自然

海底地震可引发海啸,强大的海浪抵达岸边后可吞没一切,波高可达数十米

 

据报道,科学家研究发现可以通过磁异常来预警海啸的发生,来自中国的工程人员为此创建了一个模型,模拟地球磁场与巨大海浪之间的关系,研究小组称这项研究有助于建设一个早期海啸预警系统,我们可以通过轨道上部署的卫星来探测由海啸引发的磁异常,进而做出海啸预警报告。海啸的巨大海浪往往与地震有关,可以高出海平面数十米,如果发生在近岸海域,那么数十米的巨浪可以摧毁陆地上的一切,带来毁灭性的影响。海啸在大洋(外海)发生时,其高度并不大,在海洋背景波浪的干扰下可能较难以发现。

虽然海啸具有一定的隐蔽性,但是其移动速度非常快,并牵涉到大量海水的快速变化,由于海水具有一定的盐度,海啸快速移动会导致其某种导电性出现微小变化,穿过地球磁场时就会引起磁异常,如果我们在轨道上部署一颗磁异常传感器卫星,或者是高空气球,就可以发生磁异常微小变化。根据2004年苏门答腊和2010年智利海啸记录的数据,研究小组发现了与海啸有关的磁异常现象,然后从中推算出海啸波的波长以及海啸高度。原则上我们可以根据磁异常信号迅速完成海啸波曲线的计算,如果该技术得到应用,就可以明显改善现有的大洋海啸预警系统,提高海啸发生的预警时间。

但是该如何建设覆盖大洋的磁异常探测网呢?研究人员认为可以将磁异常探测器部署在高空气球上,或者是近地轨道卫星上,可以满足对磁异常信号的探测,科罗拉多大学地磁专家马诺·奈尔认为通过海啸磁信号系统可能已经成功地监测到海啸导致的磁异常信号。参与本项任务的科学家称下一步的工作重点将在复活节岛测试海啸波,此外研究小组还计划研究海浪、潮汐与磁效应的关系,在表层海水下发生的水体变动可以关联到磁信号的异常,而且不同海水层之间的交换也是一个作用因素。


编辑:Rena

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直接从大脑血糖汲取能量的新型燃料电池
麻省理工学院的工程师最新研制一种微型电池原型

  据国外媒体报道,“充分使用你的脑力”这一短语未来将变得非常现实!美国麻省理工学院的工程师最新研制一种微型电池原型,从人体自然血糖分子中产生电能。

  这种电池将用于驱动治疗癫痫、瘫痪以及帕金森氏症患者的大脑植入器。据悉,当前植入人体的装置通常是由锂电池提供动力,但是这种电池使用时间非常有限,必须进行更换。再次进入人体组织更换电池并不是医生所喜欢做的事情,如果更换大脑植入器的电池就变得更加棘手了。

  美国麻省理工学院电子工程和计算机科学副教授拉胡尔-萨尔皮什尔(Rahul Sarpeshkar)带领一支研究小组负责这项研究,他们使用铂催化剂放置在末端,一层碳纳米管在另一端来建造这个电池,它们放置在一个硅片上,从而将电流连接至大脑植入器上。

  当大脑组织中的血糖分子流经铂催化剂,伴随其氧化过程,电子和氢离子将分离开来。在电池另一端,当氧分子与单壁碳纳米管接触时,与氢离子混合形成水,该电池最多可产生180微瓦功率的电能,足以驱动一个大脑植入器发送信号绕开受损大脑组织,或者刺激大脑组织(用于治疗帕金森氏症的方法)。

  血糖电池是一个较早的概念,最早出现于上世纪70年代,2010年,法国科学家设计了一种类似的电池用于驱动起搏器。这种电池混合了石墨和酶,能够从血糖中分离电子。但这种电池的问题在于酶动力电池无法提供像锂电池一样的电能输出。

  只要存在血糖和水,麻省理工学院最新研制的电池就能长时间持续工作,提供动能的血糖来自于环绕大脑组织周围的脑脊液。多数血糖并不能被人体使用,而这种电池仅使用很少部分的血糖,并不会影响大脑功能。

  迄今为止,这种电池并未在真实的大脑组织中测试,仅在模拟大脑组织的液体环境中运行。它将有望对植入器带来新的希望,未来有可能将这种电池植入人类大脑。

  这项最新研究报告发表在6月12日出版的《公共科学图书馆·综合》期刊上。(悠悠)

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  据国外媒体报道,美国宇航局的火星科学实验室(MSL),即“好奇”号火星车目前正在飞往火星的路上,在不到一个月的时间内它便将抵达这颗红色星球,这辆重达1吨的史上最大的火星车也将踏上火星的土地。

