Hier sind sie 15 der wichtigsten Fragen die im Jahr 2024 über der Natur auftauchen:
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Wasserstoff: Höhepunkt oder Hilfe?
Da die Bemühungen zur Eindämmung des Klimawandels zunehmen, wird Wasserstoff zu einer Alternative zunehmend populär zu konventionellen Kraftstoffen. Doch inwieweit bringt die Nutzung dieser alternativen Energiequelle Vorteile? Biodiversität Es kommt darauf an, wie der Wasserstoff hergestellt wird.
Wasserstoff, der aus Erdgas hergestellt wird, ist weiterhin darauf angewiesen fossile Brennstoffe die das Klima stören; Eine Produktion, bei der Süß- oder Meerwasser als Rohstoff verwendet wird, oder die Ausbeutung natürlicher unterirdischer Reservoire birgt potenziell unbeabsichtigte Folgen in Form der Zerstörung oder Störung von Lebensräumen.
Und wenn die Produktions-, Verteilungs- und Bereitstellungssysteme für Wasserstoff nicht sorgfältig konzipiert werden, könnten sie am Ende zu ihrem eigenen beitragen Treibhausgase. Bei der Entwicklung dieser gemischten Klimalösung sind besondere Anstrengungen erforderlich, um sicherzustellen, dass die Vorteile die Nachteile überwiegen.
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Ammoniak-Dilemma
Ammoniak ist ein wichtiger Bestandteil landwirtschaftlicher Düngemittel. Für seine Herstellung werden zudem enorme Energiemengen benötigt, die derzeit größtenteils aus fossilen Brennstoffen stammen.
Uma neue Technik Dabei werden kleine Wassertröpfchen auf ein magnetisches Netz gesprüht, was eine drastische Reduzierung der Kosten und des Treibhausgas-Fußabdrucks der Ammoniakproduktion und damit eine Eindämmung des Klimawandels verspricht. Allerdings birgt es auch potenzielle Gefahren.
Einerseits könnte die Produktion von billigerem, kohlenstoffarmem Ammoniak zu einem Anstieg des Düngemitteleinsatzes und damit zu einer drohenden Gefahr führen Luft- und Wasserverschmutzung. Da Düngemittel außerdem die Fähigkeit von Bodenmikroben erhöhen, Lachgas, ein starkes Treibhausgas, zu produzieren, könnte der Nettovorteil für das Klima viel geringer ausfallen als zunächst angenommen.
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Mikroben
Die Suche nach umweltfreundlicheren Nahrungsquellen hat sich auf kleine Unternehmen verlagert – mit enormen Auswirkungen auf die Verringerung der Bedrohung der biologischen Vielfalt durch Landumwandlung, Überfischung, Nährstoffverschmutzung und Klimawandel. Forscher entwickelten Methoden zur Züchtung von Bakterien basierend auf Wasserstoff, Stickstoff und Kohlendioxid.
Das resultierende Produkt – in Singapur bereits für die Verwendung als menschliche Nahrung zugelassen – ist relativ geschmacksneutral und lässt sich leicht in eine Vielzahl verarbeiteter Lebensmittel integrieren, um den Proteingehalt zu erhöhen. Wenn chemische Zusatzstoffe mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt werden, könnte das Produkt einen deutlich geringeren Klima-Fußabdruck und eine geringere globale Umweltbelastung haben als Fleisch, Milchprodukte und andere herkömmliche Nahrungsproteinquellen.
Ernten im Dunkeln
Der Prozess, bei dem Pflanzen Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid nutzen, um Nahrung für sich und andere Lebewesen zu produzieren, ist sowohl überraschend als auch erschreckend ineffizient. Kürzlich haben Forscher eine entwickelt alternativer Prozess Dabei werden Strom, Wasser und Kohlendioxid zur Herstellung von Acetat verwendet, das dann anstelle der durch Photosynthese erzeugten Glukose zur Stimulierung des Pflanzenwachstums verwendet werden kann.
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Die biochemische Lösung könnte die Produktivität von Pflanzen, die in künstlichen Umgebungen wachsen, drastisch steigern – und in einigen Fällen sogar den Bedarf an Licht überflüssig machen. Wenn der Energieeintrag in das System aus erneuerbaren Quellen stammt, könnte das Ergebnis eine hocheffiziente und umweltfreundliche Lebensmittelproduktion in Innenräumen sein, die zur biologischen Erhaltung beiträgt und die Notwendigkeit verringert, Lebensräume in landwirtschaftliche Flächen umzuwandeln.
