, Yerli halkların bu kıtanın bazı bölümlerinde en az 65.000 yıl yaşadığını, bir Buz Devrine tanık olurken adapte olduklarını ve yenilik yaptıklarını fark ettiler. megafaunanın yok olması, denizlerin yükselmesi, kıtanın kuruması.
Aborijinlerin bu kıtanın 60 bin yılı aşkın süredir sürekli işgali tarihi, toplam insanlık tarihinin beşte birini temsil ediyor ve bunun kanıtı, dünya kültürel ve bilimsel bir hazine olarak görülmelidir.
Doç. Dr. Chris Clarkson ve arkeolog arkadaşlarının keşifleri gibi son derece önemli keşifler nedeniyle, bu kıtadaki insanlık tarihinin Teğmen Arthur Phillip ve Birinci Filo gelmeden en az 60 bin yıl önce başladığını biliyoruz. Dahası, Bruce Pascoe ve Bill Gammage'ın Dark Emu ve The Biggest Estate on Earth'te ortaya koydukları ekonomik insan faaliyeti bilgisi nedeniyle, İngilizler gelmeden önce burada yaşayan ilk halkların yüzlerce neslinin etkisi, tarihin anlaşılmasında kritik öneme sahiptir. Avustralyalıların bugün yaşadığı yerler. Aborijin ve Torres Boğazı Adalılarının benzersiz tarım ve su ürünleri yetiştirme yöntemleriyle yiyecekler ürettiklerini, yaşam tarzlarına ve çevrelerine uygun, ustaca ve uygun maddi kültür ve araç takımları yarattıklarını, araziyi değişikliklerle yönettiklerini, büyüleyici kanıtlara dayanan hesaplarından biliyoruz. bir buzul çağı ve önemli deniz seviyesi değişiklikleri dahil olmak üzere iklim ve coğrafya ve büyük incelik ve güzelliğe sahip sanatsal ve tasarım gelenekleri ve yasal, dini ve sosyal kurumlar. Ülkeyi boydan boya geçen, bazıları bugün hala kullanılan geniş ticaret yolları vardı. Bunun kanıtı bugün her yerdedir, çoğu hala uygulanmakta ve korunmakta ve giderek daha iyi anlaşılmaktadır. Kitaplar, filmler, belgeseller, sanat sergileri, kültürel festivaller, müzik, tiyatro ve dans gösterileri ve devam eden tören ve ritüel etkinlikler bunu küresel bir izleyici kitlesine sunmuştur.
İnsan sistemlerinin ve doğal ortamların sürdürülebilirliği ile ilgili sorular küresel olarak temel zorluklar haline geldikçe, çevre düşünürleri, Yerli halkların bu kıtanın bazı bölümlerinde en az 65.000 yıl yaşadığını, bir Buz Devrine tanık olurken adapte olduklarını ve yenilik yaptıklarını fark ettiler. megafaunanın yok olması, denizlerin yükselmesi, kıtanın kuruması.
Aborijin ve Torres Strait Islander halkı, eski Avustralya kökenli kendi felsefeleri ve epistemolojileriyle bilgi geleneklerini sürdürüyorlar. Bu bilgi geleneklerinin çoğu bugün de devam etmektedir. Binlerce yıl boyunca bilgili insanlar tarafından nesilden nesile aktarılmış ve her bir kişinin yaşamı boyunca ülkede yaşama, dünya hakkında bilgi edinme, insanların kutsal kökenleri ve geleneksel mülkler, çevre yönetimi, fauna ve fauna ile ilgili sorumlulukları yoluyla öğretilmiştir. , flora ve toprak insanlarına ve ailelerinin maddi ihtiyaçlarını karşılamak. İlk Avustralyalılar, öğretim sistemleri ve uygulamaları, şarkı dizileri (veya “şarkı dizeleri”) gibi kutsal anlatılar, görsel tasarımlar, ritüeller ve törenler, hikaye anlatımı ve zengin ama incelikli ekonomik yaşam tarzlarında düzenli olarak kullanılan bilgi. Bu yaşam yolları hem son derece yerelleşmiş hem de geleneklere göre bölgesel olarak yayılmıştır.
Bununla birlikte, ne kadarının hayatta kaldığı şaşırtıcı. Bilim adamları ve araştırmacılar, bu eski gelenekler hakkında bilgili ve bunları uygulayan Aborijin ve Torres Boğazı Adalı insanlarla temas kurdukça, genellikle onları araştırma projelerine dahil ettikçe, bu geleneklerin doğrulanabilirliği giderek daha fazla kabul gördü ve bilgili kişilere daha fazla saygı duyuldu. Kara ve suyu yöneten Aborijin ve Torres Boğazı Adalıları. Aborijin toplumlarının ayrıntılı bilgi sistemlerini ustaca yöntemlerle sürdürmeleri, şu anda Avustralya'da çalışan araştırmacılar ve akademisyenler için önemli bir konudur.
Ulusal Aborijin ve Torres Strait Islander Müfredat Projesi, Başbakanlık ve Kabine Bakanlığı tarafından görevlendirildi ve bu fikrin hayata geçmesine yardımcı olan olağanüstü bir uzman ve eğitimci grubuyla bağlantı kurmamızı sağladı. Aborijin ve Torres Strait Islander içeriğini sınıfa dahil etmede öğretmenlere yardımcı olacak en iyi öğretim materyalini bulmak için çok çalıştık.
Ateş, Su ve Astronomi'ye odaklanarak, ilk ve ortaokul öğrencilerine örnek olarak üniteler ve kaynaklar sağlıyoruz ve bu ünitelerin her birinin müfredatlar arası öncelik ve başarı standartlarını nasıl ele aldığına dair bir tartışma da dahil. Örnekler için konu seçme ve geliştirme yöntemi, fen, matematik ve diğer alanlardan disiplin uzmanları, öğretmenler ve proje ekibi ile işbirliği içinde geliştirildi.
Çalışma Önerileri Samanyolu Gökadamızda Su Gezegenleri Yaygındır
Dergide yayınlanan bir çalışmada Bilim GelişmeleriAvrupalı gökbilimcilerden oluşan bir ekip, gezegenin büyümesinin ilk aşamalarında suyun bir karasal gezegene 'çakıl karı' şeklinde verilebileceğini gösteriyor.
Bir sanatçının bir su dünyası dış gezegen izlenimi. Resim kredisi: Sci-News.com.
Kopenhag Üniversitesi ve Lund Gözlemevi'ndeki Yıldız ve Gezegen Oluşumu Merkezi'nde araştırmacı olan Profesör Anders Johansen, "Tüm verilerimiz, suyun en başından itibaren Dünya'nın yapı taşlarının bir parçası olduğunu gösteriyor" dedi.
"Ve su molekülü sık sık meydana geldiği için, Samanyolu'ndaki tüm gezegenler için geçerli olması için makul bir olasılık var."
"Sıvı suyun bulunup bulunmadığının belirleyici noktası, gezegenin yıldızından uzaklığıdır."
Profesör Johansen ve meslektaşları bir bilgisayar modeli kullanarak gezegenlerin ne kadar hızlı ve hangi yapı taşlarından oluştuğunu hesapladılar.
Elde ettikleri sonuçlar, 4,5 milyar yıl önce, daha sonra Dünya olacak olanın oluşumunda milimetre büyüklüğündeki buz ve karbon toz parçacıklarının biriktiğini gösteriyor.
Profesör Johansen, "Dünya'nın mevcut kütlesinin %1'ine ulaştığı noktaya kadar, gezegenimiz buz ve karbonla dolu çakıl kütlelerini yakalayarak büyüdü" dedi.
"Dünya daha sonra daha hızlı büyüdü, ta ki beş milyon yıl sonra bugün bildiğimiz kadar büyük olana kadar."
"Yol boyunca, yüzeydeki sıcaklık keskin bir şekilde yükseldi ve çakıl taşlarındaki buzun yüzeye inerken buharlaşmasına neden oldu, böylece bugün gezegenin sadece %0,1'i sudan oluşuyor, ancak %70'i sudan oluşuyor. Dünyanın yüzeyi sularla kaplıdır.”