   好奇号火星车采用核动力,它的设计是希望能在火星上活动一些新的发现。为此,它将全方位展开行动,它会钻探并分析火星土壤进行研究,寻找过去或现在水的线索,并确定这颗星球是否曾经拥有过可以支撑生命生存的环境条件。

  和好奇号相比,它的前辈们,美国宇航局先前的那几辆火星车,如勇气号和机遇号简直相形见绌,至于1996年登上火星的第一辆火星车“索杰纳”,好奇号的体型几乎可以碾过它的身子。尽管好奇号的大身材让科学家们得以加装了10台最新的探测设备,并且它能在火星表面漫游的距离也会远超它的前辈,但是要将这样一个庞然大物安全送达火星也给工程师们提出了一项艰巨的挑战。

  美国加州理工学院的地质学家约翰·格洛岑格(John Grotzinger)是好奇号的项目科学家,他说:“每次我们在火星上安放一辆新的火星车,我们理解火星地表性质的能力就会突飞猛进。”

  尽管科学家们现在还并不清楚究竟什么样的发现正在等待着他们,但他们心中对于自己希望能发现什么可都是一清二楚的。事实上,好奇号在抵达火星地表之后最初几周内要做的安排都已经被非常仔细的计划好了。好奇号一着陆,心急的科学家们就已经有着长长的一串地点列表希望好奇号前往调查。预计好奇号将于8月5日在火星降落,科学家们已经急不可耐。

  惊心动魄的降落

好奇号将首次使用一种被称作“天空起重机”的辅助设备帮助降落
好奇号将首次使用一种被称作“天空起重机”的辅助设备帮助降落

  好奇号将首次使用一种被称作“天空起重机”的辅助设备帮助降落。当好奇号冲入火星大气层并迅速向地面坠落时,这一设备将会启动反冲发动机帮助实现减速,它会吊起好奇号,悬停在距离地表约25英尺(约合7.6米)的高度,然后轻轻地将好奇号放置在火星地面上。这项着陆技术代表了目前人类技术的最高极限,重达1吨的好奇号也将因此成为人类送往火星地表着陆的最重的探测器。

  不过这项新技术看来并没有让科学组的人们多么在意。格洛岑格说:“事实上我们对于我们能掌握这种引导下的大气层再入技术感到非常兴奋。”他认为这样做可以让研究人员们得以比以往更加精确地在指定的地点降落。他说:“人们对天空起重机技术感到担忧,不放心,但实际上从安全角度考虑,这其实是一种更好的着陆系统。”

  伸展胳膊

伸展胳膊
伸展胳膊

  就像是新生儿需要伸展一下自己的胳膊一样,好奇号在抵达火星表面之后会伸出它携带的设备进行测试。这辆火星车的最初6天工作日程已经被计划地细致入微。

  对好奇号的作息生活安排需要确保它的所有设备能正常工作,确保能将土壤样本的分析数据发回给地球上的科学家们。同样是由于它的巨大和复杂性,先前的火星车一般在着陆后只需要一两天的准备后便可以正式开展探索工作,而好奇号的却需要几乎一周时间才能完成所有测试工作。

  据格洛岑格表示,在抵达火星的第一天,好奇号将对它搭载的设备开展校正,并拍摄首张彩色图像。他说:“相机会对着外面,这样我们就能看一眼着陆地周围美丽的景色,不管它指着哪个方向都行。”

  而在第二天,好奇号会使用它所搭载的设备对着陆地的土壤成分进行考察并拍摄着陆点周围的360度全景照片。在初期的检查过程中,好奇号会选定感兴趣的点。科学组可能会决定要前往一个新的地点,在那里做一些钻探或取样任务,并进行分析。

  现在很有希望的是,好奇号可能会在一片沉积岩层基岩出露附近降落,若当真如此将是令人兴奋的。在地球上,这些岩石中常常保存着古代生物或有机质遗迹的痕迹。如果火星上也有类似的东西,在这样的地方就有可能被发现。

  在经过最初的几天之后,好奇号便会结束其初期的测试阶段。格洛岑格表示:“在此期间我们会用到火星车上搭载的每一样设备,这样我们就有了把握,急着去开始科学考察任务了。”

  寻找甲烷

寻找甲烷
寻找甲烷

  在过去的10年内,科学家们注意到在火星大气中存在着甲烷气体,这让他们感到非常奇怪。甲烷是一种简单的化合物,它之所以会引起科学家们的注意是因为一般而言这种气体在大气中不稳定,因而并不能长期存在,而需要持续不断的补充才能保持稳定的含量。尽管火山喷发活动会产生甲烷气体,但是在地球上,活着的生命体同样是产生这种气体的主要来源。这样的来源也可能存在于火星上吗?