Steinstaub
Zu den vielen Strategien, die zur Verringerung der Bedrohung durch den Klimawandel in Betracht gezogen werden, gehört die Ausbreitung von kohlenstoffbindendem „Gesteinsstaub“ auf landwirtschaftlichen Flächen. Es gibt Hinweise darauf, dass diese Praxis auch die Ernten verbessern kann.
Zu den möglichen zusätzlichen Vorteilen gehören die Erhöhung der Präsenz nützlicher Mikroorganismen im Boden, die Verringerung der Nährstoffgefährdung des Süßwassers und die Verringerung des Säuregehalts im Boden und im Meerwasser. Zu den möglichen negativen Folgen gehören ein verstärkter Schlammeintrag in Oberflächengewässer, eine Verschärfung der Schwermetallbelastung, eine Schädigung der im Boden lebenden Organismen und die Förderung eines verstärkten Bergbaus.
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Regenwürmer verschwinden
Regenwürmer spielen in vielen Ökosystemen – einschließlich Ackerland – eine wichtige Rolle, indem sie abgestorbenes Pflanzenmaterial recyceln, Nährstoffe freisetzen und die Bodenqualität verbessern. Da sie schweigend unter der Oberfläche ihre Arbeit verrichten, werden sie selten gesehen.
Ein genauerer Blick legt jedoch nahe, dass es an der Zeit ist, sich ernsthafter mit ihnen zu befassen. Eins aktuelle Forschung Im Vereinigten Königreich wurde festgestellt, dass die Zahl der Regenwürmer im letzten Vierteljahrhundert um ein Drittel oder mehr zurückgegangen ist, was wahrscheinlich auf den erhöhten Einsatz von Pestiziden zurückzuführen ist.
Wenn sich dieser Trend fortsetzt – und nichts dagegen unternommen wird – könnte der Verlust enorme negative Auswirkungen haben, nicht nur für die Integrität des Ökosystems, sondern auch für die Fähigkeit der Erde, eine hungernde menschliche Bevölkerung zu ernähren.
Auf den Boden hören
Como é ähm solo gesund? Herkömmliche Strategien zur Bestimmung, wie gesund Böden sind und was sie möglicherweise brauchen, um gesünder zu sein, erfordern buchstäbliches Graben – eine zeitaufwändige und teure Aufgabe.
Aufkommende Technologien ermöglichen es mithilfe von Schallerfassungstechnologie, den Zustand des Bodens unter der Oberfläche zu hören, um den Standort und die Bewegungen unterirdischer Wirbelloser zu identifizieren, während sie sich bewegen.
Der als Bodenökoakustik bekannte nicht-invasive Ansatz könnte es ermöglichen, nicht nur die Bodengesundheit einfach zu charakterisieren, sondern auch die Wiederherstellung zuvor geschädigter Böden zu verfolgen und zu verbessern und so ihre Fähigkeit zu erhöhen, als buchstäbliche Grundlage für gesunde, biologisch vielfältige Lebensräume zu dienen.
Rauch und Wetter
Die Rauchmenge in der Atmosphäre dürfte in Zukunft aufgrund der zunehmenden Häufigkeit und Intensität zunehmen Waldbrände. Und es wird immer deutlicher, dass Rauch in der Luft schwerwiegende Folgen für das Erdklima haben kann.
Partikel, die durch absichtliches Verbrennen (z. B. zum Abholzen von Wäldern oder zum Kochen von Lebensmitteln) und andere Brände freigesetzt werden, können normale Klimazyklen stören und die Art und Weise verändern, wie Temperatur und Druck in der Atmosphäre verteilt werden, wodurch Sonnenlicht blockiert und Feuchtigkeit in der Atmosphäre neu verteilt wird.
Pflanzen, Tiere, andere Lebewesen und ganze Ökosysteme haben sich so entwickelt, dass sie dem Fluss bestehender Klimazyklen folgen. Großflächige Veränderungen könnten leicht das Gleichgewicht der Natur verändern, mit möglicherweise schädlichen Folgen für die große Artenvielfalt – und für die Menschheit, die für ihr eigenes Wohlergehen auf gesunde Ökosysteme angewiesen ist.
