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The Earth Has Been Trying to Tell Us; How Are We Listening? | Peter Fox | TEDxSchenectady


Ho intenzione di iniziare riconoscendo
i miei colleghi Karen Rogers e Bruce
Watson in particolare Karen e io abbiamo dato un
discorso rosso che è una versione Rensselaer
di un discorso TED venerdì scorso nella nostra capitale
inizio della campagna e fine settimana di ritorno a casa
e ho deciso di presentare una variante su
che parlare in modo da avere un’idea di
cosa stiamo facendo a Rensselaer e
prima di farlo ti terrò dentro
il tuo posto chiedendoti di allacciare il tuo
la cintura di sicurezza così ora non hai alcun reale
cinture di sicurezza ma la ragione per cui ti sto chiedendo
per fare questo è che ti prendo
attraverso 27 ordini di grandezza in scala
e 4,5 miliardi di anni in 18 minuti
quindi preparatevi , ecco il latteo
Via è una galassia a spirale nostra terra o a
almeno potrebbe essere una versione precedente del nostro
la terra è si trova in un angolo di
una di quelle braccia a spirale questa immagine
torneremo tra un minuto
è molto molto presto la Terra quindi non è un
immagine reale è una versione dell’artista
in quei primi sistemi specialmente nel
oceani sulla prima Terra
c’erano sistemi idrotermali che
c’era abbondanza che abbiamo scoperto
abbondanza di vita ma quando ha fatto quella vita
in realtà inizia davvero a verificarsi e
cosa è successo dopo e poi
giù alla scala molto microscopica questo
è una comunità di microrganismi
coesistenti insieme e questo è al
scala di 10 alla meno 6 così qui abbiamo
avere 27 ordini di grandezza e la via
in cui ascoltiamo la terra e il
modo in cui capiamo di cosa si tratta
cercando di dirci è quello di spostare su ogni
di queste scale e lo facciamo dentro
impostazioni di laboratorio sperimentali
impostazioni oltre che computazionali
impostazioni come risultato di guardare attraverso
l’ intera era del pianeta 4.5 5
miliardi di anni dalla primissima Terra
al giorno in cui possiamo andare e
studiare i sistemi microbici usando il gene
sequenziamento e
e tutte le tecniche di omics che sono
a nostra disposizione il volume dei dati è
sostanzialmente aumentato ma nostro
la sfida è non solo lavorare con
dati di oggi la terra di oggi ma da trovare
le cose sul pianeta che hanno
potrebbe molto tempo fa quindi ecco i primi
Resa dell’artista della terra che cosa ha fatto
sembra davvero che tu sappia se tu
non puoi non tornare indietro e visitarlo
devono ricorrere ad altri mezzi e uno di
il mezzo più antico per chiedere il
pianeta quello che stava facendo era entrare in un
laboratorio e sorta di indovina a ciò che il
la composizione della prima Terra dice esatta
a Mysterio furono composti i sistemi marini
di questa è un’immagine molto famosa è
probabilmente nel tuo manuale di biologia ancora
e sicuro esperimento condotto da
Miller e Urey agli Scripps
Istituzione di oceanografia e cosa
hanno fatto se non hai mai sentito parlare di questo
è messo dentro ammoniaca e metano
questo particolare ricettacolo e lo ha fatto saltare
con scarico statico quindi qualcuno lo sa
quello che hanno prodotto hanno prodotto aminoacidi
gli amminoacidi acidi sono fondamentali
blocchi costitutivi delle proteine ​​proteiche
fondamentalmente correlato al
formazione della vita e così per 60 anni
quasi
dopo quell’esperimento che era nel
Anni ’50 abbiamo pensato che la prima terra
l’atmosfera era pressappoco alla stessa pressione
com’è oggi della stessa densità
ma era composto principalmente da
metano e ammoniaca bene, questo è sbagliato
è completamente sbagliato e sbagliato
è in parte sbagliato perché siamo entrati e
abbiamo indovinato e cosa abbiamo fatto in
negli ultimi 15 20 anni ci siamo fermati
indovinando e abbiamo iniziato a tornare indietro
ad altre parti della terra e chiesto
la terra con diversi mezzi minerali
fossili e proteine cosa stavi facendo
in quel momento
ora 4,5 miliardi di anni fa ciò che era
Succedendo bene si scopre che c’è
in Australia al jack di Jack
River ci sono rocce che sono tre a
tre e mezzo
anni e andiamo a prenderli e
in quei tre miliardi e mezzo di anni
vecchie rocce ci sono questi minerali voi
se li pulisci li chiami
