自然

  二氧化碳是一种温室气体,许多人对它的印象很负面。日本研究人员日前开发出一种新技术,使二氧化碳能转变为用于合成塑料和药物的碳资源,从而变“害”为宝。相关论文已经刊登在新一期《美国化学学会会刊》上。

  二氧化碳的化学性质非常稳定,不容易与其他物质发生反应,因此在工业领域仅用于生产尿素和聚碳酸酯等。东京工业大学教授岩泽伸治等人发现,碳化合物经过处理后可以与二氧化碳结合,形成新的碳物质。
 

  研究人员向与铑结合在一起的碳化合物中加入了铝化合物,使碳化合物中碳氢结构变得容易断开,从而能够与二氧化碳结合在一起,形成新的碳物质,这种物质 用处很大,能够用于合成塑料和药物。比如用乙烯(一种碳化合物)与二氧化碳反应结合后产生的物质可合成制造树脂用的丙烯酸。研究人员说,这不仅有效利用了 二氧化碳,还可减少石油产品的使用量。
 

  在现阶段,该技术成本较高,因为为了促进反应,要加入铝化合物。岩泽伸治指出:“希望将来能够无需使用铝化合物,而通过光能等来促进反应,我们力争10年后使这一技术达到实用化。”(记者蓝建中)

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人类的大脑在睡眠时更容易记忆
 

  早期的研究显示,新的记忆是被存储在大脑中一块被称为“海马”的区域(hippocampus),目前普遍认同海马区的重要作 用是将经历的事件形成新的记忆(情景记忆或自传性记忆)。这些信息经过加工成为大脑的永久存储记忆。不过在人清醒的状态下,这种新形成的记忆往往比较“脆 弱”。例如一个人在刚记忆完一段文字后不久,让他再去记忆第二段文字,这可能会让他难以对第一段文字有一个深刻的记忆。
 

  德国吕贝克大学(University of Lubeck)的比约恩-拉什(Bjorn Rasch)博士和三位同事认为同样的记忆过程在睡眠时也在发生着,于是他们设计了一项实验来证明这个想法。24名志愿者被要求记忆一组15张的卡片,卡 片上是一些动物和日常物品的图片。
 

  研究人员在志愿者记忆卡片的期间会对他们释放一些不太好闻的气味。40分钟之后,有一半的志愿者被要求开始记忆另外一组稍有不同的卡片,在这组 志愿者开始学习第二组卡片的同时,他们仍然会闻到相同的难闻气味,这旨在让他们能对第一组记忆有所回忆。而另外12名志愿者在保持闻到难闻气味的环境下, 短时间“打盹”后再开始新一组卡片的记忆。最终所有的志愿者都被测试对第一组卡片进行回忆,结果表明,经过睡眠的志愿者组85%的记忆率要明显高于另一组 60%的记忆率。
 

  对此,项目负责人苏珊-迪克曼(Susanne Diekelmann)博士表示,在清醒和睡眠两种状态下,记忆的效果有着明显的不同。基于脑成像数据显示,在睡眠的最初几分钟,事件就已经开始由“海马 区”向大脑的新皮层进行转移。只需要40分钟的睡眠,一些记忆就已经“下载和存储”到大脑中,而不容易被新接收的记忆信息所扰乱。
 

  据科学网(kexue.com)了解,目前该项研究结果已经发表在新一期的《自然—神经科学》(Nature Neuroscience)期刊中。

  (大平)

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天体摄影师阿兰-戴耶尔于2007年11月1日在加拿大艾伯塔省拍摄到的赫尔姆斯彗星。
天体摄影师阿兰-戴耶尔于2007年11月1日在加拿大艾伯塔省拍摄到的赫尔姆斯彗星。

  2007年10月份,赫尔姆斯彗星(17P/Holmes)突然增亮,这一壮观、神秘的罕见天文现象震惊了全世界。波兰科学家近日警告称,当2014年赫尔姆斯彗星再次回来时,可能会引发一场由一氧化碳气体导致的大爆炸。

  2007年10月份,赫尔姆斯彗星突然增亮,从一个单纯的尘埃球变成一个明亮的圆形天体,人们用肉眼都可以看得到它。当时,彗星共喷射出大约1 亿吨尘埃进入太空,甚至比圣海伦斯火山喷出的火山灰还要多。尽管天文学家运用了数百架天文望远镜花了数个月时间进行跟踪观测,但赫尔姆斯彗星的这次戏剧性大爆发的原因仍然是个谜。

  天文学家最初认为,在赫尔姆斯彗星逐渐接近太阳的过程中,彗核之外形成了一个由尘埃组成的外壳,将冰体隐藏于其之下。当彗星接近太阳时,表面快 速升温,冰体未经融化过程直接由固态升华成气态。气体逐渐积累,并最终冲破外壳,彗星内部物质也喷涌而出。但是,驱动这种爆炸的燃料是什么呢?彗星内部最明显的能量来源就是当无序的水冰凝结成有序的雪花状态结构时,这一过程会产生热量。

  但是,两位波兰研究人员发现,水冰凝结过程产生的热量并不足以驱动如此巨大的爆炸。最近,他们在研究过程中又发现了一种新的燃料。波兰华沙大学 地球物理学家康拉尔德-科萨奇和波兰科学院科学家斯拉沃米拉-苏托维奇在近期出版的《国际太阳系研究杂志》上发表相关研究论文称,模拟实验显示彗核内部的 一氧化碳气体压力可以达到10千帕,这种压力足以导致彗星内部物质喷涌而出。

  事实上,赫尔姆斯彗星此前已爆发过两次,一次发现于1892年,另一次发现于1893年。三次爆发都发生于彗星最接近太阳之后的大约200天。 这为天文学家们提供了两条重要研究线索,其一是彗核究竟需要多高的温度才会爆发,第二就是赫尔姆斯彗星下一次2014年再次光临时是否会再次爆发。(彬 彬)

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最新研究称,成吉思汗对欧亚的血腥征讨帮助从大气层吸收了7亿吨的二氧化碳
最新研究称,成吉思汗对欧亚的血腥征讨帮助从大气层吸收了7亿吨的二氧化碳
成吉思汗率领蒙古铁骑四处征讨,建立了一个幅员辽阔的帝国。他的后代继续扩张,使得蒙古帝国的领土一直延伸至东欧
成吉思汗率领蒙古铁骑四处征讨,建立了一个幅员辽阔的帝国。他的后代继续扩张,使得蒙古帝国的领土一直延伸至东欧
若不是成吉思汗的“功绩”,俄罗斯的森林或许早已变成耕地
若不是成吉思汗的“功绩”,俄罗斯的森林或许早已变成耕地
人们普遍认为人类对气候的破坏始于工业时代大规模使用煤炭、石油等燃料,但研究人员表示这其实是一种误解
人们普遍认为人类对气候的破坏始于工业时代大规模使用煤炭、石油等燃料,但研究人员表示这其实是一种误解


  美国卡内基研究所的一项最新研究称,蒙古帝国统治者成吉思汗是历史上“最环保”的君主,而理由则是他在位期间东征西讨,多次发动对外战争,大约4000万人遭到杀戮,但也正因为如此,大片耕地重新变成森林,由此大大减少了大气中的二氧化碳含量。
 

  这项研究称,成吉思汗率领蒙古铁骑在十三和十四世纪期间横扫欧亚,创建了幅员辽阔的蒙古帝国。同时也因为他的杀戮,直接导致退耕还林,为大气层 减少了近7亿吨的二氧化碳,可谓减缓全球变暖趋势的“大功臣”。在历时一个半世纪的入侵中,蒙古帝国征服了世界土地总面积的22%,4000万人遭到杀 戮。
 

  这意味着大片耕地再次变成森林,进而从大气层中吸收了更多的二氧化碳,使得成吉思汗因个人“功绩”而吸收的二氧化碳超过历史上任何一位君主。虽 然成吉思汗的做法或许很难被环保主义者所接受,但生态学家认为这或许是历史上人类在抗击全球气候变暖的努力中首次获得成功的案例。
 

  美国卡内基研究所全球生态部门的朱莉娅·庞格拉茨(Julia Pongratz)领导实施了这项研究。她说:“人们普遍认为,人类对气候的破坏始于工业时代大规模使用煤炭、石油等燃料,但事实上,整个人类文化发展史 就是一个破坏地球生态的过程。传统的农耕文化从几千年前就开始破坏地球的植被,将吸收二氧化碳的森林变成了耕地。”
 

  由于蒙古铁骑的入侵,7亿吨二氧化碳被吸收,大致相当于现在全球每年使用汽油产生的二氧化碳总量。这项研究还估算了其他涉及人口大量死亡的事件 对环境的影响,如欧洲的黑死病,中国明朝的覆灭,以及欧洲人对美洲的征服等。这些事件同样起到了退耕还林的作用,但没有任何一项能跟成吉思汗的“功绩”相 提并论。
 

  庞格拉茨解释说:“我们发现,在像黑死病、明朝灭亡这样的短期事件期间,恢复生长的森林不足以吸收土壤中腐烂物质排放的二氧化碳。而蒙古人的入侵过程更为持久,所以,有足够的时间让森林重新成长,吸收大量二氧化碳。”
 

  成吉思汗其实名叫孛儿只斤·铁木真,成吉思汗(蒙古语意为“宇宙的大汗”)只是他的封号。他的父亲是一个小部族的酋长,在铁木真很小的时候遭到 杀害,从此,铁木真与母亲和弟妹踏上流亡之旅,躲避对手的追杀,形成了刚毅的性格。长大以后,铁木真统一了蒙古草原的众部族,被推举为蒙古帝国的大汗。在 位期间多次发动对外征服战争,征服了西亚、中欧的黑海海滨等广大区域。
 

  虽然成吉思汗是历史上最残暴的征服者之一,发动的侵略有助于二氧化碳的吸收,但显然他不是有意而为,庞格拉茨希望,她的研究将来有一天能改变未 来历史学家在我们对环境影响上的看法。她说:“基于我们过去获取的知识,我们现正在做出土地利用的新决策,减少我们对气候和碳循环的影响。我们不能忽视我 们获取的知识。”(秋凌)

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天体摄影师阿兰-戴耶尔于2007年11月1日在加拿大艾伯塔省拍摄到的赫尔姆斯彗星。
天体摄影师阿兰-戴耶尔于2007年11月1日在加拿大艾伯塔省拍摄到的赫尔姆斯彗星。

  2007年10月份,赫尔姆斯彗星(17P/Holmes)突然增亮,这一壮观、神秘的罕见天文现象震惊了全世界。波兰科学家近日警告称,当2014年赫尔姆斯彗星再次回来时,可能会引发一场由一氧化碳气体导致的大爆炸。
 

  2007年10月份,赫尔姆斯彗星突然增亮,从一个单纯的尘埃球变成一个明亮的圆形天体,人们用肉眼都可以看得到它。当时,彗星共喷射出大约1 亿吨尘埃进入太空,甚至比圣海伦斯火山喷出的火山灰还要多。尽管天文学家运用了数百架天文望远镜花了数个月时间进行跟踪观测,但赫尔姆斯彗星的这次戏剧性 大爆发的原因仍然是个谜。
 

  天文学家最初认为,在赫尔姆斯彗星逐渐接近太阳的过程中,彗核之外形成了一个由尘埃组成的外壳,将冰体隐藏于其之下。当彗星接近太阳时,表面快 速升温,冰体未经融化过程直接由固态升华成气态。气体逐渐积累,并最终冲破外壳,彗星内部物质也喷涌而出。但是,驱动这种爆炸的燃料是什么呢?彗星内部最 明显的能量来源就是当无序的水冰凝结成有序的雪花状态结构时,这一过程会产生热量。
 

