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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)

 

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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)

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大型强子对撞机的磁体受损迫使其在2008年首次关闭。
大型强子对撞机的磁体受损迫使其在2008年首次关闭。

  新浪环球地理讯 北京时间2月24日消息 据美国国家地理网站报道,欧洲大型强子对撞机(LHC)项目主管表示,这台对撞机最早将于2月25日重新投入使用,即便只能以原来一半的功率运行,它仍有可能发现素有“上帝粒子”之称的希格斯玻色子的存在证据。

  大型强子对撞机于2009年11月重启后,便在12月创造了粒子碰撞能级的新纪录,并按计划在冬天关闭。科学家决定,大型强子对撞机将以原来一半的功率运行,因为设备升级需要在机器全功率运行之前完成。尽管如此,大型强子对撞机或许仍能获得一些重大发现,甚至可能探测到额外维或有“上帝粒子”之称的希格斯玻色子的证据。

  粒子加速器利用电场将粒子输送至极为纤细、快速运转的光束。欧洲核子研究中心(CERN)的科学家希望,通过撞击其中一些光束,产生类似于137亿年前宇宙大爆炸发生瞬间的状态,同时揭开其他一些科学谜团,如暗物质的性质。暗物质是我们肉眼所看不到的物质,科学家认为宇宙大部分都是由暗物质构成的。

  大型强子对撞机位于日内瓦附近瑞士和法国交界地区地下100米深处、总长17英里(约合27公里)的环形隧道内,由欧洲核子研究中心负责运行。大型强子对撞机于2008年9月首次启动,在发生电子设备故障后被迫关闭,经过一年多时间的修复,又于2009年11月重新启动,12月,科学家便从大型强子对撞机的实验中获得了第一批科学数据,随后,它便按计划再次关闭,以节省用电开支。

  在2009年12月关闭以前,大型强子对撞机成功使两束质子流加速至1.18万亿电子伏特(TeV)的能量,接着令其相互撞击,总共产生了2.36万亿电子伏特的能级,从而创造了质子流对撞能级的新纪录。科学家甚至对于本周开始的大型强子对撞机新一轮运行有更为雄心勃勃的计划。

  按照目前计划,大型强子对撞机此次将运行至2011年底或2012年初,可能会令两束质子流相撞后产生总计7万亿电子伏特的能量。随后,它将再次关闭,以便科学家对超导体硬件进行升级,支持14万亿电子伏特的对撞强度,这也是大型强子对撞机最大的运行能量。

  据欧洲核子研究中心粒子束运行部门负责人保罗-柯利尔(Paul Collier)介绍,2012年的休息期应该会持续一年左右的时间,不过,大型强子对撞机项目小组“仍会对此次关闭的具体安排进行研究,找到缩短关闭时间的可行之策。”美国费米国家实验室物理学家丹-格林说,即便大型强子对撞机无法满负荷运行,它仍能获得许多令人激动的科学发现。

  格林还是大型强子对撞机紧凑型μ介子螺旋型磁谱仪(CMS)实验小组成员。他说:“能量增加物质。在7万亿电子伏特的能量水平下,我们将开始新的物理学探索。”格林表示,即便只使用一半的功率,大型强子对撞机仍有可能发现足以支持超对称性理论的证据。超对称性理论认为,我们所知的全部粒子都拥有质量更大的伙伴,只是我们尚未发现罢了。

  他说,大型强子对撞机还可能揭示“反映大额外维的状态”,从而超出我们所知的三维概念:即一维、二维和三维。一维通常用线来表示,二维则用平面来表示,三维用立方体来表示。科学家通过弦理论预测了额外维的存在。弦理论这一概念尚未被证实,该理论认为亚原子粒子能如极小的振弦般运转。

  格林称,大型强子对撞机即便在低功率下运行,也有可能发现希格斯玻色子的证据。物理学家认为,希格斯玻色子是宇宙物质的质量之源。柯利尔表示,这对于一台看上去脆弱的机器来说显然是苛求,但迄今为止,大型强子对撞机在当前的系统检查中表现非常好。柯利尔说:“大型强子对撞机给我留下了深刻印象。它已经证明非常稳定和‘可再生’。”也就是说,大型强子对撞机的实验结果可以被复制,这一点是科学方法的重要原则。(孝文)