Takımın çakıl toplama teorisi, gezegenlerin bir araya toplanmış çakıl taşlarından oluştuğu ve gezegenlerin daha sonra daha da büyüdüğü yönünde.
Profesör Johansen, “Su molekülü Galaksimizin her yerinde bulunur ve bu nedenle teori, diğer gezegenlerin Dünya, Mars ve Venüs ile aynı şekilde oluşmuş olabileceği olasılığını ortaya çıkarır” dedi.
"Samanyolu'ndaki tüm gezegenler aynı yapı taşları tarafından oluşturulabilir, yani Dünya ile aynı miktarda su ve karbona sahip gezegenler ve dolayısıyla yaşamın mevcut olabileceği potansiyel yerler #8212 diğer yıldızların çevresinde sıklıkla meydana gelir. Bizim Galaksimiz, sıcaklığın doğru olması şartıyla.”
Galaksimizdeki gezegenler Dünya ile aynı yapı taşlarına ve aynı sıcaklık koşullarına sahip olsaydı, gezegenimizle aynı miktarda su ve kıtaya sahip olma şansları da yüksek olurdu.
"Modelimizle, tüm gezegenler aynı miktarda su alıyor ve bu, diğer gezegenlerin sadece aynı miktarda su ve okyanusa değil, aynı zamanda Dünya'dakiyle aynı miktarda kıtaya sahip olabileceğini gösteriyor. Kopenhag Üniversitesi Yıldız ve Gezegen Oluşumu Merkezi'nde araştırmacı olan Profesör Martin Bizzarro, yaşamın ortaya çıkması için iyi fırsatlar sunuyor” dedi.
"Öte yandan, gezegenlerde ne kadar su olduğu rastgele olsaydı, gezegenler çok farklı görünebilirdi. Bazı gezegenler yaşam geliştirmek için çok kuru olurken, diğerleri tamamen su ile kaplı olacaktır.”
Yüzey Kompleks Modellemesi
3.3. Amorf Silika ve Kuvars Yüzeylerin Hidrolizi
Hidroliz, iki silanol SiOH bölgesi veren bir su molekülü tarafından bir köprü veya siloksan Si-O-Si bağının ayrılması anlamına gelir.
Hidroliz, silikatlardaki bağlanma ağını parçalar ve bu nedenle, silikat ve alüminosilikat camların, seramiklerin ve minerallerin çözülmesinde temel adım olarak kabul edilir. Fiziksel olarak, hidroliz, örneğin 2M bölgesinde, yukarıda ele aldığımız suyun 'ayrışarak adsorpsiyonunu' içeren bazı hidrasyon/hidroksilasyon reaksiyonlarından ayırt edilemez [30] Ayrıca, yukarıda ele alınan dehidroksilasyon reaksiyonları hidrolizin tersidir reaksiyonlar. Bununla birlikte, önceki bölümlerde, reaksiyonun meydana geldiği yüzey bölgesinin türü ve hidroliz reaksiyonunun oluşturduğu yüzey bölgesi üzerinde durduk. Sezgisel amaçlar için, aşağıdaki hidroliz reaksiyonlarını reaksiyon mekanizmaları ve enerjileri açısından ele alıyoruz.
Silika(te)lerin hidrolizi, nötr çevre pH aralığında genellikle yavaştır ve asidik ve bazik pH'larda katalize edilir. Büyük simülasyon hücrelerinde atomistik MD simülasyonlarını kullanan Garofalini [94 ], amorf silika yüzeyler üzerindeki hidroliz dinamiklerinin herhangi bir tek mekanizmanın ima edebileceğinden daha karmaşık olduğunu gösterdi. Bu tür birçok simülasyonda gözlemlenen reaksiyonlar şunları içerir: Yüzey Si üzerine su adsorpsiyonu, pentakoordinat Si reaksiyon ara ürünlerinin geçici oluşumu, siloksan bağ kopması, köprü oluşturmayan oksijenlerin oluşumu, su moleküllerinin ayrışması, yakın ve geminal silanollerin oluşumu, küçük halkaların yırtılması ve su aracılı siloksan bağ kopması. Bu süreçlerin birçoğunun uyumlu olmasına rağmen, indirgemeci tarz, ilk aşamadaki bireysel adımları izole etmeye ve tedavi etmeye çalışır. ilk başta daha küçük temsili modeller üzerinde teori düzeyi gerçekleştirilmiştir. Örneğin, siloksan bağının proton ve hidroksit destekli hidroliz reaksiyonları, ilk başta 3-21G(d), 6–31G(d) ve 6–311G(d, p) temel setlerini kullanarak HF ve MP2 seviyelerinde küme hesaplamaları [ 29 , 113 ] Sonuçlar, bir beş adede kadar Si tetrahedra, protonasyon ve hidroliz reaksiyon kinetiğinin uzun menzilli kuvvetler yerine yerel olarak kontrol edildiğini düşündürür. Bir disilisik asit kümesi için elde edilen sonuçlar, H6Si2Ö7, protonasyonun (H + veya H olarak3O + ), Si-O köprü bağlarının uzamasına (zayıflamasına) neden olur, öyle ki proton destekli hidroliz için aktivasyon bariyeri hidroliz için 121.3 kJ mol -1'e göre 100.4 kJ mol -1'e düşürülür. su yalnız. Bir H'de bir Si-O-Al bağının hidrolizi için benzer bir etki elde edildi.6Bir alüminosilikat mineralini temsil eden SiOAl kümesi [ 113 ]
Kuvarsın baz katalizli hidrolizi MP2/6-31G* seviyesinde disilisik asit, H kullanılarak modellenmiştir.6Si2Ö7, temsili küme olarak [ 29 ] İki farklı mekanizma ele alındı. birinde, H2O doğrudan negatif yüklü, protonsuz, silanol bölgesine saldırır ve alternatif mekanizmada OH − nötr yüklü (yani, tek protonlu) silanol yüzey alanı. Nötr yüzeyde OH − saldırısının, negatif yüklü bir bölgedeki su saldırısına eşdeğer, negatif yüklü bir yüzey alanının oluşmasıyla sonuçlandığı bulundu. Başka bir deyişle, dikkate alınan iki mekanizma, sonuçta aynı negatif yüklü ara ürünün oluşumuyla sonuçlanır. Ayrıca, her iki durumda da iki geçiş durumu oluşur. İki geçiş durumundan biri, uzamış (daha zayıf) Si-O bağlarına sahip olan penta-koordineli bir Si atomunu ve ardından su molekülünün zayıflamış bağa saldırmasını ve hidroliz ile sonuçlanmasını içerir. Penta-koordinatlı türlerin oluşumu, H+-destekli yola benzer ve tek başına su ile hidroliz bariyerinden çok daha küçük olan 79.08 kJ mol-1 aktivasyon bariyeri ile hız kontrol eden adımdır.
β-kristobalitin (001) ve (111) yüzeylerinden 6 ila 14 Si atomlu daha büyük kümeler, 6-31G(d) ve 6-311G(d) kullanılarak B3LYP ve MP2 teori seviyelerinde DFT enerji minimizasyonları kullanılarak incelenmiştir. ) temel setler [ 28 , 114 ] Daha büyük kümelerin Si-O-Si bağları ve en yakın komşuları üzerindeki sterik kısıtlamaları hesaba kattığı düşünüldü ve sonuçlar disilisik asit molekülü H için karşılaştırıldı.6Si2Ö7. Yalnızca su ile hidroliz için hesaplanan aktivasyon enerjileri, dimer için elde edilen 71.13 