gli scienziati di pietre preziose li chiamano minerali
quelli hanno 4,4 miliardi di anni e loro
esistono ancora e abbiamo dovuto trovarli
e il mio collega Bruce Watson qui ha
stavo scrupolosamente esaminando questi
zirconi che usano relazioni conosciute
relazioni tra l’elemento
titanio che fa parte dello zircone e
la temperatura al momento e attraverso
varie tecniche analitiche che abbiamo scoperto
che c’era acqua sulla terra da
i primi giorni indietro di 4,4 miliardi
anni fa gli oceani sono circa 70
gradi C e l’atmosfera era
effettivamente composto da anidride carbonica e
azoto molecolare non metano non
ammoniaca e pensiamo anche che ci fosse
probabilmente una quantità ragionevole di acqua
lì quindi abbiamo solo fondamentalmente
cambiato andando e raccogliendo questi
rocce e riportandole al
laboratorio e utilizzo molto sofisticato
tecniche per analizzarle così è
bene, questa è la prima Terra che abbiamo
zirconi ma la terra si evolve
attraverso il tempo e la terra è andata
attraverso una serie di movimenti nel
magrezza a livello di sistema
i continenti hanno spostato gli oceani hanno aperto
e chiuso e come risultato di ciò
cose che noi andare a prendere oggi in
gli attuali ambienti terrestri non sono dove
erano miliardi di anni fa milioni
di anni fa quindi dobbiamo usare ancora di più
tecniche sofisticate, ecco questo
è così c’è il cosiddetto
ciclo di supercontinente che alcuni di voi potrebbero
ho sentito parlare di Dio, una terra e rodinia
e quelle cose così andiamo adesso
tornando indietro tra tutti
ciclo dei supercontinenti e e guardando
cose come quando ha fatto l’ossigeno davvero
entrare nell’atmosfera ai livelli
è oggi e si scopre che c’è
sono stati due eventi di ossidazione pensiamo che
il primo è chiamato la grande ossidazione
evento
perché era il primo ma c’è
stato un altro, ma il grigio qui
rappresenta la tremenda e questo è un
scala del registro esponenziale qui
tremenda quantità di incertezza e così via
il nostro lavoro in ascolto del pianeta è quello di
iniziare a usare la nostra conoscenza delle prove
di dove erano i continenti e
la composizione dell’atmosfera cambia
col tempo e quegli indizi che giacciono in
minerali fossili e proteine così uno
cosa che abbiamo fatto è che abbiamo un
ampio record di minerali grazie al
al fascino che gli umani hanno con
la raccolta di minerali è tremenda
database sorgente di massa MnDOT e
database scientifici e cosa è stato
molto tipico è che un individuo
lo scienziato andrà a studiare un particolare
minerale in un particolare momento in a
luogo particolare la cosa che è
diverso ora è Big Data
perché ora possiamo guardare a tutto il
dati e una cosa che abbiamo scoperto
l’avanzato e tutto quello che xtext è
che i minerali hanno una vita sociale e a
vita sociale in cui molti di voi sono coinvolti
il modo migliore per esplorare i social network
analisi di rete quindi c’è questa serie di
immagini in alto senza andare in a
grande quantità di dettagli qui all’età di 4 anni
min 4 miliardi di anni 2 miliardi di anni 3/4
di miliardi di anni fino all’età attuale
questa è la rete di associazioni
di minerali di cromo e si evolve
tempo e si evolve in molto interessante
modi in cui queste reti
sono disposti a parlarci molto del
evoluzione di quei minerali il
condizioni di temperatura e pressione
sotto il quale erano formati così come
traccia tracce della composizione del
atmosfera un altro strumento che stiamo usando
sta guardando dove si verificano i minerali
insieme che dovrebbe essere
piuttosto noioso adesso non vedi
quella
eccoci qui, questa è l’evoluzione di
minerali che si verificano insieme nel tempo
questo è un diagramma di accordi e quindi lo farò
lasciato qui il silice a base di silice
minerali la tua guida e vedrai il
complessità della presenza di minerali
si verificano dove si verificano anche insieme
ci dà indizi sul modo in cui
confronto tra i minerali perché
i minerali hanno una sostanza chimica diversa
composizioni oltre ad essere equo
bello da guardare siamo in aggiunta
Va bene, inoltre, siamo in grado di ora
guarda usando le tecniche di analisi visuale
a tutti i dati che abbiamo su
minerali e non ti mostrerò tutto
di loro ma questo è per quattro miliardi
anni di storia ecco il piccolo
