Dávame vám do pozornosti najzaujímavejšie články a novinky zo sveta vedy a techniky, ktoré priniesol časopis Quark za posledný mesiac.
Obálka aprílového vydania časopisu Quark. Zdroj: Quark
Juraj Kapusta: Digitálne až na dno plies (Téma)
V posledných rokoch sa začali aplikovať pri batymetrickom mapovaní niektorých plies najmodernejšie metódy zberu hĺbkových údajov. Pomocou kvalitného sonaru v kombinácii s geodetickým GNSS prijímačom možno zozbierať polohovo veľmi presné údaje o ich dnách. GNSS (Global Navigation Satellite Systems; Globálne navigačné satelitné systémy) určujú presnú polohu na základe viacerých nezávislých satelitných navigačných systémov ako napríklad GPS (USA), GLONASS (Rusko) či GALILEO (EÚ). Hĺbkové údaje zo sonaru sa ukladajú k presným polohovým súradniciam okamžite v reálnom čase merania, čo výrazne zvyšuje spoľahlivosť aj presnosť vytváraných máp a digitálnych modelov dna.
Základom presných digitálnych modelov dna plies sú hodnoverne získané a spoľahlivé údaje. Tie sa zozbierajú aparatúrou (sonar + geodetický GNSS prijímač), ktorá sa pohybuje na vodnej hladine po vhodne zvolených meraných profiloch v rámci plochy plesa. Využívať sa môžu aj AUV (Autonomous Underwater Vehicle) prístroje, ktoré sa dokážu samostatne pohybovať a ukladať dátové informácie.
Výsledkom meraní a vstupom pre výpočty digitálnych modelov dna je bodové pole s hĺbkovými údajmi, ktoré dostatočne a systematicky pokrýva plochu jazera. Platí pritom jednoduché pravidlo – čím väčší je počet zmeraných bodov, tým presnejší a detailnejší model dna dostaneme. Zatiaľ čo sonar dosahuje hĺbkovú presnosť aj do 1 cm, polohová presnosť jednotlivých bodov meraných prostredníctvom GNSS prijímača v podmienkach Tatier sa po úpravách pohybuje na úrovni 10 až 20 cm, čo pri batymetrickom mapovaní plies úplne postačuje.
Na prezentovaných plesách sa aparatúra pohybovala po profiloch, ktoré boli od seba vzdialené od 2 do 8 m (v závislosti od veľkosti plesa), pričom hĺbky na jednotlivých profiloch boli zaznamenávané po každom metri. Výsledný digitálny model dna každého plesa sa tak vypočítaval z niekoľko tisíc nameraných bodových hĺbkových údajov.
Zber údajov je však časovo náročný proces, jednotlivé plesá tak boli merané pri rôznej úrovni hladín. Pred finálnymi výpočtami boli všetky údaje upravené v softvérovom prostredí GIS na maximálnu výšku hladiny každého z plies, ktorá bola predtým určená a zameraná v teréne. Následne boli interpolované základné digitálne rastre hĺbok s rozlíšením 10 cm/pixel, ktoré sú cenným zdrojom detailných informácií o dne plesa. Keďže každý pixel rastra zachytáva informáciu o hĺbke, dajú sa zobrazovať v prostredí GIS v 3D priestore – teda v podobe digitálnych modelov dna plies.
Vstupné dáta na výpočet digitálnych modelov dna plies a digitálnych modelov terénu zanesených častí v ich okolí. Zdroj: Juraj Kapusta
Kreslenie pod zemou (Rozhovor s Alexandrom Lačným)
Kedy sa začína s mapovaním jaskyne?
Keď sa objaví nová jaskyňa, vytvára sa jej akýsi rodný list – identifikačná karta. Nie všetky objavené jaskyne majú mapy, môžu mať iba opis. Ich evidenciu vedie Slovenské múzeum ochrany prírody a jaskyniarstva v Liptovskom Mikuláši.