  和往常一样,有关这个问题的答案同样存在争议。一些科学家表示他们绝对已经探测到了甲烷气体的存在,但是与此同时另外一些科学家则表示他们并没有能探测到这一气体的存在。而此次好奇号就将有望最终确认这一争论的结果。

  在好奇号着陆后的前10天内,这辆火星车将会根据指令“抬起头”,嗅嗅空气的“味道”。好奇号身上携带有一台专门的设备,可以对有机质和大气中的气体成分进行分析,寻找甲烷存在的蛛丝马迹。

  格洛岑格表示:“如果火星大气中存在甲烷,这将是一项重大的发现。”这样一个发现将增加人们对于今日的火星上可能存在活体生命的看法。

  甚至即便好奇号在它最初的嗅探中没有检测出任何东西,那也并不能就此否定甲烷说。因为这种气体可能是间歇性出现的,随着季节性变化而变化。因此,出于这样的考虑,好奇号会继续对火星空气成分进行检验,这样的检验将至少持续一个火星年(即地球上两年)。而如果到了那个时候检测的结果仍然是零,那么科学家们就将不得不回到最初的地方,重新开始检查为什么他们最初会认定火星大气中存在这种气体的。

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2013宇宙大冲撞:银河系气体云撞击超大黑洞
2013年银河系气体云将撞击超大黑洞,届时将发出明亮的辐射。

  据国外媒体报道,科学家们预计在明年我们将看到有史以来最大的“宇宙碰撞事件”,银河系中央附近存在巨大的气体云,从运动轨迹上看,它们将于2013年“冲撞”超大质量的黑洞。这场规模巨大的宇宙撞击事件发生于人马座A方向,处于银河系银心附近。事实上,巨型气体云偏离了原先运行的轨迹,其距离相当于以光速运行36个小时,但黑洞强大的引力还是能将其撕裂成碎片。

  根据位于德国慕尼黑的马克斯·普朗克(Max Planck)研究所地外物理研究中心的天体物理学家斯特凡·吉勒森(Stefan Gillessen)介绍:“到目前为止,人马座方向仅发现了两颗恒星往这里运行,它们通过这一天区时并没有受到其他天体的影响,但是这一次却不同,气体云被黑洞强大的引力场所拆散。”天体物理学家斯特凡·吉勒森在过去的二十年内一直从事着观测黑洞的研究工作,也是本项研究的观测者。随着气体云逐渐靠近黑洞,其运行的速度将变得越来越快,大约在七年的时间内就可以将速度翻一番。
天文学家们正在积极准备着观测即将到来的宇宙碰撞事件,气体云正以每小时5000英里的速度向黑洞移动,将在2013年与黑洞发生碰撞。科学家们届时将使用欧洲南方天文台的甚大望远镜阵列对这次撞击事件进行观测。马克斯·普朗克研究所地外物理中心的科学家莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)之前发现了一个独特的天体运行轨迹,正在迅速接近黑洞。

  正如一些科幻小说中的情节一样,当一名宇航员在黑洞边缘正在坠入的过程中,该情景就如同一个被拉长的意大利面条。但是现在我们就可以真实地看到这样的场景,天体物理学家斯特凡·吉勒森认为根据以往的观测经验,这团巨型气体云并不会幸存,气体云届时距离黑洞的事件视界大约400亿公里,约为36光时,这是非常靠近黑洞的距离,超大质量黑洞的强大引力将对其产生破坏性的影响。

  当气体云靠近黑洞时,注定就是它的“世界末日”,来自银河系中央附近炙热恒星的强紫外辐射照射下,气体云将变得白热,这种情景也是科学家将要首次观测到的。在整个2013年内,这团气体云将持续被黑洞撕裂吞噬。随着气体云越来越靠近如同饥饿野兽的黑洞,其外部压力也将随之增大并压缩这团气体云。

  在同一时间内,这个具有400万倍太阳质量的黑洞将利用强大的引力场改变气体云的运行轨迹,气体云被卷入黑洞引力场后将逐渐加速并形成漩涡状轨迹。目前,气体云的边缘已经出现被黑洞引力“解离”的现象,在未来的日子里将彻底被颠覆。早在2008年至2011年期间,天文学家们已经清晰地观测到气体云受到黑洞引力场作用的迹象。在2013年气体云接近黑洞时,将会被加热并向外辐射出X射线,目前已经有少量的前端气体云成分接近了黑洞,在未来的时间内将有更多的气体靠近黑洞,最终将变成黑洞的“燃料”。