kJ mol-1 ile karşılaştırıldığında (001) ve (111) yüzeyleri temsil eden heksamerik ve heptamerik kümeler için 92.05 ve 138.1 kJ mol-1 idi. Daha büyük aktivasyon bariyerleri, alttaki yığın katının aktive kompleksin tamamen gevşemesini engellediğini gösterir. Ayrıca, (100) yüze kıyasla (111) yüzündeki daha fazla sayıda Si-O-Si köprüsü hidrolize karşı daha büyük bir direnç sağlar ve buna karşılık olarak daha yüksek bir aktivasyon bariyeri sağlar. Bu sonuçlar, ilk Si-O-Si bağının hidrolizinin hız sınırlayıcı adım olduğu ve hidrolizin tercihen daha az polimerize Si atomları içeren bir Si-O-Si bağında meydana geleceği hipotezini desteklemek için alınmıştır. Si heksameri üzerinde yapılan daha fazla çalışma, 121,3 kJ mol-1 olarak hesaplanan hidroliz aktivasyon bariyerinin, nötr pH aralığında deneysel olarak elde edilen ∼29,29 kJ mol-1 bariyerinden çok daha büyük olduğunu gösterdi. Tutarsızlık, yeni oluşan iki Si-OH grubunun dehidroksilasyona uğradığı ve Si-O-Si bağını yeniden oluşturduğu aşırı hızlı bir ters reaksiyonun kanıtı olarak açıklandı. Bu etki, Si-O-Si bağ hidrolizi için, hız denkleminde deneysel olarak elde edilen üstel faktörün neden bu kadar küçük olduğunu açıklayan çok düşük bir olasılık ile sonuçlanacaktır. Bu etki düşünüldüğünde, en olası yol, örgü direnci tarafından en az engellenen Si-O-Si bağının hidrolizi olacaktır. yani hidrolize edilecek son bağ, daha önceki sonuçlarının aksine [ 114 ] Böyle bir site için aktivasyon bariyeri 83.68 kJ mol-1 olarak hesaplandı ve deneyle daha yakın bir uyum içinde olduğu kabul edildi.
Ab başlangıç Disiloksan, H içindeki Si-O-Si bağlarının hidrolizi için küme hesaplamaları yapıldı.6Si2O ve disiloksanol H3SiOSiH2OH, asidik ve nötr pH koşullarını taklit eden koşullar altında. MP4(SDTQ)/6-31G* ve B3LYP/6-311+G(2d,p) seviyelerindeki enerjilerle HF/6-31G* seviyesinde geometri optimizasyonları elde edilmiştir [ 115 ] bir ila dört su molekülü ve polarize edilebilir süreklilik modelini kullanan bir süreklilik çözücünün etkisi kendi kendine tutarlı bir şekilde dahil edildi. Disiloksanın bir su monomeri veya dimmer tarafından ön taraf saldırısında hız belirleyici adımın, protonun nükleofilik su molekülünden ayrılan gruba (silanol) transferi olduğu bulunmuştur. Aktivasyon bariyeri, bir su monomeri için 142,3 kJ mol-1'den bir su dimeri için 102,5 kJ mol-1'e düşürülür. Reaktif ara maddede uygun bir hidrojen bağı ağı, su tetramerinin mevcudiyetinde mümkündür, öyle ki mekanizma, silikon merkezinin nükleofil (su) tarafından arka taraf saldırısına dönüşür. Aktivasyon bariyeri, dimer tarafından ön taraftan yapılan saldırıdan sadece 8.37 kJ mol-1 daha uygundur. Pentakoordineli Si atomları, hem ön hem de arka taraf saldırısı için reaktif ara maddede oluşturulur.
Disiloksanın asidik hidrolizinin, arka taraf saldırısı ile daha uygun olduğu ve bir penta-koordinatlı Si ara maddesinin oluşumu ile silikondaki konfigürasyonda bir inversiyon içerdiği bulundu. Aktivasyon bariyeri, Xiao ve Lasaga'nın [113 ] ön-yan saldırı mekanizmasına göre 92.05 kJ mol-1 daha küçüktü, ancak ikinci mekanizmanın gaz fazında geçerli olabileceği belirtilmişti. Cypryk ve Apeloig'in [ 115 ] proton destekli hidroliz reaksiyonu, yalnızca su ile yapılan nötr pH hidroliz reaksiyonundan 66.94-75.31 kJ mol -1 daha düşüktü.
