Blob, một làn sóng nhiệt khổng lồ trên biển, dẫn đến một con chim biển chưa từng thấy

Murres phổ biến được cho là loài chim biển thành công nhất ở Bắc bán cầu. Những người đi biển giống chim cánh cụt có thể vượt qua đại dương rộng lớn nhanh hơn bất kỳ loài chim biển phía bắc nào khác, và có thể lặn chiều dài của hai sân bóng đá Mỹ để bắt cá nhỏ.

Nhưng từ năm 2015 đến 2016, chú chim siêu sao này đã trải qua một lần chết chưa từng thấy.

Trong khoảng thời gian đó, khoảng 62.000 murres hốc hác, chết hoặc sắp chết (Uria aalge) dạt vào các bãi biển từ Nam California đến Quần đảo Aleutian của Alaska, một nghiên cứu mới cho thấy. Hơn nữa, các thuộc địa trong phạm vi này không thể sinh sản trong và ngay sau đó cùng một lúc. Tất cả cùng nhau, ước tính 10 đến 20 phần trăm tổng dân số khu vực đã bị xóa sổ, các nhà nghiên cứu báo cáo ngày 15 tháng 1 trong PLOS ONE.

Nguyên nhân? Các nhà khoa học cho biết, một sóng nhiệt biển kéo dài có biệt danh là Blob có tác động vang dội khắp mạng lưới thức ăn. Nhiệt độ đại dương ấm hơn đã làm thay đổi phạm vi và trang điểm của các cộng đồng sinh vật phù du và làm tăng nhu cầu trao đổi chất của tất cả các loài cá, thu hẹp một trong những nguồn cung cấp thực phẩm quan trọng của hệ sinh thái và bỏ đói murr.

Nghiên cứu này không để lại đá để xem điều gì có thể ảnh hưởng đến những con chim này, ông Andrew Leising, nhà khoa học nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Thủy sản Tây Nam và Quản lý Khí quyển Quốc gia ở La Jolla, Calif., Người không tham gia vào nghiên cứu. . Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp một loạt dữ liệu khác nhau để tiết lộ các yếu tố gây căng thẳng do sóng nhiệt kết hợp với nhau để thực sự đưa cú đập vào con cá thức ăn mà những con chim này dựa vào, anh nói.

Khi John Piatt, một nhà sinh vật học tại Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ tại thành phố Anchorage, Alaska, lần đầu tiên nghe thấy các báo cáo về số lượng lớn các xác chết đói hoặc chết trên bờ biển ở Bắc California và Washington vào mùa hè năm 2015, anh không chắc liệu các sự kiện có được kết nối hay không . Thỉnh thoảng chết vì murres aren bất thường. Nhưng trong vài tháng, các nhà khoa học công dân dọc theo bờ biển Hoa Kỳ và Canada đã bắt đầu gặp phải những xác chết chết gấp 10 đến 1.000 lần so với bình thường. Piatt nhớ lại nghĩ rằng điều này quá trùng hợp để không liên quan.

Những báo cáo này trở nên nóng hổi sau làn sóng nhiệt lớn nhất và mạnh nhất từng được ghi nhận: Blob. Bản vá nước ấm này hình thành vào cuối năm 2013 và đã phát triển kéo dài hơn 4 triệu km2, từ bán đảo Baja đến quần đảo Aleutian, vào mùa hè năm 2015. The Blob, nơi các nhà khoa học trực tiếp liên quan đến biến đổi khí hậu do con người gây ra, suy yếu cho đến cuối năm 2016, làm nóng nhiều phần của Thái Bình Dương từ 2 đến 3 độ C so với nhiệt độ bình thường và phá vỡ nhiều hệ sinh thái biển (SN: 12/14/17).

Để bắt đầu kết nối những dấu chấm này, Piatt và các đồng nghiệp của ông trước tiên đã đánh giá mức độ của sự chết chóc. Quan sát từ các nhà khoa học công dân tại hơn 700 địa điểm cho thấy khoảng 62.000 murr chết hoặc chết trôi dạt vào bờ từ năm 2015 đến 2016. Do chỉ một phần nhỏ các xác chết trôi dạt vào các bãi biển được giám sát, các nhà nghiên cứu ước tính rằng tất cả 530.000 đến 1,2 triệu murr đã chết.

Carcasses of 6,540 common murres washed onto this beach near Whittier, Alaska, on January 1 and January 2, 2016. Researchers blame a marine heat wave that diminished the murres’ key food supply.DAVID B. IRONS

Sự vĩ đại của sự chết chóc này là không có tiền lệ, theo ông Pi Piatt. Có khả năng nó chiếm khoảng 10 đến 20 phần trăm của tất cả các murres trong khu vực này.

Những cái chết được kết hợp với suy sinh sản trên diện rộng. Từ năm 2015 đến 2017, 13 thuộc địa murre hoàn toàn không tạo ra bất kỳ con gà con nào, trong khi nhiều loài khác tạo ra ít gà con hơn bình thường, các nhà nghiên cứu phát hiện. Nếu những con chim này sinh sản, điều đó có nghĩa là chúng không thể tìm đủ thức ăn. Và nếu bất kỳ loài chim nào có thể tìm thấy thức ăn trong đại dương, thì đó là một vụ giết người phổ biến.