  这团巨型气体云的来源存在多种解释,其中一种解释认为其来自于银河系中央附近年轻的恒星周围,由于强烈的恒星风的作用,使得这团气体逐渐被“驱离”出恒星,如同恒星将自身周围的气体“吹出”。科学家发现在银河系中央附近黑洞周围存在一个双星系统,恒星风之间产生的碰撞也可能导致气体云的驱离出该系统。根据科学家莱因哈德·根泽尔介绍:“未来两年内将会出现很有趣的情景,气体云撞击黑洞为我们提供了物质坠入黑洞时非常有价值的信息。”(Everett/编译)

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超级机器创造破纪录的4万亿度“创世高温”
相对论重离子对撞机创造最高温度

  据国外媒体报道,位于纽约长岛萨福尔克县布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机(RHIC)是除了欧洲核子研究中心大型强子对撞机外另一台“超级机器”。就在前不久,布鲁克海文国家实验室的科学家宣布一项令人印象深刻的成就:创造出最高人造温度,并被吉尼斯世界纪录成功认证。

  本项创造最高温度的研究得到了PHENIX粒子探测器合作,科学家旨在通过其研究夸克胶子等离子体(QGP)的形成与特性,它们是一种物质状态存在于宇宙诞生之后的数千万分之一秒的时间内。在大爆炸后极为短暂的时间内,宇宙具有异常恐怖的高温环境,甚至连原子核都不可能存在,但是这时期却存在夸克胶子等离子体,由夸克和胶子组成。在实验室里创造出这样的物质状态需要强大的能量。

  然而,布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机是一种什么样的装置呢?相对论重离子对撞机具有一个2.4英里长的环形隧道,两束对撞粒子分别超两个方向运行,由装置上的线圈进行加速,科学家们在环形隧道上设定了六个点位,粒子对撞可以在这些地方发生。当金原子核发生正面对撞时,炙热、密度极高的等离子夸克和胶子便可以形成,或者更准确地说是近似于流体的物质。

  根据吉尼斯世界纪录的工作人员确认,布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机产生的高温达到了4万亿摄氏度,比太阳核心温度还高25万倍。物理学家们现在已经可以观察到在宇宙大爆炸短暂时间内出现的“接近完美液体”的物质形态。根据布鲁克黑文实验室的物理学家史蒂夫·维格(Steve Vigdor)介绍:“绝对零度比夸克胶子等离子体要低了非常多个数量级,我们很意外地发现相对论重离子对撞机与其他科学前沿之间的联系,物理学的统一是一个非常美丽的事件。”

  与此同时,位于欧洲核子研究中心(CERN)内还有一台被称为大型离子对撞机实验(ALICE)的研究项目,它是大型强子对撞机的五个探测器实验之一,其目的也是研究夸克胶子等离子体(QGP)以及原始宇宙中的其他空间环境条件。与大型强子对撞机不同的是,比如ATLAS探测器、紧凑渺子线圈(CMS)探测器的研究重点是寻找希格斯玻色子。因此,大型离子对撞机实验与相对论重离子对撞机之间产生了相当激烈的竞争。

  大型离子对撞机实验创造出如此超高的温度,也可以说明该超级机器的工作状况良好。欧洲核子研究中心的物理学家德斯皮纳(Despina Hatzifotiadou)认为大型离子对撞机实验的能量密度是大型离子对撞机的三倍,可为超级机器中的绝对温度转化提升30%,因此大型离子对撞机也拥有较强的对撞研究能力。现在大型离子对撞机的科学家还未发布正式的温度测量结果,所以至少到现在为止,相对论重离子对撞机仍然是获胜的。(Everett)

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进行猪心移植的猴子
韩国科学家成功将一只克隆猪的心脏移植到一只猴子体内

  据外媒26日报道,韩国科学家成功将一只克隆猪的心脏移植到一只猴子体内,他们称这项研究将有助于解决人类器官短缺而引起的移植难题,为人类“异种器官移植”做准备,并且在五年内可以实现商业化。

  据报道,在进行这项手术之前,韩国科学家已经将克隆猪的免疫排斥基因移除,从而确保手术后猴子不会出现排斥情况。他们表示,这项研究的最终目的是为将猪的心脏移植进人体。这是韩国第一例异种器官移植手术。

  人们最早将猪心脏移植进入灵长类动物体内的实验是在1994年。那时,医学伦理界产生了巨大争议。有医学专家表示,这样的移植会给人类带来潜在的动物疾病。还有的专家称此举在伦理上是不能接受的,认为这就是“人猪”,是杂种。

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欧阳自远院士学术报告视频截图(新浪科技配图)

  今年12月12日,一颗长得像花生,长约4.6公里,宽约4.6公里,编号为4179号的小行星将与地球亲密接触,距离地球仅约为0.046 天文单位,也就是700万公里。4179号小行星已经被美国宇航局收入“潜在危险小行星名单”,如果不幸真的撞上地球,其威力相当于1万亿吨炸药爆炸。

  有没有办法近距离对这颗危险小行星进行观察?记者昨天了解到,2010年10月1日发射的“嫦娥二号”于今年4月15日受控飞向距离地球大约1000万千米深邃的太阳系空间,预计今年底或明年初择机开展对4179号小行星的飞越与交会实验,为未来的小天体探测积累经验。

  实习生 吴怡 现代快报记者 胡玉梅

  观测月球

  获得全世界最高水平的全月球数字影像图

  “在人们心目中,月亮非常圣洁、美丽,是思念、团结和美满的象征。实际上,月亮的面貌是极其丑陋的。”6月14日,在第三届中国科学院学部学术年会上,中国月球探测工程首席科学家,中国科学院院士欧阳自远介绍了“中国月球探测的初步成果与太阳系探测的初步设想”。欧阳自远说,真正的月球和人们想象中的相去甚远,月球上没有一滴水,都是辽阔的平原,被火山岩所覆盖。

  为了全面了解月亮,2007年我国发射了“嫦娥一号”,经过13天飞行,“嫦娥一号”抵达月球。“‘嫦娥一号’的任务第一就是要做一个最好的月球三维地形图,不管之前谁做了什么图,反正我们这个图要比所有的图都好;第二要测多种元素在月球上的分布,分析月球14种元素、矿物与物质类型的含量和分布;第三要探测月壤厚度;第四要探测4万~40万公里间的地月空间环境。”欧阳自远说,“嫦娥一号”到达月球后,首先是把照相机打开,“嫦娥一号”携带的照相机有三个视角,那是中国人第一次接收到的月球照片。“嫦娥一号”在太空飞行了1年零4个月,得到了全世界最好的一张月球影像图。最后撞击月球,完成了自己的使命。

  “‘嫦娥一号’撞击月球,我们都感觉很惋惜。”欧阳自远说,“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份星,没想到“嫦娥一号”是如此的精彩,因此,“嫦娥二号”发射以后,改变了原来的使命。2010年10月1日,“嫦娥二号”发射,不到5天就到达了月球,得到了更多月球细致的照片。

  月球伤痕累累,到处都是坑洞

  “嫦娥二号”的照相机是两个视角的,绕月飞行高度非常低,因此月球上所有撞击坑都有精细的图,就连背面坑壁也能看到。“你们看,坑壁上也有很多小坑,还有很多新的撞击坑。”欧阳自远说,“嫦娥二号”拍到了全月球影像图,实现了全月球影像的“无缝”镶嵌。“嫦娥二号”全月球数字影像图在空间分辨率、影像质量、数据一致性和完整性、镶嵌精度等方面优于国际同类全月球数字产品,是目前最高水平的全月球数字影像图。“全月球影像图真正做出来比足球场还要大。我估计,这项成果在四五年内都是没有办法被人超越的。”

  欧阳自远说,通过“嫦娥二号”拍回来的照片,可以看出月球伤痕累累,到处都是坑洞,甚至还有新鲜的坑洞,这应该是最近小行星砸在月球上造成的。这些新的坑迹,被冠以中国科学家们的名字,诸如:“毕昇撞击坑”“蔡伦撞击坑”“张钰哲撞击坑”等。

  在完成了对月球表面结构特征的数据探测,对月球资源数量的一系列统计后,2011年2月28日,“嫦娥二号”初期的各项科学目标都获得了圆满成功。

  监测太阳

  在拉格朗日2点成功飞行235天

  去年6月9日,“嫦娥二号”再次开始新的旅程,奔向150公里的拉格朗日2点;8月25日23时27分,经过77天的飞行,它终于精确抵达科学家们指定的位置。欧阳自远说,这是嫦娥二号在世界上首次实现从月球轨道出发,受控准确进入距离地球150万公里远的拉格朗日2点的环绕轨道;也是国际上第一次从月球轨道出发探测拉格朗日点的航天活动;更是第一次实现我国对月球更远的太空进行探测……

  去拉格朗日2点执行什么任务?欧阳自远说,主要是监测太阳以及太阳的一些活动。据介绍,当时之所以让“嫦娥二号”离开月球去日地系统拉格朗日点,是因为它的仪器正常,寿命还长,剩余燃料比较充分,足够支持它完成未来的各项探测任务。

