Ƙidaya kan masu ilimin lissafi don taimakawa ceto duniya

Kuna iya tsammanin irin wannan labarin na cizon ƙusa zai fito daga mai bincike, amma Dr Reimer masanin lissafi ne kuma malami a Jami'ar Utah, da kuma kasancewa wani ɓangare na al'ummar da ta canza azuzuwan jin daɗi don wasu wuraren da ba su da kyau a Duniya. , a yunkurin yin amfani da lambobi don fahimtar dumamar yanayi.

Abubuwan kasadar da suke yi suna ba su damar lura da tsarin tafiyar da canje-canje a cikin yankunan polar da kuma tabbatar da ka'idojin lissafin su na kankara da rawar da yake takawa a tsarin yanayin duniya.

Yi bidiyo

Matsala mai rikitarwa

Kauri da girman kankarar teku a cikin Arctic ya ragu da sauri tun lokacin da aka fara ɗaukar ma'aunin tauraron dan adam 1979.

Kankarar teku ita ce firij na duniya, wanda ke nuna hasken rana zuwa sararin samaniya. Kasancewarsa dawwama yana da mahimmanci ga makomar duniyarmu domin, yayin da ƙanƙara ke narkewa, ƙarin ruwan duhu yana fallasa wanda ke ɗaukar hasken rana. Wannan ruwan dumin rana yana narkar da ƙanƙara a cikin sake zagayowar ƙarfafa kai da ake kira ice albedo feedback.

Yayin da raguwar ƙanƙara mai ƙila ɗaya daga cikin manyan sauye-sauyen da ake iya gani da ke da alaƙa da ɗumamar taurari a saman duniya, yin nazari, yin ƙira da hasashen halayensa da kuma martanin tsarin polar da yake tallafawa yana da matuƙar wahala, amma masana lissafi na iya taimakawa.

Kenneth Golden, fitaccen farfesa a fannin ilmin lissafi kuma babban farfesa na injiniyan halittu a Jami'ar Utah, ya gina wani shiri na musamman kan kankara na teku sama da shekaru 30. Haɗin binciken ilimin lissafi, ƙirar yanayi da balaguron balaguro mai ban sha'awa, ya jawo hankalin ɗalibai da masu bincike na gaba da digiri, ciki har da Dokta Reimer, waɗanda suka mai da hankali kan yin amfani da irin wannan nau'in kimiyya don taimakawa wajen magance ƙalubalen yanayi mai saurin canzawa.

Factoring a cikin dabbobi

Dokta Reimer ya yi nazarin yadda berayen pola da hatimi ke amsa canje-canje a yanayin daskararrun su. Yayin da ta yi amfani da tsarin lissafi don fahimtar mu'amalar da ke tsakanin waɗannan halittu da wuraren zama, ta kuma ɗauki ma'auni da samfurori daga bears a cikin Arctic, abin da ba ta taɓa tsammanin zai yi ba a matsayinta na masanin lissafi. “Ba sa barci kwata-kwata idan sun samu natsuwa; sun yi kauri,” in ji ta. "Daya daga cikinsu ya firgita ni saboda da alama zai iya tashi a wani lokaci."

Dr Reimer yana ɗaukar ma'auni daga beyar polar da aka kwantar da ita a cikin Arctic.

Matsugunin su na raguwa yana nufin berayen polar suna tafiya akan kankara sirara, amma ana fatan binciken kamar na Dr Reimer zai taimaka wa masana su fahimci yadda za a kare manyan mafarauta.

Duk da haka, ita ce "ƙarashin hankali" duniyar ƙwayoyin cuta da algae waɗanda ke zaune a cikin aljihun ruwa mai gishiri a cikin kankara na teku wanda yanzu ya faranta mata rai. Canje-canje a yanayin zafi, gishiri da haske suna tasiri wannan al'umma ta halitta da mazauninta, yana mai da wahala a ƙirƙiri daidai. A cikin aikinta na yanzu, Dr Reimer ta gina samfura don fahimtar yadda waɗannan abubuwan ke hulɗa don tantance ayyukan halittu a cikin kankara. "Fahimtar yadda matakai akan waɗannan ƙananan ma'auni ke ba da gudummawa ga tsarin macro-matakin yana da mahimmanci don yin kwaikwayon tasirin yanayi mai zafi a kan ilimin halittun ruwa," in ji ta.

Crunching lambobin akan kankara gishiri

Kalubale ne na fahimtar yadda tsarin ƙanƙaramar ƙanƙara na teku ke shafar ɗabi'ar manyan kankara da ke sha'awar Farfesa Golden. Ya ziyarci yankunan duniya har sau 18, inda ya jajirce daga iskar yamma da aka fi sani da "Roaring Forties" don isa Antarctica ta jirgin ruwa kuma da kyar ta kaucewa fadawa cikin ruwan kankara yayin auna kankarar teku. "Wata lokaci wani katon kifin kifi ya ziyarce ni da nisa kusan taku takwas, wanda zai iya karya bakin kogin da nake ciki da wutsiya na yau da kullun," in ji shi.

Yi bidiyo

Farfesa Golden yana nazarin ƙananan tsarin ƙanƙara don ƙididdige yadda ruwa ke gudana cikin sauƙi. “Irin kankarar teku yana da gishiri. Yana da ƙananan microstructure na abubuwan haɗin brine wanda ya bambanta da ƙanƙara na ruwa mai kyau, "in ji shi.

Farfesa Golden ya jagoranci ƙungiyoyin tsaka-tsaki don yin hasashen yanayin zafi mai mahimmanci wanda abubuwan da ke tattare da brine ke haɗuwa ta yadda ruwa zai iya gudana ta cikin kankara na teku, da kuma haɓaka fasahar daukar hoto ta farko ta X-ray don nazarin yadda lissafin abubuwan da ke cikin abubuwan ke faruwa tare da zafin jiki. "Fahimtar yadda ruwan teku ke ratsawa ta cikin kankara na teku yana daya daga cikin mabuɗin fassara yadda sauyin yanayi zai kasance a cikin yanayin ruwan tekun polar," in ji shi.

Gano wannan "canjin kashewa" ya taimaka wa masana kimiyya su fahimci matakai kamar yadda ake cika abubuwan gina jiki waɗanda ke ciyar da al'ummomin algal da ke zaune a cikin abubuwan da ke cikin brine.

Farfesa Golden Nazarin ya nuna yadda ruwa zai iya gudana cikin sauƙi ta cikin kankara na teku, wanda ke da ƙananan ƙananan ƙwayoyin cuta na brine (hoto). Makonni na WF da A. Assur, CRREL (Lab binciken Yankunan Sanyi na Sojojin Amurka) Rahoton 269, 1969

Har ila yau, brine a cikin kankara na teku yana rinjayar sa hannun radar, wanda ke shafar ma'aunin tauraron dan adam kamar kaurin kankara da ake amfani da shi don inganta yanayin yanayi. Waɗannan samfuran suna da mahimmanci saboda suna hasashen canje-canjen nan gaba ga yanayin mu kuma shugabannin duniya da masana kimiyya suna amfani da su don fito da dabarun ragewa.

Yana shigowa daga sanyi

Iri-iri na kankara yana ba da ƙalubale, amma bambancin tsakanin masu bincike, malamai da ɗalibai suna haifar da kyakkyawan yanayi don sabbin ra'ayoyi. A Amurka, kashi ɗaya bisa huɗu na digirin digiri a fannin lissafi da kimiyyar kwamfuta an ba mata kyauta a cikin 2015, amma tsare-tsare irin su Jami'ar Utah. ACCESS Shirin yana horar da ƙwararrun mata masu ilimin lissafi ta hanyar taimaka musu buɗe dama kamar nasiha da bincike-hannun hannu. Balaguro zuwa Arctic ba wai kawai yana ba ɗalibai ƙwarewa mai girma ba, amma tabbatar da cewa masu ilimin lissafi sun shiga cikin bincike mai zurfi da mafita, tare da masana kimiyyar yanayi da injiniyoyi.

Lokacin da ba sa fama da guguwa, Dokta Reimer da Farfesa Golden suna aiki a kan haɗin gwiwa, ayyuka daban-daban da masu ba da shawara ga dalibai mata masu karatun digiri a matsayin wani ɓangare na shirin ACCESS. Bayan sabunta bangaren lissafi a cikin 2018 don haɗawa da canjin yanayi, Farfesa Golden ya ga kusan sau uku adadin ɗaliban ACCESS da ke sha'awar yin babban maths ko wurin bincike fiye da da.

Rebecca Hardenbrook, wacce tana daya daga cikin daliban Farfesa Golden's PhD, ta ce: “Mayar da hankali kan batutuwa masu mahimmanci kamar sauyin yanayi yana jawo mutane da yawa da muke so zuwa ilimin lissafi, wanda shine kowa da kowa, amma musamman, mata, mutane masu launi, mutane masu kyan gani; duk wanda ya fito daga wurin da ba a bayyana shi ba."