Rùa có thể lặn sâu tới 200 mét để tóm lấy cá mòi, cá cơm và những con mồi nhỏ khác, được dán nhãn rộng rãi là cá kiếm thức ăn cá hồi bởi các nhà sinh thái học. Để sống sót, murres phải ăn hơn một nửa trọng lượng cơ thể mỗi ngày. Thông thường, Piatt nói, họ đáp ứng những nhu cầu này một cách dễ dàng. Nhưng Blob đã phá vỡ hệ sinh thái này theo những cách khiến cá thức ăn gia súc trở nên khó khăn hơn.

Trong các đại dương, năng lượng chảy lên mạng lưới thức ăn từ các nhóm thực vật phù du chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành carbohydrate. Blob hạ sinh khối thực vật phù du xuống mức thấp hơn bất kỳ năm nào được đo từ năm 1997, do dòng chảy chất dinh dưỡng đến các khu vực này giảm dần trong vùng nước ấm hơn. Chính điều này đã gây ra sự suy giảm các động vật phù du chứa chất béo mà cá ăn cỏ, làm cạn kiệt nguồn tài nguyên hệ sinh thái quan trọng. Một nghiên cứu cho thấy hàm lượng năng lượng toàn cơ thể của cây cát, một loại cá thức ăn gia súc phổ biến, giảm trung bình 89% trong năm 2016, so với những năm lạnh hơn.

Sóng nhiệt bị chèn ép cũng cung cấp thực phẩm theo cách khác. Khi nước ấm lên, nhịp sống cũng tăng lên đối với cá máu lạnh. Cả cá cơm nhỏ và cá tuyết lớn ở Thái Bình Dương ăn chúng cần ăn nhiều hơn để duy trì sự trao đổi chất của chúng. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô phỏng về cách nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất để tính toán rằng nhiệt độ tăng 2 độ C so với nhiệt độ bình thường ở Vịnh Alaska sẽ làm tăng nhu cầu tiêu thụ thực phẩm của cá săn mồi như cá tuyết Thái Bình Dương lên trung bình 63%.

Bạn có thể làm toán, và hầu như chỉ sau một đêm những con cá săn mồi lớn này cần ăn nhiều cá thức ăn gia súc hơn, chanh Piatt nói, tổng cộng khoảng 1,5 lần so với những gì chúng có nếu không có sóng nhiệt. Sự thay đổi đó có nghĩa là cá mòi đang phải đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt hơn nhiều so với cá thức ăn gia súc ít dinh dưỡng hơn. Cuối cùng, Piatt nói rằng chỉ có cá sói đủ thức ăn để nuôi cá mòi.

Liệu các murres sẽ bật trở lại vẫn được nhìn thấy, Julia Parrish, một nhà khoa học biển tại Đại học Washington ở Seattle nói. Chim có thể phục hồi sau một hoặc hai năm tồi tệ, cô nói. Nhưng các nhà khoa học hy vọng sóng nhiệt biển khổng lồ như Blob sẽ trở nên thường xuyên và dữ dội hơn trong tương lai gần (SN: 25/9/19), có thể áp đảo các loài chim. Các nhà nghiên cứu đã báo cáo vào tháng 9 năm ngoái về sự xuất hiện của một đợt nắng nóng biển lớn tương tự đang phát triển dọc theo bờ biển Thái Bình Dương của Bắc Mỹ mà họ theo dõi. Căng thẳng Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp một cửa sổ về những gì tương lai có thể nắm giữ, ông Parrish nói, và nó không đẹp.

Một hành tinh thứ hai có thể quay quanh Proxima Centauri

Hành tinh quay quanh ngôi sao gần mặt trời nhất có thể có một người hàng xóm.

Proxima Centauri, một ngôi sao đỏ mờ chỉ cách chúng ta 4.2 năm ánh sáng, đã được biết đến là nơi chứa một hành tinh có thể ở được, Proxima b, có khối lượng lớn hơn Trái đất một chút (SN: 8/24/16). Bây giờ, các nhà thiên văn học nhìn thấy gợi ý của một hành tinh thứ hai, hành tinh này lớn hơn nhiều và xa hơn ngôi sao.

Nếu nó tồn tại, Proxima c dường như to gấp 5,8 lần Trái đất và quay quanh ngôi sao của nó khoảng năm năm một lần, các nhà nghiên cứu báo cáo ngày 15 tháng 1 trên tạp chí Science Advances. Với khoảng cách từ Proxima Centauri, hành tinh này cũng quá lạnh để có nước lỏng, một thử nghiệm quan trọng cho khả năng sinh sống.

Manh mối cho sự tồn tại của hành tinh xuất hiện trong dữ liệu quang phổ của Proxima Centauri từ hai kính viễn vọng ở Chile, Mario Damasso, nhà vật lý thiên văn tại Đài quan sát vật lý thiên văn ở thành phố Torino ở Ý và các đồng nghiệp báo cáo. Dữ liệu kéo dài 17 năm, ghi lại chuyển động qua lại của ngôi sao so với Trái đất. Sau khi tính toán cho hành tinh được biết đến, các nhà nghiên cứu đã tìm thấy gợi ý về một sự chao đảo không giải thích được, có khả năng gây ra bởi một hành tinh thứ hai đang giằng co trên ngôi sao.