  但是,两位波兰研究人员发现,水冰凝结过程产生的热量并不足以驱动如此巨大的爆炸。最近,他们在研究过程中又发现了一种新的燃料。波兰华沙大学 地球物理学家康拉尔德-科萨奇和波兰科学院科学家斯拉沃米拉-苏托维奇在近期出版的《国际太阳系研究杂志》上发表相关研究论文称,模拟实验显示彗核内部的 一氧化碳气体压力可以达到10千帕,这种压力足以导致彗星内部物质喷涌而出。
 

  事实上,赫尔姆斯彗星此前已爆发过两次,一次发现于1892年,另一次发现于1893年。三次爆发都发生于彗星最接近太阳之后的大约200天。 这为天文学家们提供了两条重要研究线索,其一是彗核究竟需要多高的温度才会爆发,第二就是赫尔姆斯彗星下一次2014年再次光临时是否会再次爆发。(彬 彬)

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一项研究推翻了害怕某些事物是与生俱来的理论,认为人类害怕某些事物是后天学会

  科学网(kexue.com)讯 1月27日消息,如果你十分惧怕蜘蛛和蛇,那么要怪你父母的教导了。因为近日,一项研究推翻了害怕某些事物是与生俱来的理论,认为人类害怕某些事物是后天学会。

  据国外媒体报道,这种无理性的恐惧症中,要数惧怕蛇类最为常见。在这些怕蛇人群里只有少数是被蛇攻击过,大部分人甚至都未见过蛇。

  美国纽瓦克(Newark)罗格斯(Rutgers)大学的专家们指出,此项研究是让六个月大的婴儿观看蛇和无危险动物的视频,并在两段视频中分别插入恐惧的尖叫和开心的笑声。当婴儿听到恐惧的尖叫时,会花费更多的时间去观察蛇的视频,说明婴儿没有产生恐惧。这就证实了恐惧并非是与生俱来的说法。该研究报告刊登在了近期心理科学杂志(Psychological Science)的科学动态上。

  一项瑞典研究显示,人类可被教导出害怕任何事物。科学家们在志愿者看到蛇、蜘蛛、花卉、蘑菇图像时,就给他们一次小电击。重复几次后,志愿者们在看到这几张图时会显示出恐惧。

  在英国,有一半的女性和五分之一的男性是对蜘蛛、蛇等类似动物恐惧。不管蜘蛛或蛇是死是活,恐惧意识会令他们不敢靠近。这些恐惧症状被好莱坞利用在电影里,令观众看了毛骨悚然。然而,在数百万年以前,人类祖先们生活在有许多致命爬行动物和昆虫的非洲,他们并不惧怕这些生物。

  在另一个实验中,3岁的孩子观看屏幕上显示的9张照片,研究者说出名字要他们指出对应的事物。结果表明,孩子们鉴定蛇的速度要比其他动植物快,怕蛇的孩子挑出蛇的速度也要快于不怕蛇的孩子。罗格斯大学的温妮莎(Vanessa LoBue)教授说:"之所以选择蛇能被迅速指出,是因为这种生物与恶心和有害联系在一起,孩子们在迅速指出蛇时,就已经学会了恐惧它们。"

  在另一项美国研究中发现,在实验室长大的猴子或许不惧怕蛇,不过,教会它害怕蛇要比学习害怕兔子和花卉要快很多。

  (科学网-kexue.com 蜘蛛侠)

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  科学网(kexue.com)讯 北京时间1月27日消息,科学家们相信,要想有效的对学习的知识进行记忆,最好的方法是睡觉。对于那些忙碌复习备考的学生和总觉得自己记忆力不好的人来讲,这无疑是一个令人愉快的消息。德国的研究人员发现,人类的大脑在睡眠时,要比清醒的时候更容易记住最近的记忆内容。