Die DNA-Maschine
Jüngste Fortschritte in der Genforschung haben es ermöglicht, relativ einfach personalisierte DNA-Stränge herzustellen, und zukünftige Arbeiten könnten dazu führen, dass mithilfe eines Druckgeräts lange Stränge genetischen Materials hergestellt werden können, die gewünschte Merkmale kodieren, und diese dann in Organismen eingefügt werden.
Das Ergebnis ist ein Die Büchse der Pandora möglicher Auswirkungen für den Naturschutz, sowohl positiv als auch negativ. Positiv zu vermerken ist, dass die Technologie eingesetzt werden könnte, um die Notwendigkeit der Rodung von Flächen für die Landwirtschaft zu verringern, den Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden, die die Umwelt verschmutzen, zu minimieren, die Widerstandsfähigkeit von Organismen gegenüber Umweltveränderungen zu erhöhen und neue Methoden der Schädlingsbekämpfung anzubieten.
Gleichzeitig könnte eine wahllose Nutzung Ökosysteme stören. Die scheinbar endlosen Möglichkeiten könnten zu internationalen Bemühungen zur Regulierung der Durchsetzung führen.
Vorhersage der Toxizität
In der Vergangenheit haben Menschen herausgefunden, ob eine bestimmte Chemikalie für Lebewesen und Ökosysteme schädlich ist, indem sie sie einsetzten und die Ergebnisse beobachteten. Zum Glück für alle Beteiligten zeichnet sich eine neue Alternative ab.
Wissenschaftler erforschen die Nutzung vorhandener Informationen darüber, wie sich verschiedene Arten von Chemikalien in der Umwelt, in Organismen und sogar auf molekularer Ebene verhalten, um vorherzusagen, ob und wie neu formulierte Verbindungen unerwünschte und unbeabsichtigte Folgen haben könnten. Der als „Adverse Outcome Pathways“ bekannte Ansatz kann mithilfe von schnelle Verbesserungen bewirken maschinelles Lernen, tiefes Lernen und künstliche.
Die Möglichkeit, Substanzen auf diese Weise vorab auszuwählen, könnte die Identifizierung derjenigen erleichtern, die bei minimalem Schaden Vorteile bieten, wie z. B. eine Verbesserung der Lebensmittelproduktion.
Wolkenkratzer, die Vögel angreifen
Jeden Herbst fliegen Milliarden von Vögeln aus mehr als 100 Arten von Europa aus Richtung Süden auf einem Weg, der sich ins Rote Meer teilt. Steigen Sie direkt in Ihren Weg ein – als Teil des Neom-Megacity-Entwicklung von Saudi-Arabien – ist ein Wolkenkratzerkomplex mit einer Fläche von 34 km2 und einer Höhe von 500 m (1.600 ft).
Am nördlichen Ende des Roten Meeres gelegen, mit reflektierenden Oberflächen bedeckt und möglicherweise mit Windkraftanlagen ausgestattet, könnte das Megagebäude in seiner jetzigen Form zu einer Todesfalle für die Scharen von Zugvögeln werden, die die Route nutzen.
Da es keine Umweltverträglichkeitsprüfung gibt, um Pläne zur Eindämmung der Bedrohung zu ermitteln oder zu untermauern, befürchten Wissenschaftler, dass es zu einem massiven Vogelmassaker kommen könnte, das das ökologische Gleichgewicht durcheinander bringt.
Tod von Igeln
Seeigel spielen eine Schlüsselrolle bei der Aufrechterhaltung der Integrität von Korallenriffen, indem sie an Algen knabbern, die sie sonst überwältigen würden.ariamo Ökosystem. Als es im Jahr 2022 zu einem massiven Seeigelsterben im Mittelmeer kam und sich dann auf das Rote Meer auszubreiten schien, wussten die Wissenschaftler, dass dies Probleme für Unterwasserökosysteme mit sich bringen würde.