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美国纽约阿尔巴尼县海利斯洞穴中患有白鼻综合症的蝙蝠。
美国纽约阿尔巴尼县海利斯洞穴中患有白鼻综合症的蝙蝠。

  新浪环球地理讯 北京时间2月20日消息,据美国国家地理网站报道,美国田纳西州科学家最近检测发现,在田纳西州也存在一种致命的菌类,这种菌类此前曾经导致美国东北部地区成千上万的蝙蝠大批死亡。

  据科学家介绍,出现于冬眠蝙蝠身上的白鼻综合症与一种喜冷菌类有关,这种菌类发现于被感染的蝙蝠的翅膀、耳朵以及口鼻处。到目前为止,这种疾病只出现于从美国佛蒙特州到维吉尼亚州之间的东北部海岸附近的洞穴之中。

  但是,近日美国田纳西州野生生物资源局宣称,两只患有白鼻综合症的三色蝙蝠被发现于苏利范县的沃雷岩洞中。非赢利性组织大自然保护协会一直在跟踪这种疾病。该协会发言人吉纳-汉考克表示,“我认为,这将是在美国发现白鼻综合症地区的最南端。”

  这个洞穴距离维吉尼亚州一个已确认的感染点大约为105公里,这一距离正处于这种三色蝙蝠的飞行范围之内。纽约州环境保护署蝙蝠专家阿兰-希克斯认为,“从维吉尼亚州传染到田纳西州,这并无特别之处,但我们对这一结果感到非常失望。”希克斯并没有参与到田纳西州野生生物资源局的检测工作。

  科学家们警告称,如果白鼻综合症传遍田纳西州,这一疾病可能会对当地多个蝙蝠种群造成一场浩劫,甚至有可能会使得当地两个濒危蝙蝠物种彻底灭绝。汉考克认为,“在东部的洞穴中,大型的蝙蝠种群并不多。但是,田纳西州一个洞穴中至多有10万只蝙蝠。由于这种疾病的死亡率高达95%,因此这种损失将是非常巨大的。”

  白鼻综合症最早发现于2007年,当时它还被认为是一种神秘的事物。至今尚不清楚这种菌类是如何导致被感染动物死亡的。科学家们认为,当蝙蝠聚集到一起冬眠时,这种疾病就会传染。由于这种疾病会导致蝙蝠从冬眠状态中苏醒过来,这就意味着它们可能会很快耗尽所储存的脂肪。于是,生病的蝙蝠不得不在寒冷的冬天里飞出洞穴,拼死寻找必要的食物。由于它们的捕食对象昆虫大多也是在冬天处于休眠状态,因此,蝙蝠很快就会因为找不到食物而饿死。

  三色蝙蝠在冬眠时通常不会聚居,因此田纳西州出现白鼻综合症可能只是个例。但是,科学家们担忧的是,这种疾病可能会传染到灰蝙蝠和印第安纳蝙蝠身上,这两种蝙蝠都是濒危物种。比如,此次发现的患病三色蝙蝠所处的洞穴,也是灰蝙蝠夏季栖息地。

  大自然保护协会科学家科里-豪乐迪介绍说,“大量的灰蝙蝠通常会聚在一起冬眠,但洞穴数量很少。如果灰蝙蝠被感染,那么在大约两年后,全球灰蝙蝠的数量将急剧减少,这一物种将处于严峻的濒危状态。”

  人类可以通过隔离被感染区域等方法来帮助控制白鼻综合症的传播。豪乐迪认为,“现在还没有严重到人类也会传染这种疾病,这种菌类的孢子也不会跑到两州之外的洞穴中生长和传播。”虽然白鼻综合症对人类的健康没有直接危害,但是,成千上万的蝙蝠死亡将对人类造成很大影响。