Đội Damasso Cảnh nhấn mạnh rằng cần có thêm dữ liệu để xác nhận sự tồn tại của hành tinh. Với sự gần gũi với Trái đất, Proxima c có thể là ứng cử viên chính cho hình ảnh trực tiếp với kính viễn vọng siêu lớn thế hệ tiếp theo, các nhà khoa học cho biết.

Năm 2019 là năm ấm áp thứ hai được ghi nhận

Năm 2019 chính thức là năm nóng thứ hai trong kỷ lục 140 năm về nhiệt độ hiện đại do cả NASA và Cơ quan Khí quyển và Hải dương học Quốc gia Hoa Kỳ biên soạn, ngày 15 tháng 1 năm năm ấm nhất đã được ghi nhận kể từ năm 2014 - làm cho năm 2019 kết thúc thập kỷ nóng nhất từng được ghi nhận.

Điều quan trọng hơn từ dữ liệu không phải là cách xếp hạng của mỗi năm năm qua, mà là sự nhất quán của các xu hướng dài hạn mà chúng ta đã thấy, nhà khoa học khí hậu của Keith, ông Gavin Schmidt nói trong một cuộc họp báo.

Năm năm đầu là năm năm qua, [và] thập kỷ vừa qua là ấm nhất, ông nói, ông Schmidt, giám đốc của Viện nghiên cứu vũ trụ NASA NASA Goddard tại thành phố New York. Hơn nữa, từ giữa thế kỷ 20, mỗi thập kỷ ấm hơn so với trước, và không phải là một lượng nhỏ.

Từ tháng 1 đến tháng 12 năm 2019, nhiệt độ trung bình toàn cầu cao hơn 0,95 độ C so với trung bình dài hạn từ 1901 đến 2000 và ấm hơn khoảng 0,98 độ so với nhiệt độ trung bình toàn cầu từ 1951 đến 1980.

Global hot spots

Nhiệt độ trung bình toàn cầu năm 2019 cao hơn 0,98 độ C so với mức trung bình giữa thế kỷ từ 1951 19191980, khiến năm nay là năm nóng thứ hai trong 140 năm giữ kỷ lục hiện đại.

2019 global temperatures compared with 1951–1980 averages

NOAA, NASA

Trong năm nóng nhất được ghi nhận, năm 2016, nhiệt độ trung bình toàn cầu là 0,99 độ so với trung bình giữa thế kỷ. Nhưng nhiệt độ năm đó đã bị ảnh hưởng bởi kiểu thời tiết El Niño Nam dao động mạnh (SN: 8/21/19), trong lịch sử làm tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu, các nhà nghiên cứu lưu ý trong cuộc họp báo, được tổ chức trong cuộc họp thường niên của Hiệp hội Khí tượng Hoa Kỳ tại Boston. El Niño cũng có tác động đến nhiệt độ năm 2019, nhưng nó nhỏ hơn nhiều so với năm 2016, ông Schmidt nói. Nếu El Niño là một nhân tố, thì năm 2017 sẽ là năm nóng nhất trong lịch sử, năm 2019 sẽ đứng thứ ba.

Sức nóng năm ngoái đã phá vỡ kỷ lục tại các thành phố trên khắp thế giới (SN: 12/16/19) và giúp đốt cháy các đám cháy từ Bắc Cực đến Úc (SN: 8/2/19; SN: 1/9/20). Phạm vi băng biển ở Bắc Cực là thấp thứ ba trong các hồ sơ trở lại năm 1979 vào tháng 9 năm 2019, sau năm 2012 và 2007.

Baked Alaska

In the United States, average temperatures across the lower 48 states were cool relative to the past five years, just slightly above the long-term average for the 20th century. But Alaska saw its warmest year on record, with an average annual temperature of about 0.11° Celsius (32.2° Fahrenheit), about 3.4 degrees Celsius higher than the average temperature from 1925 to 2000. The southeast also sweltered under record-high temperatures.

Ranking of 2019 U.S. temperatures relative to the years from 1859 to 2019

NATIONAL CENTERS FOR ENVIRONMENTAL INFORMATION/NOAA

Vi khuẩn bị làm chậm bởi một loại thuốc có thể nhanh chóng phát triển đề kháng với thuốc khác

Vi khuẩn truyền nhiễm đã xuống nhưng chưa chết hẳn có thể nguy hiểm hơn so với suy nghĩ trước đây. Ngay cả khi một loại kháng sinh làm cho vi khuẩn không hoạt động, các vi khuẩn có thể dễ dàng phát triển đề kháng với một loại thuốc khác, theo nghiên cứu mới.

Các nhà nghiên cứu báo cáo trên Khoa học ngày 10 tháng 1, các vi khuẩn Staphylococcus aureus có thể dung nạp một loại kháng sinh đã phát triển đề kháng với kháng sinh thứ hai nhanh hơn gần ba lần so với các vi khuẩn nhạy cảm hoàn toàn đã làm. Các phát hiện có thể gợi ý tại sao các loại cocktail thuốc được sử dụng để loại bỏ nhiễm trùng nhanh chóng đôi khi thất bại, và cuối cùng có thể dẫn đến những thay đổi trong cách kê đơn thuốc kháng sinh trong một số tình huống.

Allison Lopatkin, một nhà sinh học tính toán tại trường đại học Barnard ở thành phố New York, cho biết điều này không phải là nổi tiếng hay được công bố rộng rãi. việc học Càng rất nhiều chuyện xảy ra, và chúng ta cần chú ý nhiều hơn đến nó.

Vi khuẩn dung nạp kháng sinh ngừng phát triển khi có kháng sinh, xâm nhập vào trạng thái ngủ đông giúp vi khuẩn vượt qua thời gian thuốc tấn công lâu hơn bình thường. Họ nói họ chỉ cần cúi đầu xuống, ông nói, ông Nathalie Balaban, nhà sinh lý học tại Đại học Do Thái Jerusalem. Vi khuẩn dung nạp aren Có khả năng khắc phục hoặc chống lại kháng sinh theo cách mà các sinh vật kháng thuốc làm. Các vi khuẩn cuối cùng sẽ chết nếu tiếp xúc với kháng sinh tiếp tục với liều giết chết và nếu kháng thuốc không bật lên.

Vi khuẩn dung nạp như vậy có thể là nguồn gốc của nhiễm trùng kéo dài hoặc tái phát và đặc biệt ảnh hưởng đến những người có hệ thống miễn dịch yếu hoặc những người có cấy ghép y tế, chẳng hạn như thay thế khớp. Các bác sĩ có thể thử cho uống cocktail ma túy để xoay chuyển tình trạng nhiễm trùng này, đặc biệt đối với bệnh lao khó giết (SN: 8/16/19).

Trong các thí nghiệm trước đây, Balaban và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng vi khuẩn dung nạp có nhiều khả năng phát triển kháng kháng sinh. Điều này xảy ra ở bệnh nhân, quá, nghiên cứu mới tìm thấy.

Các bác sĩ đã sử dụng vancomycin kháng sinh mạnh mẽ để điều trị cho hai bệnh nhân nhập viện trong khoảng thời gian từ tháng 5 năm 2017 đến tháng 5 năm 2018 đến Bệnh viện Shaare Zedek ở Jerusalem với S. aureus kháng MRicillin hoặc MRSA, nhiễm trùng trong máu. Trong vài ngày, các bệnh nhân vi khuẩn đã trở nên dung nạp thuốc.

Một bệnh nhân, một phụ nữ 63 tuổi với máy khử rung tim được cấy ghép gần đây, đã được chuyển sang dùng kháng sinh daptomycin. Hóa ra vi khuẩn của cô cũng chịu được loại thuốc đó. Vì vậy, rifampicin đã được thêm vào hỗn hợp. Thuốc kháng sinh này thường được dự trữ, bởi vì, trong khi mạnh, nó có tác dụng phụ và vi khuẩn thường phát triển kháng thuốc nhanh chóng, Andrew Berti, dược sĩ tại Đại học Wayne State ở Detroit, người viết bài bình luận về nghiên cứu này trong cùng một vấn đề của khoa học.

Các vi khuẩn bệnh nhân đã nhanh chóng trở nên kháng với rifampicin. Trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, chỉ cần bảy chu kỳ điều trị bằng rifampicin cho người phụ nữ có thể sử dụng vi khuẩn kháng daptomycin- và vancomycin để phát triển kháng rifampicin. Để so sánh, phải mất 20 chu kỳ để vi khuẩn không dung nạp phát triển sức đề kháng. Tương tự, nhiễm trùng bệnh nhân khác đã phát triển khả năng chịu đựng trước khi kháng thuốc.

Các nhà nghiên cứu đã có kết quả tương tự trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm với vi khuẩn E.coli được điều trị bằng một số phối hợp thuốc khác nhau. Điều đó có thể chỉ ra rằng sự dung nạp có thể dẫn đến tình trạng kháng nhiều loại vi khuẩn, Jan Michiels, nhà vi sinh học tại Trung tâm Vi sinh VIB-KU Leuven ở Bỉ cho biết. Nói chung, nó có một tác dụng chung cả về chủng loại vi khuẩn và các nhóm kháng sinh.

Balaban nghĩ rằng có thể hữu ích khi bắt đầu cho bệnh nhân uống cocktail nhiều loại ngay lập tức để chống lại cả sự chịu đựng và sức đề kháng. Cô và các đồng nghiệp đang làm việc với các bác sĩ tại các bệnh viện để xây dựng các hướng dẫn cho việc sử dụng kháng sinh có cả khả năng chịu đựng và hệ thống miễn dịch của bệnh nhân.