ciclo di supercontinenza come puoi vedere
qui e quello che stai vedendo sono
le occorrenze relative di minerali in
determinate posizioni per ciascuno dei
elementi metallici nella prima fila del
tavola periodica quindi è chiamata la prima
fila elemento di transizione quindi è cobalto
nichel cromo titanio zinco vanadio
rame e ferro manganese e ed è
animato perché è un po ‘ difficile
quindi si chiama una trama skyline e per
la prima volta che i mineralogisti sono stati
in grado di guardare tutti questi dati al
stesso tempo e disegnare corrispondenze
tra dove il ciclo del supercontinente
e il verificarsi di minerali coincide
e non viene dentro e quale
i minerali si presentano certamente
cicli intercontinentali e non mostrare
in altri ma ce n’è uno in realtà
cosa importante che si deve sapere
su questo e su quello vanno i minerali
estinti tendiamo a pensare di vivere
le cose si estinguono ma i minerali vanno
estinta e quella estinzione è un’altra
cosa veramente importante che ci dice
quale la composizione della terra
perché si estinguono sotto certi
condizioni di reazione chimica sopra
alcune temperature e pressioni e
altre condizioni ambientali
così la prossima cosa che noi abbiamo iniziato a
fare era prendere il nostro per ciascuno dei
base elementale elementale individuale
minerali quindi tutti i minerali sono fondamentalmente
categorizzato dall’elemento primario che
sono composti da questo è il
Rete di manganese di tutti i minerali conosciuti
e ha un set di dati extra in là
se in realtà ha un sacco di set extra
di dati e i colori rappresentano
condizioni particolari di formazione per
quei minerali e in un minuto lo farai
andare in esso questo è chiamato un bipartito
La rete bipartitica di rete ha due tipi
dei nodi uno è il minerale e il
l’altra è la sua posizione e così molto difficile
per dire cosa sta succedendo qui ma
vedrai una struttura di base che vedrai
un’area molto condensata nella parte inferiore
della rete e vedrai di più
isolato principalmente cluster rosso in alto e
questo ci conduce guardando tutto ciò che è
tutti i dati sul manganese non lo sono mai
stato guardato prima che possiamo ora andare e
dì bene che cos’è quel gruppo lassù
e possiamo entrare ed esplorarlo quando e
possiamo andare e fare tecnologia di clustering
tecniche e classificazione da trovare
altri punti in comune tra il
cristalli a base di manganese l’altra cosa
è senza entrare troppo nei dettagli
la separazione tra quella parte superiore
della rete e la parte inferiore del
la rete ci fornisce effettivamente delle prove
l’estinzione del fatto che esiste un tale
grande distanza tra questi due
i raggruppamenti ci dicono un’enorme quantità di
informazioni sulla terra
questi erano impostati per la riproduzione automatica, quindi questi sono
questi sono alcuni degli strumenti e
tecniche che erano in grado di sedersi
insieme ai mineralogisti biologi paleo
e e biochimici e iniziare a chiedere
domande su queste reti e
vedrai che è molto interattivo possibile
scegliere particolari minerali e il
nodi grigi che qui sono un po ‘
difficile vedere le nostre località minerarie
e non appena hai lasciato il tuo mineralogista
gli amici prendono il controllo del mouse
c’è causa per lo zoom in zoom
è molto disorientante ora perché
non abbiamo una realtà virtuale
proiettore qui è disponibile anche in
forma di realtà virtuale in modo che tu possa effettivamente
guardalo sul tuo telefono abilitato alla realtà virtuale e
quello che è ridicolmente bello qui non lo è
ecco un esempio uno dei miei preferiti
gli elementi che sto studiando adesso sono
carbonio questo è il carbonio bipartito
Rete in modo che i punti neri siano luoghi
gli altri punti colorati sono carbonio
minerali la dimensione del punto è il
evento relativo ma ci sono cose
che possiamo estrarre da questo
diagramma particolare come quello che c’è a
asse del tempo pensiamo in questa rete
diagramma che ci sta effettivamente mostrando
fatto che ci sono più dei rossi
minerali co-occorrenti di un molto simile
tipo che è esistito per molto tempo
il tempo e tutti i nuovi blu intorno
la fine è molto molto recentemente formata così
ecco qui il rendering VR di
il della rete di carbonio di nuovo il grigio