  田纳西州野生生物资源局濒危物种协调人理查德-科克在一份声明中表示,“由于许多蝙蝠物种主要是以昆虫为食,因此蝙蝠在害虫防控方面起到了非常重要的公共服务作用。如果我们失去50万只蝙蝠,那么我们就等于失去它们所提供的服务,数百万磅昆虫将在我们身边飞舞,遍布田野和森林。”(彬彬)

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华盛顿暴风雪
华盛顿暴风雪

  新浪环球地理讯 北京时间2月16日消息,据美国国家地理杂志网站报道,科学家表示,美国要做好准备适应更大的暴风雪。不过,导致美国暴风雪的原因引起了科学界的激烈争论。

  随着美国东海岸数州从暴风雪的掩埋下重见天日,科学家表示过去一周的“暴雪末日”预示着未来严酷的冬季即将来临。非常令人奇怪的是,全球变暖可能是罪魁祸首,不过一些科学家对此并不认可。

  厄尔尼诺作祟

  气象学家乔·巴斯塔迪说最近的暴风雪可能预示着未来的冬季更为寒冷、多雪,这与上世纪60、70年代非常相似。巴斯塔迪在宾夕法尼亚州州立学院AccuWeather气象预测机构供职,他认为2月份创纪录的降雪更多是因为去年形成的厄尔尼诺现象引起的,而非气候变化。

  当靠近南美洲西北海岸的太平洋海水温度过高时,就会出现厄尔尼诺现象。这一天气现象毫无规律可循,因此难以预测,不过每隔3到7年就会发生。

  在一份书面声明中,巴斯塔迪说目前的厄尔尼诺现象“非常强大,导致美国中大西洋地区暴风雪频发。”厄尔尼诺还改变了高空风的正常流动,推动冷空气从加拿大北部移动到美国上空。

  全球变暖火上浇油?

  巴斯塔迪向国家地理杂志表示,气候的周期性冷热循环预示着美国的冬季将变得更加严寒,这与全球气候变暖长期趋势是相矛盾的。他说:“我们知道地球的气候循环正在发生改变。太平洋正在变冷,在未来几年大西洋也将变冷。厄尔尼诺再加上寒冷的太平洋,因此美国东部出现了酷寒的冬季。”

  然而,一些科学家表示全球变暖是导致2月份美国东部暴风雪的罪魁祸首,而且在将来的冬季仍会导致更多暴雪。将暴风雪归咎于气候变暖似乎是矛盾的,但是气候科学家阿曼达·斯塔特说尽管气温保持在冰点以下,但相对温暖的天气使海洋里更多的水分蒸发,空气湿度更大,所以暴风雪频发。

  需要更多证据证明全球变暖

  至于今年的“暴雪末日”,位于弗吉尼亚州雷斯顿的国家野生动物联盟的斯塔特表示:“很难衡量全球变暖对某一次暴风雪的影响,不过在一个冬季有如此大的暴风雪确实十分不寻常。”比如今冬华盛顿的降雪量达到2到3英尺(60到91厘米),斯塔特说这是300到400年一遇。

  同巴斯塔迪一样,斯塔特也认为目前的厄尔尼诺现象导致了今冬美国暴风雪肆虐,不过她认为气候变化所起作用更大。斯塔特将气候变化看成是明显且现实的威胁。

  斯塔特说:“我认为有压倒性的证据证明全球变暖正在发生,人类活动难辞其咎。”

  对于那些相信全球变暖正在发生的科学家,巴斯塔迪说:“我尊重他们的观点,他们或许有其道理。”但是巴斯塔迪认为,需要经过更多的冬季,人们才能确定全球变暖是否正在发生。他说:“我强烈地感觉到再过20年到30年我们将得到答案。”(唐宁)

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因努克人肖像。因努克人是格陵兰岛上现已灭绝的萨克夸克文化的一部分。(图片提供:Nuka Godfredtsen)
因努克人肖像。因努克人是格陵兰岛上现已灭绝的萨克夸克文化的一部分。(图片提供:Nuka Godfredtsen)

  新浪科技讯 北京时间2月11日消息,据美国国家地理网站报道,丹麦进化生物学家近日从一团4000年前的古代人类头发中提取首个古人类基因组,并根据该基因组的特点绘制了一幅古人类头部肖像。从图像可以看出,这是一位拥有深色眼睛的男性,有秃头倾向,而且耳朵中还有干燥的耳垢。

  据了解,这团4000年前的古人类头发发现于格陵兰岛,处于长期冰冻状态。科学家们的最新研究认为,这团头发在北极永久冻结带中保存完好,应该是“因努克人”(Inuk)的头发。因努克人是现已灭绝的萨克夸克文明中相对年轻的成员,萨克夸克人被认为是格陵兰岛上最早的居民。

  对于科学家来说,萨克夸克文化长期以来一直都是一个谜。丹麦哥本哈根大学进化生物学家爱斯克-维尔斯勒夫是这项研究的联合作者。维尔斯勒夫介绍说,“此前许多理论都表明,萨克夸克人应该是现在的因努特人的直接祖先,或者他们实际上是最早进入北极地区定居的美洲土著人。”但是,关于萨克夸克人的遗传历史,科学家们仍然知之甚少,因为在当地的一些考古遗址仅仅发现了少数保存较好的残骸和头发。

  维尔斯勒夫的研究论文发表于近期的《自然》杂志在线网站上。在研究中,维尔斯勒夫所发现的最新DNA证据表明,因努克人的最近近亲并不是如今的美洲土著人或是因努特人的祖先,而应该是西伯利亚远东地区的三个北极人群的祖先。这三种北极人分别是:恩加纳桑人、科里亚克人和楚克齐思人。

  维尔斯勒夫表示,“这些证据表明,大约在5500年前发生过一次人口迁移。”这种估计是根据对“新大陆北极居民”考古所发现的最早证据得出的精确结论。此外,根据对因努克人基因组的分析,科学家们发现因努克人的基因组在质量上可与现代人类相媲美,他们并创作了一幅基于DNA的因努克人男性肖像。

  科学家们在研究中还发现,因努克人有秃头倾向,而且体格健壮,适合北极的严寒天气。研究中所使用的头发样本发现于20世纪80年代,发现地点是格陵兰岛北部地区。自发现以后,这团头发就一直保存于丹麦国家博物馆中。

  与古人类皮肤和骨骼中所发现的DNA不同,这种存在于头发中的基因比较容易复原,而不会受到真菌或细菌基因的污染。例如,这一优势已经帮助科学家顺利地为古代猛犸象的DNA进行排序。如今,不断进步的科学技术正在帮助科学家们破译因努克人的基因密码和揭开一些谜团,比如这些古代人类从何而来,他们长什么模样等。

  澳大利亚格里菲斯大学进化生物学家大卫-拉姆博特也是论文的联合作者之一,他为论文撰写注释和评论。拉姆博特认为,“从许多方面讲,这篇论文的研究成果都令人兴奋。他们过去对DNA的研究已经能够或多或少地查明标本的地理起源。我认为,他们在这项研究中所取得的更不寻常的成果是检测单核苷酸多态性。”人类基因的重要组成部分就是被称为核苷酸的分子。一些基因序列可以因为单核苷酸的不同而不同,这些变化被称为单核苷酸多态性。

  科学家们对现代人类基因组的研究产生了一个关于已知单核苷酸多态性变量的巨大数据库。许多变量已被识别出具有特别的身体特征,比如眼睛颜色。这个因努克人的基因组显示,他极有可能是褐色眼睛,深色皮肤和头发,甚至耳中还有干燥的耳垢。尽管古代格陵兰人拥有一种易受感染的秃顶基因,但是这个因努克人似乎仍然保留着大量的头发。因此,科学家们推测他可能很年轻时就已经死亡。

  这位因努克人拥有铲形前齿,这与亚洲人和美洲土著人相同。他的血型是A型,这种血型在西伯利亚的东北部地区比较常见。此外,新陈代谢也表明,他非常适合当地极端寒冷的气候。