Nhưng tác dụng phụ nghiêm trọng, chi phí thuốc và các yếu tố khác khiến cho việc uống thuốc kháng sinh sẽ không trở thành bác sĩ đầu tiên, Berti nói. Các phòng thí nghiệm lâm sàng hiện tại don don có những cách tốt để xác định vi khuẩn dung nạp hoặc biết cách chống lại chúng khi chúng phát sinh, theo lời bình luận viên đồng tác giả Elizabeth Hirsch, một dược sĩ về bệnh truyền nhiễm tại Đại học Minnesota ở Minneapolis.

Vi khuẩn có thể phát triển khả năng chịu đựng theo nhiều cách (SN: 28/11/19) và các nhà khoa học không biết về tất cả chúng. Etthel Windels, một nhà vi sinh học trong phòng thí nghiệm của Michiels, cho biết tầm quan trọng của nghiên cứu về dung sai. Càng nhiều nhà nghiên cứu biết về các gen và cơ chế liên quan đến khả năng chịu đựng, họ càng có thể thiết kế các xét nghiệm tìm vi khuẩn khoan dung và cách thức đánh thức các sinh vật và tiêu diệt chúng.

Một loại ký sinh trùng khiến chuột không sợ hãi hoặc mèo cũng có thể dập tắt những nỗi sợ khác

Một loại ký sinh trùng phổ biến ở mèo có thể loại bỏ nỗi sợ hãi của chuột bị nhiễm bệnh - một vụ tấn công não dẫn đến một sức hấp dẫn có thể gây tử vong. Nhưng sự táo bạo liên quan đến con mèo này (SN: 18/9/13) không phải là toàn bộ câu chuyện.

Khi ở trong não, ký sinh trùng đơn bào Toxoplasma gondii khiến chuột liều lĩnh trong mọi tình huống nguy hiểm, các nhà nghiên cứu viết ngày 14 tháng 1 trong Báo cáo tế bào. Những con chuột bị nhiễm bệnh đã dành nhiều thời gian hơn ở những khu vực ngoài trời, những nơi bị phơi nhiễm mà những con chuột không bị nhiễm bệnh thường tránh.

Những con chuột bị nhiễm bệnh cũng đưa tay của một người thí nghiệm vào trong chuồng - một sự xâm nhập khiến những con chuột không bị nhiễm bệnh sang phía bên kia của lồng. T. gondii - những con chuột bị nhiễm bệnh cũng không bị làm phiền bởi một con chuột bị gây mê, một kẻ săn mồi chuột, các nhà nghiên cứu từ Đại học Geneva và các đồng nghiệp đã tìm thấy. Và những con chuột bị nhiễm bệnh đã dành nhiều thời gian hơn những con chuột không bị nhiễm bệnh để khám phá mùi hương của cáo và lợn guinea tương đối vô hại.

Các nhà nghiên cứu cho biết mức độ nhiễm trùng của chuột, được đo bằng tải lượng u nang ký sinh trong não, dường như theo dõi những thay đổi hành vi, các nhà nghiên cứu báo cáo.

Toxoplasma gondii, tweaked to glow green, was isolated from the brain of an infected mouse.PIERRE-MEHDI HAMMOUDI, DAMIEN JACOT

Ký sinh trùng cần vào ruột hoặc mèo để sinh sản hữu tính. Các động vật khác có thể bị nhiễm bệnh do ăn phải T. gondii thông qua tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với phân mèo. Ký sinh trùng sau đó có thể lây lan khắp cơ thể và cuối cùng hình thành các u nang trong não.

Mọi người có thể bị nhiễm T. gondii, mặc dù thường không nghiêm trọng như chuột. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đã gợi ý về mối liên hệ giữa ký sinh trùng và hành vi của con người như vô tâm và tự tử, cũng như các rối loạn tâm thần như tâm thần phân liệt.

Sau vụ cháy nhà thờ Đức Bà, các nhà khoa học có cái nhìn thoáng qua về nguồn gốc của nhà thờ

Khu rừng của người Hồi giáo hay nhà thờ Đức Bà là một trong những địa điểm yêu thích của Olivier de Châlus. Mạng tinh thể hoặc gỗ dày đặc đó dưới mái nhà dẫn của tòa nhà là điển hình cho các kỹ thuật xây dựng thời trung cổ mà kỹ sư đã dành nhiều năm để phân tích.

"Có một mùi gỗ rất đặc biệt, rất mạnh, đến từ thời Trung cổ", de Châlus nói. "Và nó rất, rất bình tĩnh - ấn tượng, so với cuộc sống rất ồn ào bên trong thánh đường." nhìn vào những con số được vẽ nguệch ngoạc trên gỗ bởi những người thợ mộc lâu năm.

Khu rừng yêu dấu đó hiện đang bị rút ruột, bị mất trong một ngọn lửa ngày 15 tháng 4 năm 2019 đã phá hủy mái nhà thờ và ngọn tháp và những phần bị hư hại của khối xây. Châlus, người làm việc cho công ty kỹ thuật toàn cầu Arcadis, đang hoàn thành bằng tiến sĩ. về việc xây dựng thánh đường.

