8月15日 (星期四)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:
《自然》网站(www.nature.com)
地质学最大的谜团:板块构造何时开始重塑地球?
由于地球地壳被分成了不断移动的构造板块,地球频繁发生地震。板块构造的力量几乎决定了从气候到生命进化的一切。
尽管地球板块构造极为重要,其确切的起始时间却仍然是一个未解之谜。21世纪初以来,地质学家一直在搜集数据,试图解答板块构造的起始时间和方式。这些研究产生了许多常常相互矛盾的结果。
然而,过去十年里,科学家逐渐形成了一个共识。大约在30亿年前,地壳构造发生了关键性的转变:众多证据显示,那时的构造活动发生了深远的变化。例如,2016年的一项研究发现地壳的组成在大约30亿年前开始发生改变。
其他研究指出,地壳的转变甚至可能发生在更早的时期。一些研究表明,早在30亿年前甚至38亿年前,地球就存在了俯冲作用。但关于这种早期俯冲的范围,学界仍有较大争议。
有研究通过模拟撞击显示,某些俯冲可能是由陨石撞击引发的。2022年对太古宙大陆地壳的研究得出结论,至少在27亿年前,俯冲作用仅是局部的。
相比之下,真正的板块构造应是全球性的并且持续发生的。研究人员指出,这方面的确凿证据大约在22亿年前才出现。当时,被称为努纳或哥伦比亚的古老超大陆正在形成,这反映了一个全球性的过程。
即便如此,该系统之后仍在不断演变。蓝片岩这类只有在俯冲的岩石密度大且温度低时才能形成并沉入地幔深处的岩石,出现在大约8亿年前的岩石记录中,这使一些研究人员认为,直到那时地球的现代板块构造才真正开始。
《科学通讯》网站(www.sciencenews.org)
科学家们提出建立“月球方舟”:储存地球濒危物种的细胞
随着越来越多的物种濒临灭绝,科学家们一直在收集动物、植物及其他生物的样本,并将它们储存在全球各地的生物库中。但气候变化、环境灾难和战争的威胁使这些现代的诺亚方舟面临风险。为此,一群研究人员正在探索在月球上建造一个此类方舟的可能性。
位于月球南极永久阴影区的生物储存库可能比地球上的任何生物储存库都要稳定。美国史密森尼国家动物园和保护生物学研究所的科学家玛丽·海格多恩(Mary Hagedorn)及其团队最近在《生物科学》( BioScience)杂志上报告,这些区域的温度通常保持在零下196摄氏度左右,适合长期储存大多数动物细胞。
几年后,另一团队提出了在月球表面下的熔岩管中建造一个月球方舟的提议,但这需要太阳能冷却系统;一旦电力供应中断,样本将遭到破坏。海格多恩的团队认为,在月球永久冰冻的阴影区,月球方舟无需能源或持续的人工维护。
新提案面临的挑战包括如何处理辐射和微重力对样本的长期影响。海格多恩及其同事正在设计防辐射的样品储存容器,下一步计划在未来的月球任务中测试这些原型。
《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)
1、面包是如何帮助文明产生的:面包用小麦成为全球主导作物的秘诀
一项国际重要研究揭示了面包用小麦如何在帮助古代文明转型的过程中,成为当今全球80亿人口的主要粮食作物。这项研究由“开放野生小麦联盟(OWWC)”的研究机构进行,成果发表在《自然》(Nature)杂志上。研究指出,面包用小麦的成功秘诀在于一种名为粗山羊草(Aegilops tauschii)的野草的遗传多样性。
面包用小麦是三种野草杂交而成的,包含A、B和D三个基因组,这三种野草构成了一个复杂的植物体系。大约在八千到一万一千年前,粗山羊草这种不起眼的野草在里海南岸与早期种植的面食小麦杂交,为面包用小麦提供了D基因组。
这场偶然的杂交催生了一场农业革命。面包用小麦的种植迅速扩展到新的气候和土壤条件下,受到农民的热烈欢迎。它高含量的麸质让面团更加富有弹性,可以制作出结构更佳的面包。