Väčšinou sa mapuje až vtedy, keď sa uskutoční jaskyniarsky výskum, len zriedkavo k tomu dochádza ihneď po objave. Pri prvotných speleologických prácach môžu totiž jaskyniari naraziť na niečo, čo musia premiestniť. Najlepšie je jaskyňu najprv dobre preskúmať, získať rôzne východiskové body, pretože sa priestory môžu prepojiť a následne môže nastať problém s premapovaním.
Prečo jaskyne mapujeme a komu mapy slúžia?
Jaskyne mapujeme najmä preto, lebo o nich potrebujeme získať niekoľko informácií, ako napríklad ich dĺžku a hĺbku. Nemôžeme tvrdiť, že sme objavili napríklad najhlbšiu jaskyňu Malých Karpát, kým nebudeme mať jej mapu. Z mapy vyplynie aj veľmi veľa ďalších informácií. Mapa vie napovedať o genéze jaskyne, ktorá zaujíma nás, geológov. Mapovanie je tiež dôležité pre jaskyniarov, aby sa vedeli orientovať a viesť ďalší prieskum, a v neposlednom rade, aby sa v jaskyni nestratili. Samozrejme, každého poteší aj to, keď vznikne informačná tabuľa slúžiaca na ochranu jaskyne.
Aké postupy a prístroje sa používajú?
Jaskyne mapujeme pomocou tzv. polygónových ťahov, pri ktorých sa meria z bodu na bod ich dĺžka, sklon a azimut. Tak vieme zadefinovať orientáciu línie v priestore. Používame pri tom špeciálne upravený laserový diaľkomer Disto, s ktorým sa v stavebníctve merajú vzdialenosti. Najlepšie je s ním robiť čo najdlhšie polygónové ťahy, pretože čím sú kratšie, tým skôr môže dôjsť k nejakej odchýlke, a to aj k chybe pri zapisovaní údajov. Samozrejme, pri úzkych plazivkovitých chodbách, výčnelkoch či závaloch musíte mať bodov viac.
Potom prichádza na rad vykreslenie obrysov jaskyne a jej výplne. Existuje mnoho programov, ktoré dokážu prácu zjednodušiť. Pri menších jaskyniach sa stále využíva milimetrový papier a následné prekreslenie mapy do kresliaceho programu. Pri tých väčších sa vykresľuje mapa v špeciálnom programe.
Aký softvér sa používa na spracovanie údajov a digitálne mapovanie?
Používame celosvetovo známy program Therion, ktorý vyvinuli slovenskí jaskyniari Martin Budaj a Stacho Mudrák. Tento program je voľne dostupný na internete v angličtine. Umožňuje 3D modelovanie, preto je v ňom možné spracovať pôdorys, priečne rezy či rozvinuté rezy jaskyne.
Z mapovania Vajsáblovej priepasti v Malých Karpatoch v zložení Martina Kubištíková, Miloš Vaško a Alexander Lačný (na fotografii) v júli 2021. Jaskyňa s hĺbkou 179,5 m a dĺžkou 344 m je v súčasnosti najhlbšou malokarpatskou jaskyňou. Zdroj: Martina Kubištíková
RNDr. Alexander Lačný, PhD., je geológ a speleológ. Pracuje v Štátnej ochrane prírody SR, v Správe CHKO Malé Karpaty a na Katedre geológie a paleontológie Prírodovedeckej fakulty UK v Bratislave. Je predsedom Speleoklubu Trnava, členom vedeckej rady Štátnej ochrany prírody SR, redakčných rád odborných časopisov Slovenský kras, Spravodaj Slovenskej speleologickej spoločnosti a Chránené územia Slovenska. Je autorom a spoluautorom mnohých odborných článkov v našich aj zahraničných vedeckých časopisoch.
Najnovšie články z oblasti astronómie: Ďalšia planéta u susedov, Výročie legendárnej kométy, Raketoplán indickej výroby.
Jozef Májsky: Aká potrava, také perie (Príroda)
Už tisícročia patria práve kvôli krásnemu ružovo sfarbenému periu medzi najviac obdivované operence plameniaky. Plameniaka ružového (Phoenicopterus roseus) považovali už starí Egypťania za stelesnenie slnečného boha Ra, preto mu prináležala aj patričná úcta. Okrem tohto druhu, ktorý je rozšírený v Starom svete od západnej Európy cez mediteránnu oblasť až do Ázie, ako aj v Afrike, sa mohol dostať do tejto starovekej ríše aj plameniak menší (Phoeniconaias minor) s ešte výraznejším ružovým sfarbením. Tento druh žije v obrovských kolóniách pri východoafrických slaných jazerách. Z ich vody dokáže pomocou špecificky zahnutého zobáka s veľmi jemnými lamelami filtrovať aj najjemnejšie riasy a rozsievky, podobne ako jeho dvaja andskí bratranci z rodu Phoenicoparrus.
Plameniak ružový a ešte oveľa sýtejšie sfarbený plameniak červený – kubánsky (Phonicopterus ruber) majú medzery medzi filtračnými lamelami širšie, takže sa živia o niečo väčšou potravou, hlavne drobnými kôrovcami, ktoré v prímorských lagúnach so slanou alebo brakickou vodou reprezentujú najmä žiabronôžky (Artemia spp.), ale aj larvami hmyzu, mäkkýšmi či menšími semenami vodných rastlín. Okrem typických kývavých pohybov hlavou si plameniaky pri získavaní potravy niekedy pomáhajú aj tým, že nohami šliapu sediment dna, čím vyháňajú ukryté živočíchy. Ich filter, v ktorom ako piest pracuje jazyk, je veľmi výkonný – za sekundu vystrekne prefiltrovanú vodu zo zobáka tri- až štyrikrát.
Určite stojí za zmienku prvá potrava, ktorou kŕmia plameniaky svoje mláďatá. Je ňou tzv. vtáčie mlieko – tekutina zložením podobná mlieku cicavcov, bohatá na proteíny, tuky a protilátky, ktorej tvorbu v hrvoli riadi prolaktín. Ide o ten istý hormón, ktorý reguluje tvorbu mlieka cicavčích samíc.
Pri jeho vzniku sa najprv tukové kvapôčky zabudujú do výstelky hrvoľa a následne sa jeho bunky odlupujú v podobe tvarohovitej hmoty. Vtáčie mlieko plameniakov je spočiatku výrazne červené, postupne farbu stráca. Až donedávna si naši predkovia mysleli, že ide o krv, čo vedci neskôr vyvrátili. Ukázalo sa, že sfarbenie dodáva tejto unikátnej detskej výžive karotenoid kantaxantín. Klasická legenda o pelikánoch kŕmiacich svoje mláďatá krvou sa pravdepodobne vzťahovala na dávne pozorovanie plameniakov. Keďže tento pigment z potravy prednostne obohacuje tzv. vtáčie mlieko, počas jeho produkcie môže perie rodičov výrazne vyblednúť.
Do tretice možno spomenúť, že karotenoidy z potravy sa pri plameniakoch dostávajú aj do výlučkov mazovej žľazy, ktorou si impregnujú perie. Okrem toho, že sa stáva nepremokavé, získa aj intenzívnejšie ružové sfarbenie.
Plameniaky menšie (Phoeniconaias minor) majú takmer rovnomerne ružový šat. Zdroj: Jozef Májsky
Prečítajte si aj: Motýle s ostrohami
René Hauptvogel: Polárny trezor (Pýtame sa odborníkov)
Svalbard Global Seed Vault (SGSV) funguje ako bezpečný globálny depozit a záloha vzoriek semien pre humanitárne účely. Je súčasťou medzinárodného systému na zachovanie genetickej rozmanitosti rastlín, ktorý riadi Organizácia OSN pre výživu a poľnohospodárstvo (FAO). Aj keď SGSV môže mať úlohu i v prípade globálnej katastrofy, jeho hodnota sa považuje za oveľa väčšiu – je ňou poskytnutie zálohy jednotlivým zbierkam semien v prípade, že sa pôvodné vzorky a ich duplikáty v konvenčných svetových génových bankách stratia v dôsledku prírodných katastrof, ľudských konfliktov, meniacich sa politík, zlého hospodárenia alebo akýchkoľvek iných okolností.