è delle località e siamo solo
entrerò e dare un’occhiata a questo
non sta giocando
non ho alcun controllo qui così vicino
i tuoi occhi e immagina la stessa cosa
che hai visto prima di entrare e noi
esaminare il raggruppamento di posizioni e
noterai che il più grande
significativamente un numero maggiore di
i colori è perché i nodi sono
colorato con un diverso e diverso
pezzo di dati è l’ossidazione attuale
indicare il più uno più più due, quindi questo
sono minerali, quindi siamo entrati e abbiamo
iniziato a tutti i minerali conosciuti che abbiamo
lo abbiamo scoperto mentre costruiamo
modelli di ciò che questi minerali sono stati
facendo abbiamo previsto che non l’abbiamo fatto
trovato circa millecinquecento minerali
ci sono ancora 1.500 minerali che dovrebbero
esistono che non sono stati trovati e questo è
una specie di interessante su cui riflettere così
le persone amano i minerali sono fuori
cercandoli ora non lo farò
coprire fossili fossili sono davvero fantastici
ma solo per dire che siamo colleghi
lavorare con Rutgers Jana Bromberg
ha fatto la stessa cosa per
proteine ​​che costruiscono analisi di rete
diagrammi quindi questa è una rete di proteine
evoluzione e il rosso è il è il ferro
proteine ​​a base di cui sappiamo essere uno di
i più antichi minerali di formazione per
proteine e loro e molto più tardi
quelli un rame quindi c’è un asse del tempo
passando attraverso questo particolare questo
particolare rete e quindi cosa facciamo
ottenuto come andiamo indietro nel tempo la nostra copertura
sulla terra è ovviamente limitato perché
le cose si sono spostate, quindi possiamo solo raccogliere
possiamo fare cose da dove erano oggi
li rintracciare in alcuni casi schiena che possiamo fare
analisi della rete nel tempo, ma facciamolo
tornare un po ‘al
microrganismi le impostazioni che
che abbiamo iniziato con quello che siamo
comunità coesistenti perché ci sono
opportunità per quantità sostanziali di
analisi dei dati in questi ambienti
oggi quindi diamo un’occhiata al
microbiome quindi una delle sfide con
con il microbioma e il microbioma
è
Assemblea di noi di comunità di
i microrganismi sono le condizioni
che sono rappresentativi precedenti volte su
la terra ha pressioni più alte
temperature diverse composizioni
in realtà quei campioni ambientali fanno
esiste sul pianeta
ci sono siti nel vulcano i siti in
Parco nazionale di Yellowstone che in realtà
hanno condizioni compositive e così
stiamo per intraprendere un progetto con
colleghi dell’RPI che usciranno
e prova tutti questi e tu hai
qui vengono tagliate le teste ma Karen Rogers
AG e Julius e Cynthia Collins e
quello che stai vedendo qui è un
approccio ingegneristico all’esame del
ambiente e il motivo per cui abbiamo bisogno
per fare questo è in scienze ambientali
nella storia della Terra abbiamo un bias di campionamento
perché non possiamo tornare a tutti quelli
luoghi che non possiamo creare tutto il
temperatura, pressione e salinità
e e e così via, ma possiamo
fallo in laboratorio ma dobbiamo essere in grado
per trasportare i campioni il reale reale
campioni fisici quindi all’inizio I
Ti ho mostrato Miller che sei un non vogliamo
indovinare a che cosa quei microrganismi
non vogliamo fingere che non lo siamo
cercando di costruire una medicina o qualcosa del genere
così stiamo veramente guardando
Terra in modo usciamo noi li raccogliamo e
li riportiamo in laboratorio e poi
in su scala analizziamo i loro
geochimica la chimica che facciamo gene
sequenziamento e ci aspettiamo di scoprire a
enorme quantità su ciò che il nostro pianeta
ci ha detto così abbiamo iniziato con
questa specie di visione grossolana
uno in cui non sappiamo veramente quale sia il
il pianeta sembra come il nostro tempo
conoscenza di ciò che il pianeta è stato
fare è diventato più chiaro siamo andati
fino a scale più piccole in cui siamo entrati
in condizioni che sono dell’ordine del
condizioni originali sulla terra e ora
stiamo andando verso il livello microbico
e quindi siamo fondamentalmente cambiati
solo negli ultimi 10 anni i modi in
che stiamo ascoltando il pianeta ma
eppure abbiamo ancora me
più domande grazie mille
[Applausi]
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