Có rất ít tài liệu về quá trình xây dựng, được thành lập năm 1163 và tiếp tục trong khoảng 200 năm. Châlus đã tận tụy trêu chọc các quy tắc xây dựng bất thành văn - ví dụ như cách các nhà xây dựng quyết định kích thước của cột hoặc chiều cao của các trụ bay, chẳng hạn. Các ghi chú rằng các nhà xây dựng đã nâng những viên đá nặng 100 kg hơn 60 mét khỏi mặt đất mà không có lợi ích của công nghệ hiện đại. Chính xác làm thế nào điều này đã được thực hiện đã bị mất theo thời gian, ông nói.

Olivier de Châlus studies Notre Dame construction techniques.E. CONOVER

"Notre Dame là cuộc sống của tôi, cả cuộc đời tôi," de Châlus, người đã dành bốn năm để giám sát các hướng dẫn cho khách du lịch xung quanh nhà thờ. Vì vậy, sau vụ hỏa hoạn, nhanh chóng tham gia một nỗ lực quốc tế do các nhà khoa học Pháp tổ chức để sử dụng chuyên môn của họ để giúp xây dựng lại nhà thờ và tìm hiểu thêm về tòa nhà mang tính biểu tượng. Ông hiện là người phát ngôn của nhóm, Hiệp hội các nhà khoa học au Service de la Restauration de Notre Dame de Paris - Hiệp hội các nhà khoa học phục vụ phục hồi nhà thờ Đức Bà Paris.

Vụ hỏa hoạn đã mở ra quyền truy cập vào các phần của tòa nhà không thể nghiên cứu khi cấu trúc còn nguyên vẹn. Các nhà khoa học đã cùng nhau lên kế hoạch nghiên cứu lịch sử của nhà thờ, cũng như tác động môi trường của đám cháy đối với thành phố xung quanh. Một số người sẽ khám phá những gì các tài liệu lâu đời của nhà thờ có thể tiết lộ về biến đổi khí hậu.

Sắp xếp
Khi ngọn lửa tàn lụi, Paris tuyệt vọng trước thiệt hại cho một trong những công trình lịch sử quý giá nhất của nó. Nhưng "có nhiều thứ để mất hơn những gì đã mất", nhà khảo cổ học Maxime L'Héritier của Đại học Paris 8. Nếu các vật liệu rơi xuống từ đỉnh của nhà thờ - đá, gỗ, sắt, chì - không được nghiên cứu, hey nói rằng, cơ hội bị mất là "thậm chí còn tồi tệ hơn những gì đám cháy đã gây ra."

Một ngày sau vụ hỏa hoạn, L tíchHéritier và nhà sử học nghệ thuật Arnaud Ybert hoặc Đại học de Bretagne Occidentale ở Quimper, Pháp, đã thành lập hiệp hội các nhà khoa học. Ngày nay, hơn 200 nhà khoa học là một phần của nhóm, bao gồm các nhà địa chất, khảo cổ học và kỹ sư. Hiệp hội nhằm mục đích phối hợp làm việc giữa các chuyên gia trong các chuyên ngành khác nhau, chia sẻ kiến ​​thức và luật sư cho nghiên cứu khoa học của nhà thờ.

L giápHéritier, người nghiên cứu về kim loại cổ đại, muốn biết thêm về cách sử dụng sắt trong cấu trúc, bao gồm sự tích hợp của nó vào các bức tường đá và nghề mộc anh hùng trên mái nhà. Trong khi cải tạo vào thế kỷ 19 đã thêm sắt vào cấu trúc, các nhà nghiên cứu sẽ tìm kiếm sắt thời trung cổ được đặt trong quá trình xây dựng ban đầu.

Researchers Lise Leroux, Aurélia Azéma and Maxime L’Héritier (left to right) are working on understanding the stone and metal within Notre Dame.E. CONOVER

Hẹn hò với radiocarbon thường được sử dụng để phân loại tuổi của vật liệu, nhưng để làm được điều đó, các vật liệu phải chứa một số carbon. May mắn thay, các kỹ thuật sản xuất sắt thời trung cổ đã giới thiệu các dấu vết nhỏ của carbon, khi được hợp kim với sắt, tạo ra thép. Carbon hẹn hò với các bit thép đó có thể chứng minh liệu kim loại có phải là nguyên bản hay không, LầnHéritier nói.

Và sắt, thời trung cổ hay không, có thể hoạt động "như một nhiệt kế", cho thấy ngọn lửa nóng đến mức nào, Philippe Dillmann, một nhà khảo cổ học tại Trung tâm Quốc gia de la Recherche Victifique, hay CNRS nói. Khi nhiệt độ tăng lên trong đám cháy, sự ăn mòn trên bàn ủi - về cơ bản là phần còn lại - sẽ chuyển từ phần còn lại điển hình thành các hợp chất khác thường hơn. Phân tích sự ăn mòn đó có thể chỉ ra bao nhiêu nhiệt đã xung đột với tòa nhà, và vì vậy các nhà khoa học có thể hiểu được nhiệt lượng đó đã dệt đá vôi tạo nên phần lớn cấu trúc của nhà thờ như thế nào.

Dillmann là người đồng lãnh đạo hoặc là nỗ lực thứ hai để tổ chức các nhà nghiên cứu nghiên cứu về Notre Dame, dẫn đầu bởi CNRS. Nhóm CNRS cũng sẽ lên kế hoạch cho các cuộc họp khoa học và biên soạn nghiên cứu.