人类的大脑在睡眠时更容易记忆

  据国外媒体报道,早期的研究显示,新的记忆是被存储在大脑中一块被称为“海马”的区域(hippocampus),目前普遍认同海马区的重要作用是将经历的事件形成新的记忆(情景记忆或自传性记忆)。这些信息经过加工成为大脑的永久存储记忆。不过在人清醒的状态下,这种新形成的记忆往往比较“脆弱”。例如一个人在刚记忆完一段文字后不久,让他再去记忆第二段文字,这可能会让他难以对第一段文字有一个深刻的记忆。

  德国吕贝克大学(University of Lubeck)的比约恩-拉什(Bjorn Rasch)博士和三位同事认为同样的记忆过程在睡眠时也在发生着,于是他们设计了一项实验来证明这个想法。24名志愿者被要求记忆一组15张的卡片,卡片上是一些动物和日常物品的图片。

  研究人员在志愿者记忆卡片的期间会对他们释放一些不太好闻的气味。40分钟之后,有一半的志愿者被要求开始记忆另外一组稍有不同的卡片,在这组志愿者开始学习第二组卡片的同时,他们仍然会闻到相同的难闻气味,这旨在让他们能对第一组记忆有所回忆。而另外12名志愿者在保持闻到难闻气味的环境下,短时间“打盹”后再开始新一组卡片的记忆。最终所有的志愿者都被测试对第一组卡片进行回忆,结果表明,经过睡眠的志愿者组85%的记忆率要明显高于另一组60%的记忆率。

  对此,项目负责人苏珊-迪克曼(Susanne Diekelmann)博士表示,在清醒和睡眠两种状态下,记忆的效果有着明显的不同。基于脑成像数据显示,在睡眠的最初几分钟,事件就已经开始由“海马区”向大脑的新皮层进行转移。只需要40分钟的睡眠,一些记忆就已经“下载和存储”到大脑中,而不容易被新接收的记忆信息所扰乱。

  据科学网(kexue.com)了解,目前该项研究结果已经发表在新一期的《自然—神经科学》(Nature Neuroscience)期刊中。

  (科学网-kexue.com 大平)

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  日前发表在美国科学院院报的一份研究报告说,研究人员在对1000名新西兰儿童进行跟踪研究后发现,在自我控制方面得分低的孩子在长大后将会面临财务、健康和财产等方面的问题。
 

  缺乏自我控制主要表现为对挫折的容忍度低,对达到目标缺乏坚持,难以集中于一项任务。其他指标还包括过分活跃、不假思索就行动、难于等待、焦躁 不安以及不认真等。“根据得分高低的整体走势,孩子长大后的行为结果就变得可预测了,”首席研究者、杜克大学心理学家莫菲特说。
 

  研究还显示,得分低的孩子长大后将面临呼吸、牙龈、性病、超重和高胆固醇以及血压等健康方面的问题。在财务方面也将出现诸如信用卡负债等问题。

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  加拿大不列颠哥伦比亚大学的研究人员近日首次绘制出地表下流经岩石和沉积物的地下水流分布图。在最新一期出版的《地球物理研究快 报》(Geophysical Research Letters)杂志上,加科学家发表了绘制的地图和相关数据。该项成果对于更深入地了解地质过程有重要意义,对于评估地下水对气候的影响以及加强水资源管理都有非常重要的作用。

  不列颠哥伦比亚大学地球海洋系研究人员汤姆·格里森表示,这是世界上第一张全球范围近地表面渗透性的图像,该图与过去的制图相比,其依据了深度 更深的岩石型态数据。加研究人员使用了德国和荷兰科学家提供的最新世界范围岩石型态调查研究成果,这些成果保证了他们在绘制渗透性地图时可以将深度达到地表下100米左右。而过去的渗透性地图只涉及地下1米到2米,且只涉及部分区域。

  格里森介绍,目前的气候模型一般不包含浅表土壤以下的地下水、沉积物以及岩石。而使用新的渗透数据和地图,目前就可以评估可持续的地下水资源,并可以在全球范围评估地下水在过去、现在以及将来对气候的影响。