Albarkatun ruwa

Hardenbrook ta shiga shirin ACCESS gabanin shekararta ta farko a matsayin digiri na farko, inda ta shafe lokacin rani a dakin binciken ilmin taurari, wanda ya bude idanunta ga yiwuwar yin bincike. "Hakika rayuwa ta canza," in ji ta, ba ko kaɗan ba domin ta ƙara yanke shawarar yin digiri na uku a fannin lissafi tare da Farfesa Golden bayan ta yi karatun sufurin zafi ta cikin kankara ta teku a matsayin digiri na farko.

Rebecca Hardenbrook tana koyar da lissafi ga ɗalibai a Jami'ar Utah a Salt Lake City.

A yanzu ta zaburar da ɗalibai ƙanana akan tsarin ACCESS a matsayin mataimakiyar koyarwa, da kuma yin ƙirar tafkunan narke, waɗanda tafkunan ruwa ne a kan ƙanƙarar tekun Arctic. Wadannan tafkunan suna taka muhimmiyar rawa wajen tantance yawan narkewar dogon lokaci na murfin kankarar tekun Arctic ta hanyar ɗaukar hasken rana maimakon nuna shi. Yayin da suke girma da haɗuwa tare, suna fuskantar canji a cikin juzu'i na fractal, yadda ya kamata ke haifar da tsari mara ƙarewa wanda masana lissafi za su iya ƙirƙira su.

Hardenbrook yana gina kan shekaru goma na aiki akan tafkunan narke da Farfesa Golden da ɗalibai da suka gabata da masu bincike a jami'a ta hanyar daidaita tsarin Ising na gargajiya, wanda aka haɓaka fiye da ɗari ɗari da suka gabata kuma ya bayyana yadda kayan zasu iya samun ko rasa magnetism, don ƙirar narke narke. kandami lissafi. "Ina fatan in sa samfurin kankarar teku ya zama daidai a zahiri ta yadda za a iya sanya shi a cikin yanayin yanayi na duniya don samar da ingantacciyar hanyar magance tafkunan narke, wanda ke da tasiri mai ban mamaki ga albedo na Arctic," in ji ta.

Ƙara zuwa babban hoto

Masana ilmin lissafi sun riga sun warware rikice-rikicen yadda za a ayyana nisa na yankin kankara mai zurfi na teku, wanda ya tashi daga babban ciki na fakitin kankara zuwa gefuna na waje, inda raƙuman ruwa ke iya karya ƙanƙarar da ke iyo.

Court Strong, wanda masanin kimiyyar yanayi ne kuma daya daga cikin abokan aikin Farfesa Golden a Jami'ar Utah, ya zana wahayi daga wani sabon abu mai ban mamaki: kwakwalwar kwakwalwa na kwakwalwar bera. Ya gane za su iya yin amfani da hanyar lissafi iri ɗaya don auna faɗin yankin ƙanƙara kamar yadda suke yi don auna kaurin kwakwalwar rodent ɗin, wanda kuma yana da bambancin yawa. Tare da taimakon wannan sauƙaƙan samfurin, ƙungiyar ta sami damar nuna cewa yankin ƙanƙara na gefe ya ƙaru da kusan kashi 40% yayin da yanayin mu ya yi zafi.

Tsarin ACCESS na jami'ar Utah, gami da bincike-bincike na hannu, na nutsar da ɗalibai a cikin mahalli na tsaka-tsaki inda lissafi ke cikin babban hoto. Yana ƙarfafa ƙetare pollination, inda za a iya amfani da hanyoyi da ra'ayoyi daga wuraren kimiyya da ba su da alaƙa don magance matsalolin lokacin da ainihin ilimin lissafi ya kasance daidai.

"Lokacin da aka gabatar muku da wani yanayi da ba a saba gani ba, kuna buƙatar tunani iri-iri don duba matsala sarai kuma ku samar da mafita," in ji Farfesa Golden.

Asarar kankarar teku da aka gani a yankin Arctic ya faru ne a cikin 'yan shekarun da suka gabata kuma yana ci gaba cikin sauri.

"Muna bukatar dukkan kyawawan kwakwalwa da kuma hanyoyi daban-daban na tunani da za mu iya samu, kuma muna bukatar su da sauri," in ji shi.

An sake nazarin wannan labarin don Jami'ar Utah, Cibiyar Kimiyya ta Kasa da Ofishin Bincike na Naval ta Elvis Bahati Orlendo, Gidauniyar Kimiyya ta Duniya, Stockholm da Dr Magdalena Stoeva, FIOMP, FIUPESM.