研究者强调,若非这种遗传多样性带来的基因活力,面包用小麦或许不会成为今天在全球如此广泛种植的主导作物。正是这种适应性,让面包用小麦能够成为全球农业的支柱。
2、与工作有关压力会增加 心律失常 风险
根据《美国心脏协会杂志》(Journal of the American Heart Association)上发布的一项最新研究,由工作压力及努力与回报之间不平衡引起的工作压力可能增加患 房颤 的风险。
房颤(AFib)是最常见的心律失常类型,可导致中风、心力衰竭等心血管并发症。据美国心脏协会2024年的数据,预计到2030年,美国将有超过1200万人患有房颤。
以往的研究已将高工作压力与冠心病风险增加联系起来。这项研究首次检查了工作中的心理社会压力对房颤的不利影响。
研究团队分析了加拿大近6000名从事白领工作的成年人的医疗记录,并进行了18年的跟踪调查。分析结果显示,自述工作压力大的员工患房颤的风险比未感受压力的员工高83%;而那些感受到努力与回报不平衡的员工,患病风险比其他员工高44%。同时感受到高工作压力和努力-回报不平衡的员工,其房颤风险增加了97%。
该研究的局限在于,参与者都是白领,包括经理、专业人员和办公室工作人员,因此结果可能不适用于其他工种或其他国家的员工。
《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)
1、“几乎没有价值”——研究发现喷雾 杀虫剂 无法控制蟑螂
一项新的研究表明,滞留型杀虫剂对于控制蟑螂几乎无效。这种杀虫剂设计用于喷洒在蟑螂可能出现的表面,以便蟑螂在通过时接触到有毒成分。然而,美国肯塔基大学和奥本大学的研究人员在实验室测试中发现,这些杀虫剂对德国小蠊的效果非常有限。
德国小蠊是全球家庭和建筑中最常见的害虫之一,以其繁殖迅速和对多种常见杀虫剂产生抗性而著称。
研究发现,使用拟除虫菊酯类杀虫剂的液体和气溶胶喷雾剂,当德国小蠊暴露在喷雾剂表面30分钟的情况下,杀灭率不到20%的。即使蟑螂被限制在喷雾剂表面上,大多数产品也需要8到24小时才能杀死蟑螂,有些甚至需要5天。这项研究发表在最近的《经济昆虫学杂志》(Journal of Economic Entomology)上,研究人员在德国小蠊身上测试了这种喷雾剂,这些蟑螂是从现实世界蟑螂出没地方中收集的。之前的研究表明,这些昆虫已经进化出了对拟除虫菊酯的抗性。
研究人员指出,虽然控制蟑螂可能具有挑战性,但是通过采取一定措施,仍然可以有效实现。不过,这通常需要投入大量时间和高昂的成本。他们特别提到,德国小蠊普遍对拟除虫菊酯类杀虫剂具有抗药性,这是控制这种害虫时面临的一个主要难题。
2、气候变化可能以惊人方式使土壤毒性更大
《关于汞的水俣公约》(简称《水俣公约》)自2017年生效以来,旨在帮助控制汞排放和限制全球范围内的汞暴露。然而,一项关于土壤中 汞含量 的新研究指出,由于气候变化可能导致的植物生长增加,土壤中的汞含量可能会增加得更多,这表明《水俣公约》的规定可能需要进一步完善。
这项研究发表在美国化学学会的《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)杂志上。研究由北京大学城市与环境学院的王学军教授及其团队进行,他们开发了一个更准确的全球土壤汞水平模型,该模型考虑了气候变化的影响。
模型发现,地球最上层约1米厚的土壤中储存的汞总量约为470万吨,这个数字是以前估计的两倍。研究还发现,在植被密集的地区,如热带低纬度地区,汞含量最高,而在永久冻土和人口密集地区,汞含量也较高。相反,如灌木丛或草地等裸地的土壤汞含量相对较低。
预测表明,随着全球气温升高,植被的生长将得到促进,这反过来可能会增加土壤中的汞含量。这种共生效应可能会超过当前的全球控制计划所能实现的减排效果。
这项研究强调了对汞和二氧化碳排放进行更严格、长期和同时控制的必要性。(刘春)
美科学家欲打造月球方舟,这项计划的动机是什么?