  他认为,更好地大范围了解岩石和沉积物的渗透性,对水资源管理非常重要,因为全球99%的非凝固淡水是地下水,而且地下水既为地表水提供补充,又是陆地植物根部的滋润剂。

  加拿大科学家绘制的新图在全球范围的分辨率是1.3万平方公里。在北美部分,分辨率达到了75平方公里。该项成果通过汇编各地的水地质模型,还对过去的渗透性数据进行了完善。

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达芬奇的蒙娜丽莎

  1月26日消息,美国社会心理学家进行一系列研究和实验后发现,微笑不仅是脸部肌肉动作,更是内在情绪的表露和两个心灵亲密融合的最直观表现。  

  充满谜题  

  现在法国布莱斯帕斯卡尔大学任教的美国社会心理学家葆拉·尼登塔尔多年从事面部表情研究,发现微笑这个常见面部表情的科学解释少得可怜。  

  微笑的表现形式就是脸颊上颧肌主要肌肉群收缩,牵动嘴角。“微笑不是浮于表面的东西,”美国《纽约时报》24日援引尼登塔尔的话报道,“与笑脸猫不同,它附着于一个身体。”  

  微笑有多种形式,有时嘴角咧开,露出牙齿;有时双唇抿住;有时眼睛眯起;有时下巴略抬。尼登塔尔说,这只是给微笑分类的第一步,不能解释微笑之谜。  

  一些研究人员希望更进一步,了解产生微笑的心理状况。他们发现,微笑往往源于快乐,人感觉越快乐,颧肌主要肌肉群收缩越强烈。不过,这并非铁律,有时当人感觉悲伤或厌恶时,相同肌肉群也会收缩。  

  除愉悦外,人有时因尴尬而微笑,这时多半耷拉着下巴;因问候而微笑,这时往往眉毛上扬;为彰显实力而微笑,这时通常抬起下巴以示蔑视对方。  

  亦重解读  

  尼登塔尔带领同事查阅大量相关研究,从大脑扫描一直到文化观察,希望建立一个有关微笑的科学模型,弄清微笑的起源以及人如何感知微笑。  

  她说,作出面部表情是微笑的一部分,他人如何解读这一表情同样具有重要意义。大脑通过三种途径区分微笑和其他表情,第一,对比一个人的脸部与标准微笑,判断对方是否微笑;第二,通过对方所处环境判断面部表情;第三也是最重要的一点,通过模仿识别微笑。  

  尼登塔尔和同事在最新一期《行为与大脑科学》杂志发表论文说,一些研究结果显示,模仿激活的大脑区域大部分与微笑时大脑活跃区域相同。研究人员据此希望用模仿来区分真情抑或假意微笑。  

  研究人员向一组学生展示微笑人群图片,其中一些人真心微笑,一些人则是皮笑肉不笑。学生们轻松辨认两者区别。  

  随后,研究人员要求学生在嘴唇间放置一支铅笔,这一动作牵涉到的肌肉与微笑相关。学生们无法模仿看到的脸庞,区分真假微笑时困难得多。  

  眼神交流  

  研究人员还发现,眼神交流对微笑具有重要意义。尼登塔尔和同事让学生们观察一系列人像画作,一些作品人物将目光投向远方,一些与学生四目相对。研究人员要求学生评估画作的感染力,之后用木条遮住画作中人物双眼,让学生再次评估。  

  结果,学生们认为人物眼睛未被遮住时作品感染力更强。虽然画作中每个人物都在微笑,但与学生四目相对的人像作品感染力明显更胜一筹。  

  尼登塔尔说,她和一些心理学家如今才得以初窥微笑的奥秘,而艺术家们早在几个世纪前就已知晓。也许有一天能够解释蒙娜丽莎的微笑为何如此迷人,“我要说,它如此成功是因为你可以与她进行眼神交流”。

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