Reaktif ara maddelerin geometrileri, geçiş durumları ve disiloksanol kümesindeki Si-O-Si bağının bir, iki ve dört su molekülü tarafından hidrolizi için aktivasyon bariyerinin disiloksan kümesindekilere çok benzer olduğu bulundu. geminal silanol grubunun hidroliz hızı üzerinde çok az etkisi oldu. Ayrıca, disiloksan molekülünde olduğu gibi, su moleküllerinin sayısı arttıkça aktivasyon bariyeri azalmıştır. Disiloksanolün asit destekli hidrolizi, tek başına su ile hidrolizden daha elverişliydi. Su tetramerinin mevcudiyetinde, nükleofilik sudan siloksan oksijene ortak proton transferi ile kararlı bir döngüsel ara kompleks oluşturuldu, öyle ki enerji bariyeri, reaksiyonun herhangi bir enerji bariyeri olmadan etkili bir şekilde ilerlediği ölçüde önemli ölçüde azaldı. Polarize edilebilir süreklilik modelinin dahil edilmesinin etkisi, proton destekli hidroliz reaksiyonu için enerji bariyerlerinin gaz fazına göre solvasyon ile azalması, ancak aktivasyon bariyerlerinin sadece su ile hidroliz için nispeten etkilenmemesiydi.
Yağmur Nasıl Oluşur?
Yağmur, su damlacıklarının bulutlarda bir araya gelmesi ve su damlacıklarının yağmur olarak düşmesine neden olan yerçekimi sonucudur. Sıcak hava, soğuk havadan daha fazla su damlacığına sahiptir.
Yağmur su döngüsünün bir parçasıdır. Hava, su buharı adı verilen görünmez nem içerir. Bu, havanın su buharı ile yoğun olduğu sıcak, nemli günlerde belirgindir. Sıcak hava, soğuk havadan daha fazla su buharı tutabildiğinden, hava soğuduğunda, fazla su buharı su damlacıkları şeklinde su olarak yoğunlaşır. Bu su damlacıkları bulutların içine taşınır ve bulutlar ağırlaştıkça yağmur yağabilir.
Bulutların içindeki su damlacıkları ya kendi kendine büyür ya da diğer damlacıklarla birleşerek damla olur. Bulutlarda milyonlarca damla oluşur ve bulutlar daha fazlasını tutamayacak kadar ağır olmadan önce ancak bu kadar su tutabilir. Hem yerçekimi hem de suyun ağırlığı yağmur fırtınasında rol oynar.
Yağmur yağmaya başladığında, hepsi onu yüzeye çıkarmaz. Bazıları havaya uçar ve buharlaşır ve bazıları buluta geri döner. Su bulutları ağırlaştırmaya devam ettiği sürece yağmur yağmaya devam edecek.
Su Nelerden Yapılır?
‘Su nedir’ sorusunun cevabı, olmasını istediğiniz kadar kolay. Sadece yüzeysel bir araştırma mı yapmak istiyorsunuz yoksa biraz daha derine mi bakmak istiyorsunuz? Yüzeysel olarak saf, damıtılmış su 2 hidrojen atomu ve 1 oksijen atomundan oluşur. Su numunesi ‘saf’ değilse, numunenin bileşimi farklı olabilir.
Tuzlu su açıkça tuz içerir, ancak birçok başka eser element içerebilir. Farklı kaynaklardan gelen tatlı su, farklı elementler ve mineraller içerecektir. Bunlar, suyun yıkandığı kayalardan ve çiftliklerden ve endüstriden gelen kirleticilerden gelir. İçtiğiniz su, arıtma için kullanılan çeşitli katkı maddelerinin yanı sıra sağlığımız için eklenen florürü de içerecektir. Yağmur suyu, atmosferde biriken herhangi bir sayıda kirleticiye sahip olacaktır.
Bilim adamları, dev gezegenlerin iç kısımlarındakiler gibi yüksek sıcaklık ve basınçlarda, suyun, moleküllerin hidrojen ve oksijen iyonlarından oluşan bir çorbaya dönüştüğü iyonik su olarak ve hatta daha yüksek basınçlarda, oksijenin içinde bulunduğu süperiyonik su olarak var olduğunu düşünüyorlar. kristalleşir ancak hidrojen iyonları oksijen kafesi içinde serbestçe yüzer.
Su hakkında birçok ilginç gerçek var. Su tatsız, kokusuz bir sıvıdır. Su ve buzun doğal rengi hafif mavidir, ancak su küçük miktarlarda renksiz görünür. Buz da renksiz görünür ve su buharı bir gaz olarak esasen görünmezdir. Su molekülü lineer olmadığından ve oksijen atomunun elektronegatifliği hidrojen atomlarından daha yüksek olduğundan, su hafif bir negatif yük taşır. Sonuç olarak, suyun bir elektrik dipol momenti vardır. Su, çok sayıda moleküller arası hidrojen bağı (dört) oluşturabilir. Bu faktörler suyun yüksek yüzey gerilimine ve kılcal kuvvetlere yol açar. Su genellikle evrensel çözücü olarak adlandırılır. Tüm ana hücresel bileşenler suda çözülür. Su, 3.98°C'de maksimum yoğunluğundadır. Garip bir şekilde, katı formu olan buza soğutulduğunda daha az yoğun hale gelir. Buzun sıvı su üzerinde yüzdüğü gerçeğini açıklayan bu katı halde %9 daha fazla hacim kaplayacak şekilde genişler.
Su gezegenimizin çoğunu kaplar ve bilinen evrende şu veya bu biçimde bulunabilir. Dünyanın neresinde olursanız olun, su sizi her gün bir şekilde etkiler.
Universe Today için su hakkında birçok makale yazdık. İşte suyun yoğunluğu hakkında bir makale ve işte Dünya'daki su hakkında bir makale.
Ayrıca Astronomy Cast'ın Dünya gezegeniyle ilgili bir bölümünü de kaydettik. 51. Bölüm: Dünya'yı buradan dinleyin.
Yeni Bir Kuyruklu Yıldız, Ama Yeni Bir Çözüm Yok
2011 yılında, Herschel Uzay Gözlemevi, Hartley 2 adlı bir kuyruklu yıldızın, Dünya'nın suyunun bileşimine daha yakın bir suya sahip olduğunu keşfetti.
Laik gökbilimciler rahatladı. Bu kuyruklu yıldız, sonuçta modellerini "doğruladı" (ya da medya hikayelerinin iddia ettiği gibi). Şimdi bu model Dünya'daki suyu tekrar hesaba katabilir.
Pekala, istersen buna inanabilirsin. Ancak bazı göze batan sorunları görmezden gelmeniz gerekecek.
Birincisi, ölçtüğümüz diğer tüm kuyruklu yıldızlar hala Dünya'nın suyunun iki katı kadar döteryuma sahip.
Kuyruklu yıldızlar gerçekten Dünya'nın suyunun kaynağıysa, neden Dünya'yı seçici olarak bombaladı? sadece uygun döteryum oranına sahip kuyruklu yıldızlar?
Laik gökbilimciler, iki ayrı kuyruklu yıldız kaynağı olduğunu söyleyebilirler. Hartley 2, Kuiper Kuşağı'ndan gelirken, ölçtüğümüz önceki kuyruklu yıldızların tümü Oort Bulutu'ndan geldi.
(Kuiper Kuşağı, Neptün'ün yörüngesinin dışındaki nesnelerin diski olduğu iddia edilirken, Oort Bulutu, tüm Güneş Sistemi'nin çok daha ötesinde, küre şeklinde olduğu iddia edilen bir buluttur. Oort Bulutu hiçbir zaman gözlemlenmedi, ancak Neptün'ün yörüngesinin dışındaki nesneler yörünge Kuiper Kuşağı modelinin öngördüğünden çok daha azdır.Yani laik çürütmenin kendisi zaten çürütüldü—ama şimdilik bunu görmezden gelelim.)
Her neyse, Kuiper Kuşağı nesneleri Dünya'ya daha yakın olduklarından ve yörüngeleri kabaca ekliptik düzlemi içinde olduğundan, Dünya'yı geçen yörüngelere sahip olmaları çok daha olasıdır.
Başka bir deyişle, Kuiper Kuşağı kuyruklu yıldızlarının bize çarpma olasılığı daha yüksektir.