美科学家欲打造月球方舟2021年3月16日有报道称:美国科学家计划在月球上修建“末日种子库”,保存670万个地球物种。 这项计划的动机是出于人类在遭遇地球毁灭的末日浩劫之后,能够为人类繁衍生息保存火种,以便人类文明能够一直延续下去。
当下的时代虽然高科技不断在发展,社会经济等级在不断提升,但是对于我们的自然环境来讲,无疑是在朝着下坡路的方向发展,我们可以看到由于工业科技对于地球的改造,我们的世界已经呈现了一种千疮百孔的局面,生物多样性在近百年来不断减少,我们的地球资源在一定程度范围内大幅度的减少,有人对于这种局面戏称:我们离世界末日越来越近了。
确实对比一下百年来的场景变化,我们可以清晰的发现,那些往日的青山绿水已经大幅度的减少,人类的各种用地不断占用那些全球其他地形,就连沙漠,沼泽这些地形也没有逃过我们的改造,因为对于世界改造愈加的频繁,导致我们的自然环境变得十分恶劣,一些往日难见的天灾人祸也在近日频发。 就像那澳大利亚山火,北美飓风...,还有一些超级火山爆发,全球的核战争,小行星撞击,流行病,气候变化加速,全球太阳风暴,全球干旱等环境气候都对我们的生存发出了警示,地球在人口增长和时代发展中已经不堪重负了。
在这些情况的潜在威胁下,人类文明在地球上的生存发展已经面临了一个非常大的难题,因此在这样的威胁下很多人都在为日后的发展不断谋求出路,这其中不乏有寻找新的适合人类寄居地,在近几年的科学热点上,我们经常能够看到关于这些其他星球宜居地的新闻论文,但迄今为止仍然没有一个行星能够与地球媲美,能够维持人类的生存发展。
因此打造这个月球方舟也是一种未雨绸缪的做法,因为未来有着太多的不确定性,而人类的生存和发展已经度过了几千年,在这么漫长的一段时间里,我们人类文明已经有了一个质的变化,为了将这段文明延续下去,也为了我们未来的生存发展有一个依托,这是必须要去做的一个事情,只是希望那一天能够来的慢一点,让我们有更加充裕的时间,去进行这一项计划。
科学家希望在月球上储存670万个物种的DNA,以防万一
“方舟”或“基因库”将安全地存储在这些30多亿年前由熔岩雕刻而成的镂空隧道和洞穴中,并由上面的太阳能电池板供电。 研究人员称,它将保存地球上所有670万种已知植物、动物和真菌的低温保存遗传物质,这需要至少250次火箭发射才能运送到月球。
科学家们相信,这项努力可以保护我们星球上的野生动物免受自然和人为造成的世界末日的影响,例如超级火山爆发或核战争,并确保它们的基因得以存活。
科学家们在3月7日举行的IEEE航空航天会议上提出了他们的月球方舟计划。
“我们和大自然之间有着很强的相互联系,”主要作者、亚利桑那大学太空与地面机器人 探索 (SpaceTREx)实验室负责人杰坎·桑加(Jekan Thanga)告诉说:“我们有责任保护生物多样性。”
桑加说,这一雄心勃勃的项目所需的技术还不完全具备,但研究人员认为,它可以在未来30年内建成。
生存威胁
月球方舟背后的主要动机是为生物多样性创造一个安全的地球外储存地点。
“我喜欢用数据类比,”桑加说“这就像是把你的照片和文档从电脑复制到一个单独的硬盘上,这样如果出了什么问题,你就有了备份。”
因此,如果一个世界末日事件摧毁了自然世界或消灭了大部分人类,就有机会“按下重置按钮”,桑加说。
在他们的报告中,研究人员列出了地球生物多样性的潜在生存威胁:超级火山爆发、全球核战争、小行星撞击、流行病、气候变化加速、全球太阳风暴和全球干旱。
桑加说:“环境和人类文明都非常脆弱。 可能会发生许多非常悲惨的情况。 ”
创造基因备份来保护生物多样性并不是一个新概念。 位于挪威北极圈内的斯瓦尔巴特全球种子库保存着世界各地植物物种的基因样本,已经被用于将某些植物重新引入野外。 然而,这个拱顶仍有被海平面上升或小行星撞击摧毁的风险。
研究人员说,只有将这些基因信息储存在太阳系的其他地方,我们才能确保它们在地球面临的任何生存威胁中幸存下来。
熔岩管
月球是外太空方舟的很好选择,主要原因之一是:它离地球只有四天的路程,这意味着将样本运送到月球要比把它们带到火星容易得多。 桑加说,由于轨道不稳定,在环绕地球的轨道上建造方舟也不够安全。