  拉格朗日2点是什么?专家说,在地球围绕太阳运转的轨道面上,一共有5个“拉格朗日点”。而2号点,在太阳和地球连线的外侧,背对着太阳,是太阳和地球引力的平衡点。“嫦娥二号”飞到第2拉格朗日点,那是一个相对理想的地点,这里受太阳辐射干扰最小,还可以避免日凌现象。“嫦娥二号”在这个拉格朗日点上,可与太阳和地球间的相对位置保持不变,所受到太空中天体引力的干扰也将减到最小,相对而言处于真正的失重状态,可以进行更多的探测和实验。当然,由于身处太空中,诸如太阳风暴等考验总是免不了的。

  “嫦娥二号”在拉格朗日2点环绕轨道上飞行了235天,也出色地完成了观察太阳的任务,积累了大量对太阳的探测数据。

  飞掠小行星

  为深空探测积累经验

  目前“嫦娥二号”在哪里?欧阳自远介绍,“嫦娥二号”于2012年4月15日受控飞翔距离地球大约1000千米深邃的太阳系空间,预计今年底或明年初开展对4179号小行星的飞越与交会实验,为未来的小天体探测积累经验。

  欧阳自远说,人类最终目标是寻找第二个适合人类居住的地球,因此未来不仅要探测月球,还要探测火星、金星和木卫二。科学家们相信,火星是可以改造的,可以成为人类第二个栖息地。但要抵达火星,首先要飞掠一些小行星,目前人类已经探测到4700个具有潜在危险的近地天体。“未来还要探测好几个小行星,还要到小行星带上去探测。”

  那么,这次为什么要飞掠4179号小行星?飞掠这颗小行星的意义是什么?现代快报记者采访了中科院紫金山天文台研究员季江徽。季江徽说,小行星是太阳系形成初期遗留下来的化石,对于研究太阳系形成早期的物理化学组成、分布和演化具有重要意义。近地小行星近年来受到越来越多的关注,不仅是因为它们的轨道和地球轨道接近,从而可能碰撞地球,是潜在的威胁天体,而且因为它们的近地轨道从动力学上说是不稳定轨道,从而代表了太阳系小天体的动力学演化的一个短暂重要阶段。

  神秘的“小土豆”有何来头

  4179号小行星呈长椭圆状,主体由两大块组成,因此有些人称之为“小土豆”,也有些人称之为“花生”。它的轨道远日点接近木星轨道,近日点位于地球轨道附近。由于轨道周期共振,4179号小行星每隔四年接近地球一次,今年12月12日,这颗小行星将和地球紧密接触,距离地球将仅约为0.046 天文单位,也就是700万公里。假设其真的不幸碰到了地球,那么撞击引起的爆炸威力将相当于1万亿吨炸药,后果不堪设想。

  “4179号小行星的详细研究对于研究小行星的动力学演化、小行星在早期太阳系的碰撞演化等具有重要的科学价值。”季江徽说,一般情况下,经过亿万年的演化,小行星最终会绕其最短轴自转,这也是最稳定的自转状态。但是早期地面观测发现,4179号小行星处于缓慢的不稳定自转状态:它绕着自己形状的最长轴以5.41天的周期自转,同时其长轴以7.35天的周期进动。是什么原因造成这颗小行星这么独特的运行轨迹?专家推测,4179号小行星的自转状态可能是从前受到扰动形成。

  1992年和1996年,4179号小行星近距离飞越地球的时候,人们积累了大量的地面雷达观测数据,从而推导出这颗小行星的详细形状,模型的形状非常复杂。它的主体由两大块组成,同时包括很多小的形状单位,比如一些类似陨石坑的形状、一些线性条纹等等。但实际上,这些资料都是间接的推导,并不直观。

  “嫦娥二号”搭载的CCD相机如果以1000公里的距离飞越4179号小行星,将有可能获得一定分辨率的光学图像,这将是国际上第一批具有极其重要的科研价值小行星近距离空间图像。

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拥在一起永远相伴:科学家在德国达姆施塔特市附近梅塞尔化石坑发现交配时死亡的乌龟化石。
千万年乌龟化石

  北京时间6月28日,科学家有史以来首次发现正在交配的脊椎动物化石。他们在德国达姆施塔特市附近梅塞尔化石坑意外发现了9对乌龟化石,其中既有雄乌龟,也有雌乌龟,雌乌龟的尾巴较短。

  这些科学家认为,一个火山口底部的有毒气体熏死了这些正在交配的乌龟。德国图宾根大学的沃尔特-乔伊斯博士表示,这些乌龟属于一种灭绝的Allaeochelys crassesculpta龟类。解剖证据显示,每对乌龟都包含雌雄各一只。它们上壳的长度近2英尺(约合0.6米),宽度超过1英尺(约合0.3米)。雄乌龟拥有从上壳边缘伸出的较长的尾巴,但雌乌龟尾巴较短,残留在里面。

