Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Co způsobí turbulence v nose a v oceánu

 |  10. 11. 2005
 |  Vesmír 84, 638, 2005/11

Není snadné představit si, jak se pohybuje vzduch v složitě tvarovaných nosních dutinách. Proto R. C. Schroter a D. Doorly z londýnské Imperial College spojili biomechaniku s aeronautickým inženýrstvím a vybudovali trojrozměrný průhledný model nosních dutin, jímž mohou prohánět kapaliny obsahující obarvené částečky. Rychlost a způsob pohybu kapalin simuluje různé způsoby vdechování nosem, digitální kamery sledují pohyb barevných částeček a počítače zjišťují dynamiku kapalin. Tak například hluboké vdechnutí nosem s rychlým nabráním vzduchu vyvolá rychlou cirkulaci k čidlu čichu v horní části nosu. Už malé zvýšení rychlosti toku nasměruje vzduch k odlišným částem nosních dutin. Mapování způsobů vdechu by mělo pomoci specialistům na uši, nos a krk zlepšovat operace a zpřesňovat dodávku léčiv do krevního oběhu.

Studie dalších druhů turbulence zase pomáhají zjišťovat podmínky úživnosti v mořích. Dosavadní představa byla, že podobně jako silnější turbulence větru déle udrží zvířený prach na cestě, udržuje silnější víření v oceánu fytoplankton blíže povrchu, a tím zvyšuje jeho fotosyntézu a příjem živin. Vědci z univerzity ve španělském Cádizu však zjistili, že je to obráceně: v hlubokých mořích turbulence zrychluje klesání fytoplanktonu ke dnu. Prokázali to pokusy v tancích o objemu od 9 do 520 litrů. Různě rychlou turbulenci vyvolávali buď dvěma ponořenými válci točícími se opačným směrem, nebo ponořenou mřížkou, jíž motor pohyboval nahoru a dolů. Osvětlený roztok s částečkami pak sledovali kamerou VC38, která pořizuje snímky v intervalech 53 ms, a tak lze spočítat vertikální rychlosti do 0,23 m.s–1. Doplňkově měřili rychlosti také akustickým detektorem využívajícím Dopplerův efekt. Výsledkem všech měření je, že částečky těžší než mořská voda (zejména hojné rozsivky) klesají při zvětšení turbulence rychleji, lehčí částečky zase rychleji stoupají k povrchu. Uplatňují se při tom zároveň gravitace, hmotnost částeček, gradienty tlaku a viskozita. Pro fytoplankton tedy turbulence není příznivá, žene ho do hloubek. Fytoplanktonní organizmy zřejmě v průběhu vývoje tuto nepříznivou situaci přežily díky morfologickým a fyziologickým adaptacím. To je ovšem ještě třeba prokázat studiemi v hlubokých mořích, až bude možné použít vyvíjené automatické přístroje vhodné pro dlouhodobá měření v hloubkách větších než 1000 m. (Photonics Spectra 39, 158, 2005/2, Biophotonics International 12, 51, 2005/2)

Ke stažení

RUBRIKA: Aktuality

O autorovi

Zdeněk Šesták

RNDr. Zdeněk Šesták, DrSc., (*1932) vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. V Ústavu experimentální botaniky AV ČR se zabývá fyziologií fotosyntézy. Šéfredaktor časopisu Photosynthetica. (e-mail: sestak@ueb.cas.cz)

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné