自然

  新浪环球地理讯 北京时间4月1日消息,据美国国家地理杂志网站报道,美国科学家成功培育出数百条转基因虹鳟鱼。通过植入新的基因,这些转基因鱼拥有“6块腹肌”以及更为发达的“肩肌”。研究人员表示,在选美比赛中,转基因虹鳟鱼不可能获得任何名次,但在市场上,它们必将吸引众多人的目光。原因就在于它们的肉更多,比普通虹鳟鱼多出15%到20%。

  转基因虹鳟鱼是美国罗德岛大学渔业、动物与兽医学系的特里·布拉德利领导的一支研究小组10年不懈实验的结晶。实验过程中,研究小组向2万个虹鳟鱼卵中注入从其他鱼种身上提取的不同类型DNA,对其进行基因改造。这些外来DNA能够抑制一种被称之为“肌抑素”的蛋白质。共有大约300个卵成功完成改造,最终发育成肌肉发达的超级虹鳟鱼。

  基因改造过程中,鳟鱼卵中注入的DNA与在比利时蓝牛体内发现的肌抑素-抑制蛋白类似。比利时蓝牛凭借极为发达的肌肉著称牛类家族。在包括人类在内的哺乳动物身上,肌抑素能够让肌肉生长处于一种受控制状态。控制肌抑素被视为治疗人类肌肉萎缩症的一种潜在方式。

  肌肉发达的转基因鳟鱼是第一个真实存在的证据,证明抑制肌抑素能够对鱼类和哺乳动物产生类似影响。布拉德里最近报告称,虽然鱼类缺少腹肌,但转基因虹鳟鱼的中部两侧却拥有6块腹肌,背部也出现明显的肌肉突起。他在一份声明中说:“我们的研究发现令人吃惊,能够对水产业产生重要影响。”

  如果能够获得监管部门批准,鳟鱼基因改造可以让消费者和渔农受益,前者能够购买到更为低廉的鳟鱼,后者则可在无需投入更多饲料情况下喂养体型更大的鳟鱼。瑞典哥德堡大学动物学家弗莱德里克·苏德斯特罗姆表示,虽然政府允许对一些转基因鳟鱼进行放养,但尚未批准拥有其他鱼种DNA的鳟鱼用于商业用途。

  其他正在培育中的转基因鳟鱼生长速度更快,拥有抗病能力或者能够在温度极低的水域生存。苏德斯特罗姆负责对逃到野外的转基因鳟鱼潜在危险性进行研究。他表示,研究显示这种鳟鱼不仅会在河里繁殖,同时也会将在实验室改造的DNA遗传给下一代。他指出:“在一些确定情况下,转基因鳟鱼的生存优势高于野生同类,但在其他一些情况下,我们也发现相反的现象。如果食物充足,转基因鳟鱼能够更有效地利用这些食物,但如果附近有捕食者活动,它们也更容易成为被捕食的对象。”

  苏德斯特罗姆怀疑最新培育的转基因虹鳟鱼能否在野外获得足够食物以支撑其更为强健的体魄,此外,这种肌肉发达的转基因鱼是否拥有足够机动能力以避免遭到捕食也让苏德斯特罗姆感到怀疑。

  他指出,如果转基因鳟鱼能够在野外环境下生存——例如幼仔长得足够大,让鸟类无法以它们为食——它们能够颠覆所在的生态系统。拥有6块腹肌的转基因鳟鱼体型更大,帮助它们在生存竞争中打败未接受基因改造的同类,导致这些同类只能获得少量食物,未来生存受到威胁。(孝文)

发表在栏目: 科学

  新浪环球地理讯 北京时间3月30日消息 据国家地理杂志网站报道,我们可以通过改变气候来抗击全球气候变化吗?地球工程学领域的专家表示,这种“以其人之道还治其人之身”的办法值得一试。所谓地球工程学,是指人工操纵气候以降低地球大气中吸热温室气体的影响。以下即是七个抗击气候变化的地球工程学方法。

  1.人造火山

人造火山
人造火山(图片提供: Bryan Christie Design, National Geographic Stock)

  一个潜在的方案被称为“人造火山”,即将硫微粒喷射到高层大气。如图所示,硫颗粒就像一面巨大的遮阳伞,阻滞阳光和热量,将其反射回太空。火山灰中就含有硫。本周,艾西洛玛国际气候干预技术大会将在美国加利福尼亚州的帕西菲克格罗夫市召开,与会代表将详细讨论“人造火山”及其它应对全球气候变化的紧急方案。此次会议将尝试起草世界上第一个地球工程学研究道德行为规范。

  美国企业研究所地球工程学计划主任塞缪尔-瑟斯特罗姆(Samuel Thernstrom)指出,这并不代表这些应急方案会在不久的将来投入使用。美国企业研究所是一家总部设在华盛顿的政策研究机构。不过,专家应该认真考虑这些方案,包括人为改变气候。瑟斯特罗姆说:“我们应该加深对地球工程学的了解。气候变化不是一个能在短期内得到解决的问题,至少我们在有生之年是解决不了了。但是,我们可以对气候变化加以控制。”

  2.沙漠造林

沙漠造林

沙漠造林(图片提供:Naftall Hilger, ArabianEye, Photolibrary)

  专家称,沙漠造林或许能够吸收大气中更多的温室气体,比如二氧化碳,这一地球工程学创意已经扎根于非洲。例如,非洲13个国家正在建立“绿色长城”,希望让树林在阻止撒哈拉沙漠扩张的同时,吸收更多的二氧化碳。“撒哈拉森林计划”的组织者计划在可再生能源设施沿线植树造林,这些设施专门为世界各地的沙漠地区所设计。

  美国气候研究所(Climate Institute)气候项目首席科学家迈克尔-麦克拉肯(Michael MacCracken)表示,如果温室气体排放量继续飙升,“绿色沙漠”可能没有足够多的吸碳能力以降低大气中的二氧化碳含量。气候研究所是一个总部设在美国华盛顿的非营利机构。不过,麦克拉肯同时指出,在一个低碳世界中,沙漠造林可能不失为一个减少二氧化碳排放的良策。

  3.生物炭

生物炭
生物炭(图片提供:Jeff Hutchens, Getty Images)

  “生物炭”或许与土壤一样年代古老,但专家表示,亚马逊流域印第安人制作“生物炭”的做法可能是抗击全球气候变化的好办法。据国际生物炭倡导组织介绍,生物炭数量丰富,渗透性强,可以通过加热农业废料制造,一旦重返土壤,它们可以在接下来的数百甚至数千年里在土壤中吸收碳。相比之下,森林的吸碳能力有限,因为如果树木被砍伐或死去,温室气体即会溜掉。瑟斯特罗姆将生物炭归于他“值得探索”的类别,麦克拉肯同样持这种观点,他认为,除了吸收二氧化碳,生物炭还有改善土质的好处。

  4.海藻农场

海藻农场
海藻农场(图片提供:Jason Edwards, Bio-Images, National Geographic Stock)

  海藻可能是绿藻类层(pond scum)的“近亲”,但在推动种植海藻以降低二氧化碳排放的科学家眼中,它们显然具有更为“高尚”的地位。在这张照片中,印度尼西亚巴厘岛的妇女正在收获海藻。据韩国釜山国立大学“海藻清洁发展机制项目”介绍,地球上一半的光合作用发生在海洋,而在海洋中,光合作用主要发生于一种称为浮游植物的微小海洋植物身上。

  浮游植物是无法在地里种植的。相比之下,沿海地区可以轻易种植海藻,科学家希望将这作为增强海洋吸碳能力的潜在方案。麦克拉肯表示,除此之外,人们还可以在收获海藻以后,将其变成可再生燃料,这确实是一举两得。在光合作用中,阳光将二氧化碳转变为能量的过程。

  5.造云船

造云船
造云船(图片提供:John MacNeill)

  “造云船”令人不由地想到远洋航行的“弹簧单高跷”(儿童玩具),但这种设计或许能作为地球工程学方案对抗气候变化。据科学家介绍,造云船由风能驱动,漂浮在海面上,向天空喷射雾状海盐,从而形成海洋云。这种云比正常的云密度更高、更白,所以能将更多的太阳热量反射回太空。美国企业研究所的瑟斯特罗姆表示,“造云船”的造价相对低,将约1500艘部署在海面上,或许能起到立竿见影的冷却效果。他说:“我们远不能确定这种方法是否奏效,但确实是一个值得我们认真研究的可行理论。”

  6.白屋顶

白屋顶
白屋顶(图片提供:George Oze, Superstock, Photolibrary)

  据科学家介绍,如果将屋顶刷成白色,如照片中这些建在百慕大汉密尔顿的房屋,它们可以反射更多的阳光,这或许是解决气候变化最简单的地球工程学方案之一。美国劳伦斯-伯克利国家实验室的研究人员表示,黑屋顶的反射率约为10%至20%,相比之下,白屋顶的反射率则达到70%至80%。美国气候研究所的麦克拉肯说,此外,白屋顶还有一个好处:屋顶反光的建筑物里面不会像普通建筑物那么热,从而会降低空调的用电量。

  7.向海洋撒铁

向海洋撒铁
向海洋撒铁(图片提供:NASA via LBL)

  专家介绍,向海洋中人工撒铁可以刺激称为浮游植物的微小海洋植物的生长,而这种海洋植物可以吸收二氧化碳。图中所示是南极洲附近的浮游生物。通常情况下,铁物质可由大风吹入海洋,刺激海洋生物生长。科学家在世界各地实施了大量初步的撒铁实验,获得了不同程度地成功。在其中一次实验中,生长受到铁物质刺激的植物不久即被虾类动物吃掉,令实验效果大打折扣。

  麦克拉肯表示,无论人工向海洋撒铁的尝试结果如何,寻找一条适合地球工程学的抗击气候变化之法都至关重要,因为许多方案都会持续时间很长:“将一种责任强加给我们的后代。这显然是个大问题”。不过,瑟斯特罗姆和麦克拉肯均认为,地球工程学方案或许是当前唯一可行的办法。麦克拉肯说:“地球工程学很大程度上就像是化学疗法,你也不想接受这种治疗,但它的疗效确实比替代疗法强。”(秋凌)

发表在栏目: 科学

  新浪环球地理讯 北京时间3月29日消息 据国家地理杂志网站报道,生物塑化技术利用硅胶代替标本的脂肪和体液,可以把组织保存得像活体一样。生物塑化技术的发明者、德国解剖学家冈瑟-冯-哈根斯对新西兰奥克兰科技大学乌贼专家史蒂夫-奥谢(Steve O'Shea)提供的大王乌贼标本进行了生物塑化处理,令其看上去栩栩如生。

  1.像在游泳时被冻住

像在游泳时被冻住(图片提供:)
像在游泳时被冻住

  这条经过生物塑化处理的大王乌贼看上去像是在游泳时被冻住一样,是即将于本月底与公众见面的两个大王乌贼标本之一。据奥谢介绍,以前哈根斯也曾对一条大王乌贼(如图所示)实施过生物塑化处理,但两条最近接受过这种技术处理的乌贼是“迄今最栩栩如生的标本。”

  奥谢捐给德国海德堡生物塑化研究所的大王乌贼是2004年在新西兰的海滩上发现的,该研究所的负责人正是生物塑化技术的发明者冈瑟-冯-哈根斯。生物塑化研究所是“身体世界”(Body Worlds)展览的主办方,展览集中展示了哈根斯利用生物塑化技术处理过的大象、人体和其他动物。奥谢表示,无骨、稀有、组织结构细密的大王乌贼是生物塑化研究迄今所遭遇的最大技术挑战。

  2.内部构造

内部构造
内部构造

  图中所示的大王乌贼体长16英尺(5米),是12名技术人员历时两年,使用396加仑(约合1500升)硅胶制作而成。这条巨型乌贼被技术人员从身体一侧切口,展示了通常由包膜覆盖的身体内部结构和器官。奥谢说:“当我将大王乌贼送给生物塑化技术的发明者冈瑟-冯-哈根斯时,才知道这项技术的现状,这的确是奇妙的重建外科手术。哈根斯堪称一位艺术家。”

  3.不愿分离

不愿分离
不愿分离

  这两条经过生物塑化处理的大王乌贼看上去好像不愿分离,尽管如此,它们不久仍将被分离,其中一条将返回新西兰,在奥克兰科技大学地球与海洋科学研究所展示。另一条将在世界各地的“身体世界”展览中亮相。大王乌贼通常栖息于深海地区,可能是体型最大的无脊椎动物,体长可达33英尺(约合10米)左右,是一个极为罕见的物种。迄今新西兰海岸周围一共发现了130条大王乌贼,主要是由渔网打捞以及在海滩搁浅所致。

  4.泡在防腐液中

泡在防腐液中
泡在防腐液中

  在进行生物塑化处理前,一条大王乌贼泡在实验室的甲醛液体中,这一处理有助于防止标本腐烂。在从新西兰运往德国途中,两条大王乌贼全部被冷冻。在切开奥谢所称的“两个无价标本”以前,哈根斯只是对数十个较小的乌贼标本做过生物塑化处理。

发表在栏目: 自然

  新浪环球地理讯 北京时间3月25日消息 据国家地理杂志网站报道,美国研究人员表示,随着粪便化石以及骨骼咬痕证据浮出水面,史前史体型最大的鳄鱼之一——恐鳄的形象变得更加有血有肉。恐鳄是鳄鱼家族的一个可怕成员,身长相当于一辆加长型豪华轿车。有证据显示,它们可能潜伏在浅水域并伺机捕杀与它们体型相当的恐龙。

  研究人员发现的粪化石距今7900万年,是迄今为止已知第一个恐鳄粪化石。在对化石进行分析之后,古生物学家于上周宣布了他们的结论。恐鳄粪化石的发现有助于古生物学家了解这种巨型鳄鱼的生活。恐鳄曾经生活的地区就是现在的美国以及墨西哥北部。

  恐鳄粪化石是几年前在佐治亚州一条河流内发现的。研究人员表示,粪便中的沙子和贝壳碎片说明,恐鳄更喜欢生活在河口——至少在佐治亚州,研究人员发现的恐鳄遗迹主要集中在河口地区——可能主要以海龟为食。

  佐治亚州哥伦布州立大学学生萨曼塔·哈莱尔表示,佐治亚州恐鳄的猎物相对比较温顺,“我们确信它们就是这一地区处在食物链顶端的捕食者”。在3月17日于巴尔的摩举行的美国地质学会会议上,哈莱尔公布了她的研究发现。

  此外,研究小组还在恐鳄粪化石外面发现一颗鲨鱼牙齿。由于没有在牙齿上发现任何被消化过的痕迹,研究小组认为鲨鱼是在恐鳄粪便中寻找食物时留下这颗牙齿的。研究人员并未在粪便中发现骨头或者其他未消化的动物残骸。哈莱尔说:“这是一个令人欣喜的发现。因为无论是现代鳄鱼还是古代鳄鱼均能分泌可以消化几乎一切东西的消化液,其中就包括骨头、角和牙齿在内。这一发现恰好说明粪便来自于一条鳄鱼。”

  根据年代更为久远的咬痕证据,恐鳄在佐治亚州以外地区显然遭遇更难对付的猎物。在美国地质学会会议上,哥伦布州立大学古生物学家大卫·施维默递交了这一证据。恐鳄牙齿在猎物骨骼上留下的咬痕向人们讲述了一场激烈的生死较量。当时,一条29英尺(约合9米)长的恐鳄向体型相当的恐龙发起攻击,其中就包括霸王龙的近亲蒙氏阿巴拉契亚龙和阿尔伯脱龙。施维默说:“我们发现的骨头愈合迹象说明,恐龙在遭受恐鳄猛烈攻击后幸存下来。也就是说,与这个标本联系起来的明显是捕食行为而不是食腐行为。”

  施维默在佐治亚州海龟化石上第一次看到这种奇怪的、凹陷的蛋状痕迹。后来,他在德克萨斯州大本德国家公园和新泽西州国家博物馆的恐龙骨骼化石上看到了类似的痕迹。他说:“我意识到这些咬痕来自真正有力的下巴和很多牙齿。很明显,这种大型钝齿鳄鱼是可能的罪魁祸首。我没有看到其他动物能留下类似这样的齿痕。”

  但是,古鳄鱼咬痕专家斯蒂芬妮·德鲁姆赫勒表示,齿痕不能说明一切。他说:“现代鳄鱼——鳄鱼、美洲鳄和相关的已灭绝鳄鱼,更擅长将猎物整个吞下和把大型动物分成适合吃下的块状。很少留下咬痕的证据。所以,我们推断,恐鳄之类的庞然大物可能有甚至更具破坏力的进食习性。”

  虽然咬痕的证据存在,但是也由此引出一个问题:能吃大恐龙的鳄鱼为何会在海龟身上浪费精力呢?两个字:位置。现代鳄鱼猎食范围很广,会吃在自己领域内捕猎到的任何食物。同样的因素可能决定个别恐鳄基本以海龟为食,或者以恐龙乃至其他猎物为食。

  芝加哥大学古生物学家保罗·塞雷诺了发现了尼日尔语也叫超级鳄鱼的1.1亿岁的帝鳄,他指出,原产北美的恐鳄还说明大型鳄鱼出现在不同地方和时期。国际地理学会驻会探险家塞雷诺说:“恐鳄和独立的帝鳄是两个家系,一种比另一种老,这证明鳄鱼的身体能够长到和恐龙一样大。”恐鳄只生活在白垩纪结束之前,比帝鳄更接近于现代鳄鱼,但仍难逃灭绝厄运。

  塞雷诺解释说,一只成年雄鳄可能需要霸占数英里的河流才能寻找可维持生存的足够猎物。因此,空间限制可能让鳄鱼数目很少,这也使得这些大型鳄鱼在困难时期更容易灭绝。塞雷诺说:“似乎偶尔会出现大型鳄鱼生存的合适条件,但通常不会持续太久。”(孝文)

发表在栏目: 科学
这张艺术概念图显示了新发现的系外行星Corot-9b及其恒星
这张艺术概念图显示了新发现的系外行星Corot-9b及其恒星

  新浪环球地理讯 北京时间3月18日消息,据美国国家地理网站日报道,最新研究称,新发现的气态巨行星是太阳系外第一颗可供天文学家细致研究的类木行星。

  这颗编号为Corot-9b的系外行星处于巨蛇座内,距离地球大约1500光年,以接近于圆形的轨道绕其母恒星运转,且每隔95天从其母恒星前面经过一次,每次“穿越”持续大约8个小时。当Corot-9b处于母恒星和地球中间的时候,其恒星发出的光会部分穿过这颗系外恒星的大气,落到地球上。通过研究这种渗透过来的星光,天文学家或许能够确定构成Corot-9b大气的分子。

  参与实施这项研究的法国马赛天体物理学实验室的天文学家克莱尔-蒙托(Claire Moutou)表示,如果真能做到这一点,Corot-9b或许就是搜寻系外行星的“罗塞塔石碑”。罗塞塔石碑是一块制作于公元前196年的大理石石碑,考古学家利用这块石碑,破译了失传千余年的古埃及象形文字,成为研究古埃及历史的重要里程碑。

  蒙托说:“我们希望,当我们可以对这颗行星展开研究的时候,能从它身上发现接近于其他巨大的气态系外行星的特征。”这是因为Corot-9b的物理特性被认为代表了银河系中许多巨大的气态系外行星。所以,细致研究Corot-9b系外行星,或能揭开那些不穿越其母恒星,使得天文学家不可能找到的系外行星的神秘面纱。

  以前,天文学家曾利用确定渗透到地球的星光这种技术,对其他气态系外行星的大气构成进行过研究,并且取得了很大的成功。但是,这些行星的轨道比Corot-9b更靠近其恒星,表面温度更高,因此,这些“热木星”被认为并不能很好地代表低温和中温的气态巨行星——天文学家认为系外行星主要由此类巨行星构成。

  相比之下,Corot-9b与其恒星之间的距离是“热木星”与其恒星之间距离的10倍左右,表面温度据估计在零下4华氏度至零上320华氏度(零下20摄氏度至零上160摄氏度)之间。虽然迄今没人能对Corot-9b进行近距离观测,但蒙托认为它与太阳系中气态巨行星非常相似。

  她解释说,例如,Corot-9b可能像拥有多颗卫星的木星一样,是颗多云的气态行星,还具有像土星一样的光环。本周出版的最新一期《自然》杂志将对这项研究做详细介绍。(孝文)

发表在栏目: 自然
英国考古学家宣布,在英国发现的51具年轻男性赤身无头尸骨的身份已经得到证实,他们就是被斩首的海盗。(图片提供:Dorset County Council)
英国考古学家宣布,在英国发现的51具年轻男性赤身无头尸骨的身份已经得到证实,他们就是被斩首的海盗。(图片提供:Dorset County Council)

  新浪环球地理讯 北京时间3月16日消息,据美国《国家地理杂志》报道,英国考古学家宣布,在英国发现的51具年轻男性赤身无头尸骨的身份已经得到证实,他们就是被斩首的海盗。遭斩首的尸骨——头骨堆在一边——是2009年6月在一个有着1000年历史的死刑坑内发现的。死刑坑就位于小镇韦茅斯南部海滨附近。

  7月公布的放射性碳年代测定结果显示,这些年轻男子生活在公元910年至公元1030年之间,当时的英国正在抗击海盗入侵并且经常战败。但直到最近,这些尸骨的身份仍没有得到证实。其中10具头骨的主人年龄在20岁左右,对其牙齿进行的分析显示,这些海盗来自斯堪的纳维亚的不同地区,有一人可能来自北极圈北部地区。

  此项有关无头尸骨身份的研究由英国国家环境研究委员会同位素地球科学实验室的简·埃文斯领导。他们对能够泄密的化学标记——同位素进行了研究。同位素能够揭示一个人来自何处。例如,饮用水中的氧同位素会随着年龄增长留在牙齿内。

  基于同位素比随气候变化这种现象,埃文斯证实这些年轻男子来自气候更为寒冷的地区,而不是英国。他说:“同位素比值说明这些人并不是英国人,更有可能来自挪威和瑞典。”氮同位素分析结果显示,这些人喜欢吃肉类高蛋白食物,与同一时期生活在瑞典的人类似。

  埃文斯说:“令人感到好奇的是,海盗素以凶悍、劫掠和强奸而臭名卓著,但我们发现的证据却也为人们描绘出一群不一样的海盗。当时盎格鲁-撒克逊人围捕了海盗并将他们处死。”

  “牛津考古学”组织的大卫·斯科莱领导的再现研究发现了这个海盗死刑坑。他表示,很多尸骨的头部、颚部和颈部均有深深的切痕,说明这些海盗是战俘,曾遭到斩首。“很多人似乎多次受刑。”其他伤痕说明一些海盗曾试图向行刑人反抗,其中一人的手指被砍断就是一个证明。

  头骨堆在死刑坑一侧,这可能是为了展示胜利。出人意料的是,考古学家并未在死刑坑内发现衣物残骸,说明这些海盗被裸葬。斯科莱说:“即使武器和贵重物品被拿走,我们也应该发现骨头纽扣或者类似的东西,但迄今为止,我们仍是一无所获。这些无头海盗是一群身体非常健壮的年轻人。他们是一流的战士。”

  斯科莱表示,尸骨被葬在一个小山顶上,山顶旁边就是古代通往韦茅斯的主要道路。这同样说明这些无头尸的身份就是海盗。他说:“在撒克逊晚期和中世纪,英国战士通常就在类似这样的地方行刑。如果你是一名海盗,你更有可能在城镇或者海滩展开屠戮。”

  牙齿研究权威埃文斯指出,同位素分析结果同样显示,被处死的海盗有着各种各样的出身,复杂程度超出此前预计,其中不仅仅包括撒克逊人的其他敌人,例如生活在英国北部的古丹麦人。

  在新研究发现公布前,《海盗武器和战争》作者基姆·希德恩便已提出无头尸身份就是海盗的观点。希德恩在7月推测说:“他们离开船,步行前往内陆,而后冲向早有防备的撒克逊人。他们的举手投降可能是被迫的。”

  这位历史再现学会Regia Anglorum创始人表示,尽管海盗凶残成性,但在战场上,海盗与早期英国战士之间没有太大区别。“在双方交战的时候,如果他们站在你面前,你很难分清哪些是海盗,哪些又是撒克逊人。”他们的主要武器都是长矛,备用武器则是剑和斧子。

  希德恩指出,但在某些情况下,海盗通常占有人数上的巨大优势。“在作战能力方面,海盗并不比撒克逊人出色,但他们人多势众。在海盗掠夺活动最为猖獗的时候,我们有理由相信生活在沿岸20英里(约合32公里)内的任何地方都不安全。” (孝文)

发表在栏目: 科学
最新研究称月球岩石中含有微量水
最新研究称月球岩石中含有微量水

  新浪环球地理讯 北京时间3月10日消息,据美国国家地理网站报道,美国科学家3月3日宣布,他们在“阿波罗”飞船带回地球的月球岩石中发现了微量水的证据。

  近来,美宇航局的两个探测器撞向月球,同时月球轨道器也在扫描月表寻找光线信号——这一切的努力都是为了证实月球并不是一个完全干燥的星球。然而,令人始料未及的是,月球有水的确凿证据竟然就在我们眼皮底下。美国科学家在“阿波罗”飞船带回地球的月球岩石和火山玻璃中发现了水的证据,而含量最多只有千分之几,这一定程度上解释了科学家在20世纪60年代末和70年代初对样本分析后为何会得出月球绝对干燥的结论。

  美宇航局约翰逊太空中心月球样本管理员加里-洛夫格伦(Gary Lofgren)表示:“过去十年,科学仪器的敏度得到显著提高,甚至能分析出含量如此少的水。”洛夫格伦没有参与最新研究,但他称这项研究是“可靠的工作”,值得进一步调查。月球岩石样本中含有水的线索最早是在2008年《自然》杂志的一项研究中浮出水面的。科学家当时报告称,在“阿波罗”飞船带回地球的月球火山玻璃样本中发现了水分子。

  不过,水分子是否是因某种原因(如操作失误)到了地球才有的,那个研究小组未能证明。美国康涅狄格州卫斯理大学地球与环境科学教授詹姆斯-格林伍德(James Greenwood)表示,一个确定水分子诞生地的途径是,测量水样本中不同氢同位素的含量,那个在《自然》杂志发表论文的研究小组尚未掌握这项技术。

  同位素测量数据的作用类似于人的指纹,例如,来自地幔的水的同位素比值不同于来自彗星的水。在发表于《自然》杂志上的那项研究公开时,格林伍德正在开发一种技术,通过这种技术,他可以研究火星陨石的化学构成。他后来将这一方法应用于从各种月球岩石遴选出的矿物磷灰石样本,用以确定里面水分子的“指纹”。

  格林伍德在德克萨斯州休斯顿召开的第41届月球与行星科学大会上公布了他的研究发现。他表示这项研究证明月球岩石中的水“并不是来自于地球。”在这次大会上,第二个研究小组宣布了在含有磷灰石的月球岩石中发现了水的证据。这些岩石取自阳光照射不到的月球阴暗区,科学家认为该地区形成于古代月球熔岩流。

  研究人员利用来自电子微探针的粒子束轰击磷灰石,可以计算出岩石样本内氟气和氯气这两种气体的含量。根据用以计算磷灰石的已知公式,氟气和氯气的存在表明,要使得磷灰石的晶体结构趋于完整,还需要另一种化合物。研究人员得出的结论是,缺失的分子可能是氢氧化物——磷灰石的常见组成部分和水分解后的副产品。

  据参与这项研究的华盛顿卡内基科学研究所地球学家弗朗西斯-麦克科宾(Francis McCubbin)介绍,最新发现是“最先在月球岩浆矿物中发现水的努力之一”,进一步证明月球岩浆中含有微量水。但是,麦克科宾同时指出,虽然月球有水的发现会越来越多,但它们其实只是杯水车薪:“尽管月球上存在远比我们以前想象更多的水,但与地球和火星相比这只是杯水车薪,因此,与过去40年对月球样本的研究结果完全吻合。”

