«Научная Россия» - электронное периодическое издание

Новый метод предсказывает, где произойдут мощные землетрясения

Ученые Калифорнийского университета в Риверсайде разработали способ определения мест, где с наибольшей вероятностью произойдут самые сильные землетрясения на -емле. Исследователи предложили новый мощный инструмент для улучшения подготовки к стихийным бедствиям в некоторых наиболее опасных сейсмических регионах.

Вместо того чтобы предсказывать время землетрясения, этот метод позволяет определить, где вдоль крупных разломов нарастает напряжение, чтобы ученые могли установить, где произойдет разрыв.

В ходе тестирования, результаты которого описаны в  статье Geophysical Research Letters , исследователи обнаружили, что новая модель точно указала на участок Камчатской зоны субдукции на востоке России, где позже произошло мощное землетрясение.

«-емлетрясения попадают в заголовки новостей, когда происходят, но за годы до этого разлом тихо накапливает напряжение», - сказал Фаннинг, автор статьи. «Эту деформацию можно измерить».

Подход команды исследователей сосредоточен на зонах субдукции, где одна тектоническая плита погружается под другую. В этих регионах происходят самые сильные землетрясения на -емле, в том числе магнитудой более 8,5, и часто возникают разрушительные цунами.

Используя GPS-измерения едва заметных движений земной коры, исследователи разработали алгоритм, который определяет участки разломов, находящихся в состоянии покоя и накапливающих энергию. Эти участки сопротивляются движению до тех пор, пока не накопится достаточно напряжения, чтобы спровоцировать сильное землетрясение.

Исследователи обнаружили один такой участок под Камчатским полуостровом еще до того, как там произошло сильное землетрясение. Хотя время события не поддавалось методу прогнозирования, разрыв произошел именно там, где, согласно их модели, накопилась деформация.

«У нас была идея о том, где накапливается напряжение, основанная на ограниченном наборе данных, - сказал Периолла, соавтор статьи. - То, что это сработало, подтвердило, что у такого подхода есть реальный потенциал».

Результаты исследования также показали, что землетрясения, происходящие в одном и том же регионе, могут иметь разные последствия. Несмотря на то, что на Камчатке в 1952 и 2025 годах произошли гигантские землетрясения, последнее вызвало цунами гораздо меньшей силы, что позволяет предположить, что самая пологая часть разлома сдвинулась меньше, чем во время предыдущего землетрясения.

Исследователи подчеркивают, что их метод не позволяет предсказать размер цунами или время землетрясения. Однако определение наиболее опасных зон может улучшить долгосрочное планирование и повысить готовность к стихийным бедствиям.

Сейчас команда применяет свой подход к другим крупным зонам субдукции в Японии, Мексике, Новой -еландии и на северо-западе Тихоокеанского региона. В каждой из этих зон есть свои сложности, например постепенное высвобождение энергии, а не внезапные землетрясения.

Для широкого применения этого метода потребуются более качественные наблюдения. Хотя GPS-станции на суше предоставляют ценную информацию, у ученых гораздо меньше данных, полученных в открытом море, где под океаном залегают многие из самых опасных разломов в мире.

Исследователи в Японии начали использовать акустические приборы, установленные на морском дне, для измерения медленных деформаций в течение многих лет. Аналогичные проекты предлагаются и в других местах, в том числе в Чили и на северо-западе Тихоокеанского региона. Недавно запущенный спутник может в конечном итоге предоставить дополнительные данные для регионов, которые в настоящее время не охвачены GPS.

По мнению команды, алгоритм поможет ученым оценить сейсмическую опасность на многих наиболее активных границах тектонических плит, если будет доступно достаточное количество данных.

[Фото: magnific ]


Как ткани человека выводят отходы из организма?

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, Йельского университета, Университета Помпеу Фабра и Испанского национального центра сердечно-сосудистых исследований выяснили , как ткани адаптируют способность к выведению отходов в соответствии со своими потребностями.

Сердечная мышца организма (для перекачки крови), скелетные мышцы (для движения и осанки) и бурый жир (для выработки тепла) требуют много энергии и производят большое количество отходов, которые необходимо выводить из организма.

В исследовании,  опубликованном в  Science Immunology , ученые обнаружили, что в тканях, требующих много энергии, обитают большие группы иммунных клеток, называемых макрофагами, что в переводе с греческого означает «пожиратели». Их количество зависит от метаболической активности каждой ткани и количества производимого ею «мусора».

«Баланс между высокими энергетическими потребностями и количеством макрофагов критически важен для нашего здоровья», - сказал  Хосе А. Николас-Авила , доцент кафедры микробиологии и иммунологии и старший автор исследования.

Большая часть «мусора» состоит из поврежденных митохондрий - органелл, которые преобразуют питательные вещества в энергию, необходимую для жизнедеятельности клеток. Когда митохондрии изнашиваются, они становятся отходами. Чем больше энергии требуется ткани, тем больше митохондрий отправляется на «свалку».

Ученые проследили за митохондриями в сердечной мышце, скелетных мышцах и буром жире мышей и увидели, что отработавшие свой ресурс митохондрии попадают внутрь макрофагов. Когда исследователи не давали макрофагам избавляться от отходов, система давала сбой: сердечная мышца ослабевала, скелетные мышцы становились вялыми, а бурый жир остывал. Другими словами, ткани должны оставаться чистыми, чтобы работать наилучшим образом.

Исследователи проследили за началом процесса очистки до структурных клеток, называемых фибробластами, количество которых увеличивалось параллельно с митохондриальной активностью ткани. -атем фибробласты посылали сигнал, который побуждал макрофаги к размножению, тем самым позволяя тканям регулировать количество «уборщиков» в соответствии с объемом производимых отходов.

Изучив общедоступные наборы данных о мышечных клетках человека, исследователи обнаружили, что количество макрофагов коррелирует с митохондриальной активностью мышц, которая является косвенным показателем нагрузки. Это открытие позволяет предположить, что система утилизации отходов, обнаруженная у мышей, может соответствовать метаболическим потребностям человеческих мышц.

«С возрастом меняются метаболизм тканей, накопление отходов и количество макрофагов, - говорит Лаура Пена-Кусо, соавтор исследования. - Результаты показывают, какие сигналы связывают эти процессы, и дают возможность предположить, что воздействие на эту систему поможет сохранить функции тканей с возрастом».

[Фото: julos / magnific ]


Distributed by aarss.com.