Trezor založil Cary Fowler, americký poľnohospodár a bývalý výkonný riaditeľ organizácie Global Crop Diversity Trust (v súčasnosti Crop Trust), v spolupráci s poradnou skupinou pre medzinárodný poľnohospodársky výskum (CGIAR). Základný kameň trezoru bol položený 19. júna 2006 premiérmi Nórska, Švédska, Fínska a Dánska. Náklady na výstavbu vo výške 9 miliónov USD boli v plnej miere financované nórskou vládou. Nórsko a Crop Trust sú v súčasnosti zodpovedné za udržiavanie prevádzkových nákladov trezoru, zatiaľ čo vlády z celého sveta a nadácia Bill & Melinda Gates Foundation poskytujú primárne zdroje financovania trezoru. Crop Trust, samozrejme, víta dary zo všetkých sektorov. Medzi súčasných darcov patria vlády rozvojových a rozvinutých krajín, občianske spoločnosti (nadácie), súkromný sektor, organizácie poľnohospodárov aj jednotlivci. Slovenská republika podporila SGSV sumou vo výške 20 000 €.
Pozrite si
SGSV bol slávnostne otvorený 26. februára 2008 za prítomnosti predsedu vlády Nórska Jensa Stoltenberga, predsedu Európskej únie Josého Manuela Barrosa, generálneho riaditeľa Organizácie OSN pre výživu a poľnohospodárstvo (FAO) Jacqua Dioufa a nositeľky Nobelovej ceny za mier Wangari Maathaiovej.
SGSV sa nachádza na úbočí hory Plateau tesne nad letiskom v meste Longyearbyen, vo výške 130 metrov nad morom. Nadmorská výška je dostatočná aj v prípade zvýšenia morskej hladiny na maximálnu výšku, ak by došlo k roztopeniu všetkých ľadovcov a snehu na Zemi. Vstupný portál tvorí betónová stavba vysoká 8 m a široká 2,5 m, ktorá získala štatút globálnej ikony čiastočne vďaka inštalácii umeleckého diela s osvetlenými vláknami. Tie vytvoril nórsky umelec Dyveke Sanne.
Samotné skladovacie priestory pozostávajú z troch hál, z ktorých každá má základňu merajúcu 9,5 × 27 m a vedie k nim 100 m dlhý vodotesný tunel. V každej hale je možné umiestniť asi 1,5 milióna vzoriek semien, čo spolu tvorí celkovú kapacitu 4,5 milióna vzoriek semien. Skladovacie priestory sa nachádzajú vnútri hory, kde permafrost vykazuje stabilnú teplotu okolo -4 °C a je schladzovaný na -18 °C efektívnym a ekologickým chladiacim systémom podľa štandardov používaných v génových bankách vo svete.
Elektrickú energiu poskytuje verejná elektráreň v Longyearbyene. SGSV je vybavený aj generátormi, ktoré dodávajú elektrinu v prípade výpadku energie, a navyše permafrost by mal udržať semená v zmrazenom stave počas dlhšieho obdobia, keby absentovalo umelé dochladzovanie. Aj keď Špicbergy sú tiež ovplyvňované globálnym otepľovaním, ešte vždy sa očakáva, že zostanú jedným z najchladnejších miest na svete.
Slovenské vzorky v SGSV. Zdroj: René Hauptvogel
Mohlo by vás zaujímať: Nový život starých baní
Soňa Gažáková, Stanislav Griguš: Zemiak vs nôž (Experimenty)
Čo sa udialo vo výskume?
Výskumníci nedávno objavili dôkazy najstaršej známej infekcie dýchacích ciest pri dinosaurovi.
Ľadové stĺpce ponorené v tekutej vode sa môžu topiť do troch rôznych tvarov podľa teploty vody.
Nové vydanie časopisu Quark nájdete v novinových stánkoch od 1. mája 2022. Ak nechcete premeškať už ani jedno číslo časopisu, objednajte si zvýhodnené tlačené alebo elektronické predplatné na webovej stránke časopisu. Pre aktuálne informácie a ďalšie zaujímavosti sledujte Quark na Facebooku.
Zdroj: Quark
(GL)