  研究人员还计划调查月球上水的来源。最常见的几种猜测集中在月球的早期历史,即在火星大小的天体与地球相撞产生月球后不久。格林伍德说,一种可能性是,冰质彗星在月球固化过程中撞上了这颗年轻的星球,在上面留下了水。麦克科宾表示,另一种可能性是,月球上的部分水在地球分裂飞向太空形成月球过程中“捎带”过去的,换句话说,它们可能来自于古代的地球。(孝文)

 

发表在栏目: 自然
乌干达布温迪国家公园的野生山地大猩猩(图片提供:Michael Poliza, National Geographic Stock)
乌干达布温迪国家公园的野生山地大猩猩(图片提供:Michael Poliza, National Geographic Stock)

  新浪环球地理讯 北京时间3月9日消息,据美国国家地理网站报道,最新研究显示,与有时无法抗拒汉堡包诱惑的素食者一样,本是食草动物的大猩猩可能在一定条件下,也禁不住诱惑将魔爪伸向同类。

  尽管有些动物园饲养的大猩猩会吃肉,但就科学家所知,野生大猩猩仅以植物、水果以及奇异的昆虫为食。然而,最新一项研究在加蓬卢安果国家公园的非洲野生山地大猩猩的粪便中发现了猴和小羚羊的DNA样本。这一发现提出了一种可能性,即野生大猩猩可能具有秘密的食肉习惯——以腐肉为食。

  德国马克斯-普朗克协会进化人类学研究所灵长类行为学家格利特-舒伯特(Grit Schubert)参与实施了这项研究。他认为,这项惊人发现或许具有更为平常的解释——而在黑猩猩可能被列为食肉动物之前,这些解释必须一一被排除掉。例如,大猩猩吃蚂蚁,而蚂蚁又以猴和其他哺乳动物的尸体和骨骼为食。研究人员推测,当大猩猩吃掉蚂蚁的时候,它们可能还吞下存在于蚂蚁消化道中的哺乳动物DNA,然后再排出体外。

  另一种可能性则是,哺乳动物DNA来自于活猴或小羚羊,它们在大猩猩粪便中寻找可以食用的种子或其他残留植物颗粒时留下了自己的DNA。舒伯特说,猴或小羚羊“可能舔了舔大猩猩的粪便,或是闻了闻,或是在上面撒尿。大猩猩的粪便中出现哺乳动物DNA的可能性有很多。我并不认为大猩猩会吃肉。”

  如果大猩猩真的吃肉,那么它们可能就是第一种食肉类人猿。我们知道,黑猩猩和倭黑猩猩就捕食其他哺乳动物,比如猴。马克斯-普朗克协会的遗传学家迈克尔-霍夫利特(Michael Hofrieter)也参与了这项研究。他说:“大多数食草动物都善于消化肉类。”研究结果于2月25日发表在《公共科学图书馆-综合》杂志的网站上。(孝文)

发表在栏目: 自然
褐红色的冰河时代沉积物帮助证明这块加拿大火山岩曾在“雪球地球”时代被冰雪覆盖。(图片提供:Francis A. Macdonald)
褐红色的冰河时代沉积物帮助证明这块加拿大火山岩曾在“雪球地球”时代被冰雪覆盖。(图片提供:Francis A. Macdonald)

  新浪环球地理讯 北京时间3月8日消息,据美国国家地理网站报道,最新一项研究称,在距今7.16亿年前,如今炎热潮湿的地球赤道曾覆盖着冰雪,这似乎为“雪球地球”理论进一步提供了证据。

  所谓“雪球地球”(snowball Earth)是地质史上的一个名词,描述了距今约7.5亿到5.8亿年前,地球表面从两极到赤道全部结成冰,只有海底残留了少量液态水。美国哈佛大学地球学家弗朗西斯-麦克唐纳(Francis Macdonald)领导实施了这项研究,他和同事对夹在冰川沉积物之间的加拿大火山岩进行了研究。科学家可以通过冰川融化留下的残骸以及因冰川活动而变形的沉淀物,确定这种冰川沉积物。

  麦克唐纳的研究小组利用极为精确的铀-铅年代质谱测定法认定火山岩和冰川沉积物是在大约7.16亿年前沉淀的,那也是科学家所假设的“雪球地球”时期。接下来,研究人员将自己的发现与以前一系列研究结果进行了对比,那些研究发现火山岩是在加拿大处于赤道附近时形成的。