Obwohl die Todesursache in Europa weiterhin ein Rätsel ist, konnten Forscher eine Infektion durch einen Mikroorganismus als wahrscheinliche Ursache für die Katastrophe im Westatlantik identifizieren. Wenn ein ähnlicher Mikroorganismus im Mittelmeerraum schuld ist, könnte dies ein Zeichen für eine Veränderung der Umweltbedingungen sein, die das Wachstum des Mikroorganismus in anderen Meeresumgebungen begünstigt.
Die kaskadierenden Auswirkungen können verheerend sein, da diese Klasse von Krankheitserregern bekanntermaßen Fische, Korallen, Krabben und andere Meeresbewohner infiziert.
Speicherung von Kohlenstoff im Ozean
Überschüssiges Kohlendioxid in der Atmosphäre? Rufen Sie den Ozean an! Er bedeckt fast drei Viertel der Erdoberfläche und ist bekannt für seine Fähigkeit, CO2 zu absorbieren2, die sieben Meere sind gesehen werden als vielversprechende Kandidaten für die Beseitigung übermäßiger Mengen des Gases, das den Planeten erwärmt und von Menschen in die Atmosphäre gelangt ist.
Vorgeschlagene Strategien zur Erhöhung der Fähigkeit der Ozeane, CO zu absorbieren2 Dazu gehören das Hinzufügen von Dünger zum Meerwasser, das Züchten und anschließende Sequestrieren von Algen, die Schaffung eines pH-Werts im Meerwasser und die aktive Injektion von CO2 in den Felsen unter der Oberfläche.
So gut das alles auch klingt, Experten warnen, dass diese Strategien noch nicht getestet wurden und niemand wirklich weiß, wie effektiv sie bei der Speicherung von Kohlenstoff sein werden. Zweitens besteht ein großes Potenzial für unbeabsichtigte negative Folgen für die biologische Vielfalt und die Gesellschaft.
Probleme in der Dämmerungszone?
Die mesopelagische oder „Zwielichtzone“ des Ozeans, eine Region 200 bis 1.000 Meter (700 bis 3.000 Fuß) unter der Oberfläche, ist die Heimat zahlreicher Fische und anderer Meereslebewesen. Diese Lebewesen wiederum versorgen die Tiefsee mit reichlich organischem Material, indem Fäkalien und Kadaver auf den Meeresboden sinken und so die Lebewesen der Tiefsee ernähren.
Darüber hinaus wird ein Teil dieses Materials schließlich im Sediment vergraben und bindet den Kohlenstoff, der den Planeten erwärmt, aus der Atmosphäre. Wenn das absinkende organische Material in großen Stücken vorliegt, sinkt es schneller und neigt dazu, Kohlenstoff viel länger zu speichern, als wenn es in kleineren Portionen vorliegt.
Die Herausforderung? Während sich die Erdatmosphäre aufgrund der zunehmenden Konzentration von Treibhausgasen erwärmt, erwärmt sich auch die Dämmerungszone. Wissenschaftler befürchten, dass diese Erwärmung führen dazu, dass sich organische Stoffe schneller zersetzenDadurch verringert sich seine Fähigkeit, das darunter liegende Meeresleben zu ernähren und Kohlenstoff zu binden.
Meeresströmungen
Unter der Meeresoberfläche fließen Wasserströmungen von Ort zu Ort, angetrieben durch Temperatur- und Salzgehaltsgradienten. Veränderungen, die durch steigende Konzentrationen von Treibhausgasen in der Atmosphäre aufgrund menschlicher Aktivitäten verursacht werden, verändern diese unterirdischen Strömungen und schaffen neue – und manchmal störende – Bedingungen für Meereslebewesen aller Formen und Größen.
Eine dieser Strömungen, der abgrundtiefe Aufruhr in der Antarktis, verdiene viel mehr Aufmerksamkeit als bisher, schreiben die Autoren. Es wird erwartet, dass sich die Strömung im Laufe des nächsten Vierteljahrhunderts dramatisch verlangsamt, da schmelzendes Eis die Salzkonzentration verändert.
Diese Veränderung könnte wiederum die Verfügbarkeit von Sauerstoff im Meerwasser verringern und die Nahrungsverfügbarkeit sowie die Lebensbedingungen sowohl auf See als auch an Land verändern. Gleichzeitig könnten andere Faktoren wie wechselnde Winde eine Reihe von Auswirkungen haben, die das Leben im Meer auf unvorhergesehene Weise verändern könnten.
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