  乔伊斯表示:“我们首次展示了所有包含雌雄各一的乌龟伴侣化石,有些雄乌龟的尾巴甚至和正在交配的雌乌龟在一条直线上。”这些科学家认为,火山气体不时从湖中喷发出来,使许多生活在湖中和周边地区动物死亡,这是他们在沉积物中发现许多脊椎动物化石的原因。

  英国皇家学会杂志《生物学快报》刊登了乔伊斯的发现。他说:“化石生物体的行为通常只能进行间接推测,但罕见的化石发现却能提供惊人线索。我们对外公布了许多对Allaeochelys crassesculpta龟化石,它们首次代表了交配时死亡的脊椎动物伴侣化石。在我们看来,在梅塞尔化石坑发现的Allaeochelys crassesculpta龟在有毒表层水中十分活跃,先是游泳,求爱,最后交配;或在交配时咽下了有毒的表层水。我们认为,这些乌龟在适于居住的表层水开始交配,拥在一起下沉到湖水更深处时死亡,这里充满着来自火山气体或有机质的有毒化学物质。它们沉到湖底时,完全或部分分开。”乔伊斯表示:“所以梅塞尔化石坑发现的这些正在交配的乌龟伴侣更适合于一个分层的火山口湖,这里拥有适于居住的表层水和致命的深处。”

  5000万年前,梅塞尔化石坑由许多环绕着郁郁葱葱亚热带森林的大型湖泊组成,这为一个多样性十分广泛的生物群落提供了生存条件。幸运的是,其他大多数这样的遗址都含有部分骨骼,但梅塞尔化石坑以保存完好的化石著称,其中有些物种甚至都保留着毛皮、羽毛和“皮肤遗痕”。虽然部分地区遭受周期性的毒气攻击,生物多样性依然令人吃惊。

  这里包括一万多种鱼类化石;数千种水生和陆生昆虫化石,其中有些昆虫的颜色保存完好,十分鲜艳;大量小型哺乳动物,例如侏儒马、大老鼠、犰狳和蝙蝠等。与此同时,这些科学家不仅发现大量以食肉物种为主的鸟类化石,还发现鳄鱼、青蛙、蝾螈和其他爬行动物或两栖动物。1995年12月,联合国教科文组织宣布梅塞尔化石坑为世界遗产。(孝文)

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可爱的海鸟:科学家警告,目前南极洲共有约3000个企鹅繁殖对,但到2100年数量可能剧减到约500到600对。
南极帝企鹅

  北京时间6月28日消息,科学家警告,如果全球温度持续上升,海冰继续融化,南极帝企鹅的未来令人堪忧,甚至面临灭绝的危险。

  随着《帝企鹅日记》和《快乐大脚》等影片的上映,这种近4英尺(约合1.2米)高的南极最大海鸟已成为全球偶像。但如果全球温度继续上升,它们将从地球上完全消失。

  和其他海鸟不同的是,帝企鹅几乎全在海冰上繁殖和饲养后代。如果在进入繁殖季前海冰破碎和消失,就会使大量繁殖无法正常进行,从而导致帝企鹅数量剧减。长此以往,它们将面临从地球上彻底消失的危险。

  由于一半企鹅宝宝只能活到繁殖季末期,同时另一半在第二年会面临不同命运,所以繁殖阶段出现很高死亡率。70年代迪奥岛企鹅群落有250个繁殖对,在1999年数量剧减到只有20对,到2009年全部灭绝。

  研究人员警告,正在消失的海冰还对鱼、鱿鱼和磷虾等帝企鹅食物的生存构成威胁。随后,它们就会以生长在海冰上的浮游生物和浮游植物为食。如果海冰消失,就会严重影响浮游生物的生存环境。由此引发的食物网连锁反应会使企鹅赖以生存的各种食物饿死。

  为了解决企鹅渺茫未来的状况,研究人员使用了各种各样的资料,其中包括气候模型、海冰预报和一个由特瑞-阿迪利帝企鹅群建造的人口模型等。阿迪利是南极洲的一个沿海地区。50多年来,法国科学家一直在这里观察企鹅。他们分析了气候模型,结果发现如果全球温度以当前比例继续上升,海冰就会缩小,2040年前企鹅数量会缓慢减少,但从这一年后它们就会以更快的速度消失。

  目前南极洲共有3000个企鹅繁殖对,但到2100年就会剧减到约500到600对。据研究人员所说,持续上升的温度不仅影响企鹅的生存环境,正在缩小的海冰还会造成南极洲海洋环境的改变,从而影响其他物种甚至人类。