Bu doğru. Ama aynı zamanda iki nedenden dolayı laik modele pek de yardımcı olmuyor:
- Tüm Kuiper Kuşağı kuyruklu yıldızlarının bir oranı olduğunu ve tüm Oort Bulutu kuyruklu yıldızlarının farklı bir oranı olduğunu söyleyemezsiniz, çünkü seküler model, Oort Bulutu kuyruklu yıldızlarının orijinal olarak Kuiper Kuşağı'ndan geldiğini söylüyor. (Görünüşe göre, gaz devi gezegenlerle yerçekimsel etkileşimlerle dış bölgesinden fırladılar.) 1
- İki popülasyon aslında kimyasal olarak farklı olsa bile, farklı bir probleminiz olurdu: Dünya neden bombalandı? sadece Kuiper Kuşağı nesneleri tarafından? Toplam bombardımanın sadece küçük bir kısmı Oort Bulutundan gelse bile, Dünya'nın döteryum oranı Kuiper Kuşağı kuyruklu yıldızlarınınkinden daha fazla artacaktı.
Therefore, Comet Hartley 2 doesn’t actually solve the problem that Earth’s water poses for the secular model.
And so, secular astronomers are still looking for other solutions.
Astronomy Picture of the Day
Kozmosu keşfedin! Her gün, büyüleyici evrenimizin farklı bir görüntüsü veya fotoğrafı, profesyonel bir astronom tarafından yazılmış kısa bir açıklama ile birlikte sunuluyor.
2017 September 3
A Waterspout in Florida
Görüntü Katkısı ve Telif Hakkı: Joey Mole
Açıklama: What's happening over the water? Pictured here is one of the better images yet recorded of a waterspout, a type of tornado that occurs over water. Waterspouts are spinning columns of rising moist air that typically form over warm water. Waterspouts can be as dangerous as tornadoes and can feature wind speeds over 200 kilometers per hour. Some waterspouts form away from thunderstorms and even during relatively fair weather. Waterspouts may be relatively transparent and initially visible only by an unusual pattern they create on the water. The featured image was taken in 2013 July near Tampa Bay, Florida. The Atlantic Ocean off the coast of Florida is arguably the most active area in the world for waterspouts, with hundreds forming each year. Some people speculate that waterspouts are responsible for some of the losses recorded in the Bermuda Triangle.
Water found in atmosphere of planet beyond our solar system
LONDON (Reuters) - Scientists for the first time have detected water in the atmosphere of an Earth-like planet orbiting a distant star, evidence that a key ingredient for life exists beyond our solar system, according to a study published on Wednesday.
Water vapor was found in the atmosphere of K2-18b, one of hundreds of “super-Earths” - worlds ranging in size between Earth and Neptune - documented in a growing new field of astronomy devoted to the exploration of so-called exoplanets elsewhere in the Milky Way galaxy.
More than 4,000 exoplanets of all types and sizes have been detected overall.
The latest discovery was reported in research by a team of scientists at University College London (UCL) published in the peer-reviewed journal Nature Astronomy.
“We found water,” UCL astrophysicist Ingo Waldmann told Reuters of the breakthrough, revealed from observations made with the Hubble Space Telescope, which analyzed starlight filtered through K2-18b’s atmosphere.
More precisely, it marks the first time scientists have found water in the atmosphere around a super-Earth - as opposed to a gas giant - orbiting a star within its “habitable zone,” just the right distance for liquid water to potentially exist on the surface.
Angelos Tsiaras, an astronomer at UCL, said the team is focusing its attention on identifying exoplanets with conditions similar to those on Earth.
“But of course this is not in order to find a place where we could go. This is still science fiction,” Tsiaras said, noting that K2-18b orbits a dwarf star in the constellation Leo that lies 100 light years from Earth.
While light from the sun takes several minutes to reach Earth, light from K2-18b’s star takes a century to reach our planet, “so for us to travel there is impossible,” he said.
“Given it’s so far away we don’t really have any other choice but stay on our own Earth, so it’s important to make Earth great again rather than looking for an alternative to go to,” Tsiaras said.
Aside from the tremendous distance separating Earth from K2-18b, the exoplanet is likely exposed to far more radiation than Earth, diminishing the prospects for life evolving there.
However, the discovery brings astronomers closer to answering the fundamental question of how unique Earth is in the universe, the scientists said.
Writing by Barbara Goldberg in New York Editing by Steve Gorman and Lisa Shumaker