在月球上建造方舟的另一个好处是它可以安全地隐藏在熔岩管中。 这些地表下的空洞和隧道是在月球炽热的幼年时期形成的,从那时起它们就一直没有受到影响。 熔岩管可以保护方舟免受流星撞击和破坏DNA的辐射。 熔岩管也被认为是在月球上为人类文明建造月球城市的绝佳场所。
“除非有流星或核武器的直接打击,方舟应该没事,”桑加说“而且可能有多达200个熔岩管,可以适用于方舟。”
研究人员建议首先使用专门设计的能够自主 探索 洞穴和隧道的机器人绘制这些管道的地图。 据桑加说,这种假想的SphereX机器人类似于大型的“pokeballs”,上半部分为深金属灰色,下半部分为青铜色。 SphereX机器人将能够在月球的低重力环境中跳跃,并使用相机和激光雷达绘制管子的地图,这是一种利用脉冲激光形式的光来测量距离的遥感方法。
一旦机器人识别出合适的熔岩管,施工阶段就可以开始了。
建立基地
拟建的方舟将包括地上和地下两个主要部分。 这些基因样本将保存在熔岩管内的低温储存模块中,熔岩管通过电梯与地表相连。 在表面上,一个通讯阵列和太阳能电池板将使方舟能够自主维护,一个气闸将允许人类来访。
建造方舟将是一个巨大的后勤挑战,但桑加说,美国宇航局和欧洲航天局(ESA)即将进行的登月任务将为这些类型的建设项目奠定基础。
桑加预测,根据一些“快速、精确的计算”,将样本运送到月球将是建造方舟最具挑战性和成本最高的方面。
这些计算假设每个物种需要50个样本才能成功地重新引入一个物种。 然而,重新引进每一个物种实际上可能需要多达500个,这意味着需要更多的火箭,桑加说。 这些计算还不包括运送建造方舟所需材料和所需的发射。
“建造方舟和运输样品将花费数千亿美元,”桑加说“但对于联合国这样的国际合作来说,这并不是完全不可能的。”
超冷机器人
即便如此,月球方舟的另外一个技术领域目前还是遥不可及。
为了对样品进行低温保存,它们必须在零下292至零下321华氏度(零下180至零下196摄氏度)的极低温度下保存。 这意味着用人类从低温储存模块中分类和提取样本是不切实际的。 取而代之的是,机器人将不得不做繁重的工作。
但是在如此低的温度下,机器人会通过冷焊的方式被冻结在地板上,金属会在冻结的温度下被熔合在一起。 研究人员称,解决方案是量子悬浮。 这个理论解决方案基本上跟超导磁悬浮类似。
“你可以把远处的东西固定在一起,这样你就可以通过悬浮来移动机器人,”桑加说。
桑加说,量子悬浮目前还不可能实现,但未来其他低温项目(如长途太空旅行)也需要量子悬浮,因此科学家研究出如何实现这一点应该只是时间问题。
研究人员说,30年的时间框架是可能的,但如果人类面临迫在眉睫的生存危机,它可以做得更快,桑加说。
“这是一个项目,需要真正的紧迫性,有足够的人充满热情,全情投入地去实现它,”桑加说“我认为,如果需要,可以在10至15年内实现。”
美科学家欲打造月球方舟,现在的科学技术能支持吗?
近期美国媒体报道,有科学家受到圣经“诺亚方舟”的启发,提议将670万精子和卵子样本送到月球,建立一个“月球方舟”外星精子银行,将地球上精子和卵子送上月球后,可存放在月球表面“月坑”中的一个保管库中,科学家相信如果地球发生天灾人祸导致了人类发生灭顶之灾后“月球方舟”可以帮助人类重新繁衍延续下去。
美国亚利桑那州大学太空与陆地机器人探索实验室的六名科学家近期在电气和电子工程师协会的一场会议中指出,未来人类将面临天灾人祸,如流行病、火山爆发、大型核武战争、干旱或小行星袭击等威胁,他们提议收集地球上物种的精子、卵子、种子、孢子等共计670万份,将这些生物样本放在太空方舟,再向月球发射,以帮助地球物种的延续,而这个计划被称之为“现代全球保险计划“。
根据美国媒体的报道,由于月球表面有200多个早期因火山爆发而产生的地下洞穴,透过仪器分析,最宽的地洞宽有5公里,长达数百公里,内部温度恒定,且能让宇宙射线无法穿透,是个非常适合存放太空方舟的地方,”现代全球保险计划“的首要任务是在月球表面设置太阳能板供电,并打造通往地底的升降梯,研究人员表示在地球上收集的670万物种的样本预计将会分成250批次送上月球保存。
不过,动物细胞样本须存放在摄氏零下195.5度,植物种子则是零下180度的环境才得以保存,但金属在极低温下会产生”冷焊现象“,导致样本无法保存,加上目前研究团队还无法确认缺乏重力的环境是否会影响保存的效果,月球基地该如何与地球联系等,这些都是该计划是否能够最终实施尚待解决的问题。