  科学家斯蒂芬妮-杰纽维瑞尔表示:“在过去的100年里,我们已观察到西南极洲半岛附近迪奥岛企鹅群落的消失。20世纪70年代,科学家在那里记录下250多个繁殖对。但到了1999年,数量减少到只有20对。在2009年,它们全部灭绝。”

  科学家哈尔-卡斯威尔表示:“如果你想研究气候对一个特定物种的影响,就要考虑3个问题。首先是对这种生物整个生命周期的描述,以及个体生物是如何通过生命周期的。第二个问题是气候变化对它们的生命周期造成怎样的影响。至关重要的第三个问题是和气候科学家密切合作,预测将来可能出现的气候变化。”

  他说:“我们依赖于生态系统的正常运作。我们吃来自南极洲的鱼。我们离不开以全球海洋物种为基础的营养循环。我们最关心的是了解气候变化对帝企鹅等位于海洋食物链顶端的捕食者的影响,因为这能帮我们了解对我们人类的生存作出重要贡献的生态系统。”

  《全球变化生物学》杂志刊登了这些发现。(孝文)

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在接近冰点的水中游动消耗的能量可能使鲨鱼的速度受限
全世界游速最慢的鲨鱼叫格陵兰鲨鱼

  据英国BBC网站报道,全世界游速最慢的鲨鱼叫格陵兰鲨鱼,它的“航速”只有0.34米每秒,不足1英里每小时。

  该项研究显示,即便这一迟缓的鲨鱼爆发最快速度捕猎,还是不太可能捕获到海豹,因为它的速度实在是太慢了。

  由于鲨鱼的常见的猎物就是海豹,科研人员猜测这些鲨鱼可能是趁海豹熟睡的时候偷偷的溜到海豹身边的。

  格陵兰鲨鱼被称作是世界上游的最慢的鲨鱼,但其缓慢的程度仍让科学家们吃了一惊。

  来自东京的国立极地研究所(National Institute of Polar Research)的Yuuki Watanabe参加了这一研究,他表示,综合鲨鱼的身体尺寸,它应该是海洋里最慢的鱼类了。他还表示,这种情况让人难以捉摸,捕获游速极快的海豹对这些鲨鱼来说根本是不可能的事。

  挪威极地研究所的两位博士吉特-科瓦克斯(Kit Kovacs)和克里斯蒂安-莱德森(Christian Lydersen)也参与了这项调查,他们给斯瓦尔巴特群岛附近的格陵兰鲨鱼贴上数据记录标签。

  该研究成果被发表在《实验海洋生物学与生态学》杂志上,此项研究是挪威科研人员调查杀死瓦尔巴特群岛海岸海豹真凶任务的最新进展部分。

  调查人员过去认为格陵兰鲨鱼只进食沉落海底的海豹尸体,但研究小组最近发现了鲨鱼捕食活海豹的证据。

  通过对标记的研究发现,海豹的游速约1米/秒(2英里/小时,3公里/小时),而鲨鱼的最大暴发速度只能达到0.7米/秒,这个速度想要捕获到海豹基本不可能。Watanabe说道,用在鲨鱼身上的标签还可以让我们了解其尾巴的摆动速度,完成推动其前进的完整扫尾动作需要花费大约7秒的时间。

  科学家们还记录了鱼类活动水域范围的温度,平均温度大约2摄氏度。科学家们据此推测鲨鱼可能是由于调节其在冰冷水域中的体温而消耗了大量的能量,才导致其行动迟缓。

  格陵兰鲨鱼相比其他地区的鲨鱼更靠近北极区域。科研人员在论文中称,在这种严寒的栖息环境下北极海豹在海中睡眠以躲避北极熊的捕食。这一做法很可能使他们给予行动迟缓的鲨鱼可乘之机。

  华盛顿大学的鲨鱼方面研究专家加卢茨(Vincent Gallucci)称,格陵兰鲨鱼可能都不需要使其嘴部100%的接触到猎物就可以把它吃掉,格陵兰鲨鱼的吸允动作可助其咬食猎物。这样一种能力使得等待伏击的鲨鱼更加容易地捕获从身边经过的猎物。

  参与此研究的科学家们希望在将来能够应用水下摄像机,以记录下这一可能是世界上最慢的捕食场面。

  来自鲨鱼保护组织Shark Trust的阿里-胡德(Ali Hood)指出,从历史上看格陵兰鲨鱼主要以油和肉为食;这一水域的鲨鱼生存状态极其脆弱,她欢迎科学家作进一步的研究以更多了解这一难以捉摸的动物的习性。(尚力)

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