Micile insecte care merg pe apă le oferă oamenilor de știință o perspectivă asupra modului în care microplasticele sunt împinse sub apă

Microplasticele sunt particule minuscule de plastic care poate provoca mari probleme când intră în alimentarea cu apă. Singura mea cale laborator de dinamica fluidelor explorează locomoția microplastică studiind modul în care insectele mici care merg pe apă sunt împinse sub apă de picăturile de ploaie.

Expunerea la poluarea cu microplastic poate prezenta riscuri pentru sănătate, cum ar fi probleme respiratorii și digestiveA crescut risc de diabet și somn tulburat. Dar fizicieni ca mine el poate studia modul în care se deplasează prin apă pentru a învăța cum să le curețe.

Ghiduri de apă sunt insecte minuscule care pot a merge pe apa. Sunt din belșug în zonele umede, ploioase, iar unele specii își petrec întreaga viață fără să atingă vreodată solul. Picăturile de ploaie pot cântări de peste 40 de ori un curs de apă, iar în timpul furtunilor îi lovesc ocazional direct pe plimbări. Picăturile formează un crater minuscul sub suprafața apei care învăluie alergătorul înainte de a-l arunca afară, când craterul se prăbușește înapoi la suprafață.

Scheletele marine au exoschelete puternice care le permit să supraviețuiască fiind lovite de o picătură de ploaie. Pentru că aceste insecte sunt impermeabil și foarte ușoare, de obicei revin imediat. Dar uneori picăturile de ploaie vor forma un al doilea crater mai mic chiar sub suprafață. Al doilea crater este de obicei format dintr-o cădere mare și rapidă.

Dacă curgătorul de apă se găsește în interiorul acestui al doilea crater, ar putea rămâne prins sub apă.

Picăturile de ploaie formează două cratere, dintre care al doilea poate scufunda scafandri.
Daren A. Watson și Andrew K. Dickerson, de la Proceedings of the National Academy of Sciences

În laboratorul meu ultimul studiu, am capturat plimbări de apă din lacurile locale și am eliberat picături care cad peste rezervoarele lor. Am folosit înregistrarea video de mare viteză și analiza imaginilor pentru a vedea cât de repede s-au scufundat insectele când sunt lovite de picăturile de ploaie.

Eu și colegii mei am măsurat și accelerația celui de-al doilea crater, mai mic. Acest crater se retrage rapid – în consecință în măsura noastră, de 50 de ori accelerația datorată gravitației. Umblătorii de apă nu se pot susține în interiorul acestei a doua bule, deoarece suprafața pe care se află se mișcă în sus atât de repede încât pot cădea sub apă și se scufundă. Dacă se întâmplă acest lucru, sportivii de apă fac mișcări puternice de înot pentru a încerca să reapară.

Două imagini arată procesul unui mers subacvatic care își folosește picioarele pentru a lovi cu piciorul suprafața apei.

Striders pot sări adesea la suprafață dacă se scufundă, spre deosebire de particulele de plastic.
Daren A. Watson și Andrew K. Dickerson, de la Proceedings of the National Academy of Sciences

Pentru că contează

La fel ca și mecanismele hidraulice, microplasticele sunt foarte ușoare și adesea hidrofuge. Ele tind să se deplaseze peste apă într-un mod similar, iar picăturile de ploaie le pot scufunda. Când poluanții se scufundă, ei se scufundă mai greu de curatatși viața marina poate consuma al lor.

Cercetările noastre ne spun că accelerarea rapidă a celui de-al doilea crater către suprafața apei joacă un rol important în scufundarea particulelor minuscule – căi navigabile și microplastice.

Studierea modului în care particulele mici și organismele se dispersează în apă ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă cum să prevină și să medieze poluarea cu microplastic.

Ceea ce încă nu se știe

Hidrofugele sunt atât de hidrofuge încât poartă o bule în jurul lor se numeste plastron când este împins sub apă.

În laborator, cu cât sunt loviți de picături de mai multe ori înainte de a respinge apa, cu atât este mai probabil ca plănuțele să rămână scufundate pentru perioade prelungite.

Impactul picăturilor de ploaie par să uzeze plastronul. Nu știm încă cât de mult pot tolera lipiciul cu impact repetat și cum le afectează poluanții chimici din căile navigabile rezistența la scufundare.

Ce urmeaza

Lucrările viitoare vor înlocui mecanismele hidraulice din experimentele noastre cu particule în suspensie care imită microplasticele, cu o gamă de dimensiuni, densitate și rezistență la apă. Ne așteptăm ca particulele mai mari să provoace ruperea picăturilor la contact, în timp ce particulele mai mici sunt probabil să fie transportate în aer sau aerosolidin stropire.

Iar striders nu sunt doar modele bune pentru mișcarea microplasticului. Studierea picioarelor atleților în apă în timp ce înoată ar putea ajuta, de asemenea, cercetătorii să proiecteze roboți subacvatici.

Leave a comment