  随着时间的推移,地球构造板块的活动驱使火山岩向北移动,到了加拿大育空地区和西北地区。麦克唐纳称,围绕“雪球地球”还有许多谜团尚未解开,例如,仅凭借一个冰封的赤道,科学家无法确定当时地球上冰雪覆盖的程度。地球可能一直处于完全的“深度冰冻”状态,或者可能只是受制于不断活动的冰川和冰山,或是介于两者之间的冰体。

  事实上,连“雪球地球”这一名称可能同样需要重新考虑。麦克唐纳说,地球可能不是“一个白球,而更有可能是一个泥球”。由于向外喷射灰烬的火山经常爆发,可能使得地球表面“布满灰尘”。由于植物在7亿年前并未进化,脏兮兮的冰可能是地球表面吸收阳光的唯一“黑点”。结果,这些区域更有可能融化,产生令原始生命形式茁壮成长的水体,比如藻类和真菌类。

  据麦克唐纳介绍,在“雪球地球”时期,部分有机体存活下来,甚至形成新的物种,这增加了一种假说的可信度,即“雪球地球”具有开放水域的避难所,或至少是冰层裂缝,举例来说,今天,南极洲附近的冰缝就“充满”单细胞生命形式。

  麦克唐纳表示,了解地球早期历史极端状况,可能还有助于科学家对现代气候变化有新的认识。例如,科学家了解到,在过去一千年,地球一直在无处不在的冰雪覆盖期和温室状况(如到处是恐龙的无冰白垩纪)之间“摇摆”。麦克唐纳的研究结果刊登在最新一期的《科学》杂志上。他说:“这一切说明,地球十分敏感,我们认为地球任何微小变化都能对环境产生极大的影响。”

  例如,科学家认为“雪球地球”时期的火山喷发向大气层释放了大量硫颗粒,阻滞阳光照射大地,从而使地球温度下降。有专家甚至建议,现在,我们也可以采用人工方式阻滞阳光,用以解决全球气候变暖。麦克唐纳指出,这意味着调查这种地球历史的“自然实验”十分重要:“这会告诉我们远比电脑模型更多的东西。”

  (孝文)

发表在栏目: 自然
东西伯利亚海表面漂浮的冰块,甲烷气泡从下面不断冒出
东西伯利亚海表面漂浮的冰块,甲烷气泡从下面不断冒出
北极表面水体中被溶解的甲烷浓度图
北极表面水体中被溶解的甲烷浓度图

  新浪环球地理讯 北京时间3月5日消息,据美国国家地理网站报道,美国科学家表示,北极海底正在释放大量甲烷气体,他们由此得出结论,海底永久冻土是一个庞大但很大程度上被忽视的温室气体来源。温室气体与全球气候变暖有着直接联系。

  以前的研究发现,北极湿地和湖泊永久冻土融化释放出甲烷气体。不过,科学家当时认为,遍布冰冷深海的永久冻土仍将继续保持冰冻固体状态,令数量不明的被捕获的甲烷气体释放不出去。领导实施最新研究的美国费尔班克斯大学生物地球化学家纳塔莉娅-莎克霍娃(Natalia Shakhova)表示:“如今,情况已经变了。永久冻土保存这种气体的能力确实在下降。”

  事实上,根据莎克霍娃和同事的估计,东西伯利亚海每年大概将800万吨甲烷释放到大气,加剧了人们对全球变暖趋势加速的担心。2003年至2008年,莎克霍娃的研究小组先后六次远赴西伯利亚北极大陆架实地考察,细致测算水体中的甲烷含量。

  西伯利亚北极大陆架面积为77204平方英里(约合200万平方公里),表面存在多处深度不足164英尺(约合50米)的浅海,而永久冻土层遍布整个大陆架。研究人员发现,海拔高于大陆架的部分水体充满了甲烷,这种气体正被释放到大气中。此外,莎克霍娃的研究小组还发现,当前北极大气中的甲烷含量是最早可追溯至40万年前的几个气候循环所记录的甲烷含量的三倍。

  研究人员指出,这种现象极有可能并不限于东西伯利亚海。如果东西伯利亚海的永久冻土正在融化,那么北极大陆架沿线的所有浅海应该也会遭受同样的影响。为寻找答案,莎克霍娃和同事计划明年春天在海底永久冻土钻孔,建立一个区域性监控网。目前尚不清楚人为诱发的气候变化是否是引起北极大陆架水体释放甲烷的原因。

  莎克霍娃指出,全球气候变暖可能正在加速本应是自然进程的气候循环的步伐,产生一个反馈环路:永久冻土释放的甲烷令地球温度进一步上升,地球温度上升使得更多的永久冻土融化,进而释放出更多的甲烷,整个过程往复循环。莎克霍娃说:“这种人为因素或全球气候变化可能是最后一击,加速或引发了整个循环。”研究结果刊登在最新一期的《科学》杂志上。(孝文)

发表在栏目: 自然
第 109 页,共 114 页