Атмосфера Земли в целом достаточно хорошо изучена. Известны ее строение, состав и происходящие в отдельных слоях процессы. При этом мезосфера, расположенная в интервале 55-95 км, остается наименее изученным слоем, что обусловлено сложным доступом к ней: метеозонды сосредоточены в нижней части атмосферы, охватывая тропосферу и стратосферу, а спутники затрагивают верхнюю часть, представленную ионосферой (термосферой) и экзосферой. Ввиду этого мезосферу иногда называют игноросферой.
При этом известна ее значимая экологическая роль, состоящая в препятствовании попаданию на поверхность Земли космических объектов. В результате сгорания метеоров и космического оборудования образуются ионы металлов. К тому же в условиях низких температур у верхней границы данного слоя формируются серебристые облака из кристаллов льда.
Основная информация о мезосфере в виде данных по температуре и ветрам получена наземными радарами и лидарами. Однако они не могут картировать слой в глобальном масштабе.
В новом исследовании Токийского университета для расширения сведений о мезосфере ученые внесли данные по ней за период с 2004 по 2023 г. в модель собственной разработки JAWARA, нацеленную на проектирование условий этой оболочки.
По результатам получены первые сведения об иерархии волн и вихрей, обеспечивающих передачу энергии между ниже- и вышележащими слоями атмосферы и определяющих движение воздуха, образование облаков и др. процессы.
В дальнейшем ученые планируют использовать JAWARA для изучения общей циркуляции атмосферы и взаимодействия между полушариями. К тому же для развития наук о Земле они обнародовали модель в виде общедоступного онлайн-ресурса.
С использованием нового метода ученые определили, что с конца 1990 гг. способность атмосферы к самоочищению растет за счет повышения концентрации гидроксильного радикала. По их мнению, это существенно снизило парниковый эффект. Причем рост содержания OH вызван антропогенным влиянием. »»»
Путем моделирования ученые выявили закономерность повышения размера семян и плодов растений подлеска после вымираний крупных животных, что связано со сгущением лесного полога. Подобные тенденции зафиксированы на границе мезозоя и кайнозоя, а также к верхнему плейстоцену. »»»
На основе анализа глобальных данных за прошедшую четверть текущего века ученые оценили объемы утраты ледников и выяснили, что темпы их таяния растут со временем. »»»
В донных отложениях озера Танганьика ученые обнаружили 2 всплеска железа-60, связанного со взрывами сверхновых: во второй половине неогена и на границе с четвертичным периодом. Эти события произошли, предположительно, в звездном скоплении Скорпиона-Центавра или Тукана-Часов. Путем моделирования исследователи выяснили, что космическое излучение от них поступало на протяжении около 100 тыс. лет, и определили его количество. Анализ истории эволюции видового состава озера выявил некоторую зависимость со вторым всплеском изотопа. Это может быть связано с инициацией мутаций ДНК космическим излучением, хотя прямая зависимость не установлена. »»»
Ученые исследовали поведение в фоновых почвах нептуния, отличающегося чрезвычайно длительным периодом полураспада. Установлено, что его растворимая пятивалентная форма фиксируется гумусом путем восстановления. »»»
Ученые выяснили, что роль фауны в трансформации ландшафтов сопоставима с вкладом таких процессов, как наводнения. Они выделили более 600 ключевых с данной точки зрения таксонов. На основе этого исследователи предложили новые методы сохранения биоразнообразия и восстановления экосистем. »»»
Путем моделирования тектоники плит ученые выяснили, что залежи водорода должны быть приурочены к складчатым структурам. Водород может формироваться при серпентинизации и в орогенах, и в рифтах, однако, как оказалось, в первом случае его образуется в 20 раз больше ввиду меньшей температуры и большего количества воды. »»»
Путем анализа соотношения изотопов азота в процессе фиксации элемента на примере цианобактерий, выращенных в условиях, аналогичных древней Земле, ученые выяснили, что этот процесс был постоянным на протяжении развития планеты. Изучение позднеархейских строматолитов и осадочных пород проявило, что источником растворимого аммония могла быть гидротермальная активность. »»»
На основе данных космических наблюдений и исследований астероидов ученые разработали новую гипотезу происхождения воды на Земле. Она предполагает, что вода была сконденсирована из парового облака, распространявшегося от Солнца 20-30 млн лет после его образования вследствие сублимации льда, содержащегося в астероидах протопланетного диска. Результаты моделирования этих процессов согласуются с фактическими данными. »»»
Путем анализа эффективности фотосинтеза по молекулам сахара в древесине годичных колец ученые установили, что с повышением концентрации CO2 в атмосфере снижаются затраты энергии на фотореспирацию. Освободившаяся энергия используется на рост и синтез сахаров. »»»