Cả hai nhóm vẫn đang trong giai đoạn lập kế hoạch vì nhà thờ vẫn bị nhiễm bụi độc hại phát hành khi mái chì bị đốt cháy. Hầu hết các nhà khoa học chưa có quyền truy cập vào tòa nhà và tất cả các tài liệu bên trong phải được sắp xếp và phân loại trước khi các nhà nghiên cứu có thể chạm tay vào chúng

Inside the cathedral

Một nhóm các nhà khoa học thứ ba đã có mặt tại hiện trường để hỗ trợ dọn dẹp và phục hồi tòa nhà. Các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm của Bộ Văn hóa Pháp thuộc Viện Nghiên cứu Lịch sử, hay còn gọi là LRMH, phát triển các kỹ thuật khoa học để khôi phục các di tích trên khắp nước Pháp.

Phòng thí nghiệm, nằm ở Champs-sur-Marne gần Paris, sử dụng 23 nhà khoa học, cho tất cả các tài liệu và cho tất cả các di tích ở Pháp, theo lời kể của LRMH, Lise Leroux. "Chúng tôi rất bận rộn." Thậm chí nhiều hơn sau vụ cháy.

Một nhà địa chất và chuyên gia bảo tồn đá, Leroux đang giúp xác định khối đá vôi nào của nhà thờ Đức Bà có thể ở lại hoặc được tái sử dụng, và phải thay thế bằng đá mới. "Tượng đài rất xuống cấp," cô nói. Khi ngọn lửa hoành hành đêm hôm đó, sức nóng dữ dội và dòng nước từ các nỗ lực chữa cháy đã gây ra nứt vỡ và thiệt hại khác trong những viên đá gần ngọn lửa. Và khi nhà thờ sụp đổ, tác động đã đục lỗ trên trần đá vôi.

Falling debris punched holes in the cathedral’s vaulted ceiling. Scientists are assisting with efforts to determine which of the remaining stones are damaged and need to be replaced.BRIAN KATZ AND MYLÈNE PARDOEN/CNRS

Tìm đá để thay thế những cái bị hư hỏng hoặc bị phá hủy sẽ đòi hỏi sự chăm sóc tuyệt vời. Đặt đá hoặc các thành phần khác nhau cạnh nhau - ví dụ, các loại đá vôi khác nhau được khai thác từ các khu vực khác nhau trên thế giới - có thể khiến nước hoặc chất ô nhiễm tích tụ trong đá này nhiều hơn đá khác, làm suy yếu cấu trúc.

Ngay trước khi xảy ra hỏa hoạn, "tượng đài rất, rất bẩn", chuyên gia và nhà hóa học kim loại LRMH Aurélia Azéma nói. Bây giờ, các nhà nghiên cứu của LRMH đang nghĩ ra và thử nghiệm các kỹ thuật để loại bỏ chì, được rải khắp nhà thờ khi mái nhà bị đốt cháy. Kim loại, đá, sơn và các vật liệu khác đòi hỏi các phương pháp phù hợp để trích xuất chì mà không gây ra thiệt hại.

Dấu vân tay của một đám cháy

Các vấn đề với chì vượt ra ngoài các bức tường nhà thờ. Trong vụ hỏa hoạn, nhiệt độ cực cao đã khiến cho chì khí dung thành các hạt nhỏ cuồn cuộn trong không khí và rơi xuống như bụi gần đó. Nhà hóa học tuyệt vời đó là Sophie Ayrault, người nghiên cứu kim loại độc hại, một dự án mới.

Ayrault, hay Phòng thí nghiệm Khoa học Climat và l'Enniennement ở Gif-sur-Yvette, Pháp, trước đây đã tìm kiếm kim loại trong trầm tích sông Seine, dòng sông chảy qua Paris. Phân tích các lõi trầm tích từ vùng lũ của sông cho thấy mức độ ô nhiễm đã thay đổi như thế nào trong 100 năm qua.

Để xác định nguồn gốc của chì mà cô phát hiện, Ayrault đo nồng độ tương đối của các đồng vị của nó - các phiên bản khác nhau của nguyên tố với số lượng hoặc neutron khác nhau trong hạt nhân. Các tỷ lệ là một dấu vân tay có thể được sử dụng để theo dõi nguồn ô nhiễm.

After the fire, lead contamination near the cathedral mandated cleanup efforts (above). Researchers are measuring the isotopes of lead in samples taken from the Seine and other spots around Paris to tell which contamination came from the fire and which came before.FRANCOIS MORI/AP PHOTO

Ví dụ, được công bố vào năm 2012 trên Chemosphere, Ayrault và các đồng nghiệp rằng chữ ký của xăng pha chì có thể phát hiện được trong các trầm tích Seine cũ, nhưng đã biến mất trong các trầm tích lắng đọng sau khi xăng chì bị loại bỏ vào giữa những năm 1980.

Trước khi nhà thờ Đức Bà bốc cháy, Ayrault đã hy vọng tìm kiếm trầm tích sông Seine để thoát khỏi vụ cướp của nhà thờ Đức Bà - mà khi còn nguyên vẹn, nó chứa tới 460 tấn chì, cô nói. Nhưng Ayrault vẫn chưa mua được mẫu cướp mà cô cần để phân biệt dấu vân tay của anh ta. Bây giờ, để hiểu tác động của đám cháy, xác định rằng chữ ký đã trở nên quan trọng hơn.

Sau vụ cháy, các thử nghiệm trong công viên và trường học gần nhà thờ tìm thấy mức chì đủ cao để gây nguy hiểm cho trẻ em. Nhưng không rõ liệu tất cả các dẫn đó là kết quả của vụ cháy, hoặc nếu một số ô nhiễm có trước nó. Để giải quyết câu hỏi đó, Ayrault nhằm mục đích thu thập các mẫu hoặc nấu chảy chì và bụi từ đám cháy, cũng như các phần còn lại nguyên vẹn của mái nhà. Sau đó, cô ấy sẽ tìm kiếm các dấu hiệu hoặc dẫn đầu trong các thử nghiệm trong tương lai quanh thành phố.

Vào rừng

Những tàn dư từ thiện của khu rừng hứa Châlus cũng có thể kể một câu chuyện.

Những cây sồi đã trở thành khung gỗ của mái nhà mọc lên trong một câu thần chú nóng bỏng ở châu Âu được gọi là Thời kỳ ấm áp thời trung cổ, kéo dài từ thế kỷ 11 đến đầu thế kỷ 14 (SN: 8/17/19, trang 6). Nghiên cứu rằng gỗ có thể tiết lộ chi tiết về sự nóng lên tự nhiên đó - chẳng hạn như mức độ thường xuyên xảy ra hạn hán - và có thể dẫn đến sự hiểu biết tốt hơn hoặc những gì mong đợi từ sự thay đổi khí hậu hiện đại, Alexa Dufraisse hoặc CNRS nói.

Dufraisse có kế hoạch phân tích các vòng cây trong gỗ bị cháy. Chiều rộng của các vòng và số lượng đồng vị khác nhau được tìm thấy trong gỗ cho thấy các điều kiện mà cây phát triển. Điều đó có thể bao gồm khí hậu ẩm ướt hoặc khô và vị trí địa lý gần đúng của rừng.

The “forest” of Notre Dame held up the cathedral’s roof and spire. It was destroyed in the fire, but researchers hope to study the charred remains of the medieval oak beams to learn about climate change.F. EPAUD

Cô và các đồng nghiệp cũng hy vọng tìm hiểu cách các nhà xây dựng chọn cây và liệu các khu rừng được quản lý theo cách nào đó. Đây là một nghiên cứu mà giáo sư không bao giờ có thể thực hiện được nếu không có sự phá hủy cấu trúc bằng lửa, ông Dufraisse, một nhà nghiên cứu về dendroanthrac, một nhà khoa học nghiên cứu các vòng cây trong gỗ cháy.

Các nhà nghiên cứu khác đang nghiên cứu các khía cạnh ít hữu hình của nhà thờ, chẳng hạn như âm thanh và ý nghĩa xã hội học của nó. Các nhà nhân chủng học có kế hoạch phỏng vấn những người bị ảnh hưởng bởi vụ hỏa hoạn, bao gồm cả hướng dẫn viên du lịch và nhạc sĩ đã biểu diễn trong nhà thờ, để hiểu về tâm lý của vụ cháy. "Tất cả chúng ta đều nhớ những gì chúng ta đã làm khi nó đang cháy", nhà khảo cổ học phân tử Martine Regert của CNRS, người đứng đầu nhóm CNRS cùng với Dillmann nói.

Trân trọng thảm họa nhà thờ Đức Bà đối với vụ hỏa hoạn năm 2018 tại Bảo tàng quốc gia Brazil ở Rio de Janeiro, trong đó hàng triệu cổ vật và mẫu vật được bảo quản đã bị mất hoặc bị hư hỏng (SN Online: 9/7/18). Trong vụ cháy Rio, "đối với tôi, chúng tôi đã mất nhiều hơn" về giá trị khoa học, cô nói. Tuy nhiên, về mặt cảm xúc, "Tôi có lẽ đã buồn hơn bởi Notre Dame."

Nhà thờ giữ một vị trí bên ngoài trong trái tim của người dân Paris và người dân trên khắp thế giới. Nếu một nhà thờ khác bị đốt cháy, Châlus nói, sẽ có ít sự quan tâm hơn. Xác định cách xây dựng lại đòi hỏi phải hiểu mối quan hệ của chúng tôi với nó, quá, ông nói.

Tự chịu đựng những cảm xúc, Châlus nói rằng anh đã khóc khi lần đầu tiên bước vào thánh đường sau trận hỏa hoạn. Anh cảm thấy một cơn gió lạ ở lưng, quét vào nhà thờ và xuyên qua những cái lỗ nơi các phần của trần nhà bị sụp đổ. Ông nói về Notre Dame: "Nó không chỉ là một nhà thờ ... còn hơn cả một môn học đối với tôi."