  美国国家地理杂志的遗传学家斯宾塞-威尔斯认为,最新排序后的因努克人基因组不仅仅可以产生这种肖像,而且还可以首次有力地证明他们是从西伯利亚迁移到新大陆的第三批人类移民。威尔斯领导了一个基因地理工程研究项目,该项目并没有涉及本项研究。

  据科学家介绍,第一批移民一般被认为是美洲最初的古印第安人。他们是在大约15000年前通过白令陆桥越过白令海峡的。这些人极有可能是大多数南美人和北美人的祖先。威尔斯认为,“后来的移民可能是在大约6000年前到8000年前通过船舶沿着海岸线到来的,他们是北美洲西部讲纳德内语言的人的祖先。”如今,纳德内语言只在北美洲西部有人讲。一些学者认为,语言证据表明肯定还有第三批移民,尽管这一理论并没有得到普遍认可。

  研究发现,这位因努克人的DNA与西伯利亚人更接近。因此,维尔斯勒夫和研究团队认为,这位因努克人肯定是后来的单独的移民。白令陆桥到5500年前已消失,因此因努克人的祖先应该是利用皮船移民到这里的,这种皮船在因努特人中比较常用。他们也有可能是在冬季乘坐浮冰移民过来的。

  科学家们认为,这项最新研究体现了基因排序的优势。威尔斯表示,“这是一项迷人的技术,我们可以通过头发获得整个基因组。”随着研究费用的下降,基因排序技术将能够继续得到进步,科学家们将可以对更多的古代人类进行研究。拉姆博特也认同这种观点,不过他也谨慎地表示,其他的研究可能很难有同样的成功机会,因为要发现保存如此完好的古人类头发是非常困难的。但是他认为,“今天也许不可能,但明天或许有可能。”(彬彬)

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 美科学家发现新型闪电(图片提供: Bretwood Higman)
美科学家发现新型闪电(图片提供: Bretwood Higman)

  新浪科技讯 北京时间2月9日消息,据美国国家地理网站报道,一种可能是由火山作用引发的闪电现象长期以来令科学家大惑不解,这其实并不奇怪:此类闪电只有约3英尺(约合1米)长,持续时间仅数毫秒。不过,借助先进的仪器,美国科学家经过两个月的精心研究,最终证实了阿拉斯加里道特火山最近一次喷发期间的“微小火花”。

  当里道特火山在2009年1月晚些时候开始显露喷发迹象时,美国阿拉斯加火山天文台的火山地震学家史蒂夫-麦克纳特(Steve McNutt)和同事匆忙在火山口附近安装了各种仪器。麦克纳特曾在2006年阿拉斯加州奥古斯汀火山喷发期间观测到类似火花。他表示,里道特火山的数据证实火山闪电确实存在。

  据麦克纳特介绍,新发现的闪电加入到另外两种火山闪电的行列:一种是有时伴随着喷发的更大、更壮观的“天然焰火”,另一种则属于中间类型的闪电,后者从火山口喷射而出,长度约为1.8英里(约合3公里)。麦克纳特说,当水滴和冰粒与火山羽状带电灰烬相互作用时,两种更大、更明显的闪电出现,从而形成某种“肮脏的雷暴”。

  目前尚不清楚更小的闪电是如何形成的,一种可能性是带电硅石(岩浆的成分之一)从地壳喷射而出,与大气相互作用的结果。佛罗里达大学闪电专家马丁-乌曼(Martin Uman)指出,很难说麦克纳特研究团队观测到的火花是否确属一种新类型的闪电,这是因为闪电没有科学定义,基本上就是任何形式的发电过程。

  乌曼表示,某种程度上讲,从触摸门把手时产生的静电冲击到照亮木星湍流大气的巨大雷电,几乎所有的火花都有可能被认为是闪电。他说,这种模棱两可或许是件好事,“称其为闪电更具吸引力,科学家同样具有这种感觉。”据乌曼介绍,无论你怎么称呼它们,火山口附近的微小火花对预测火山喷发可能都有帮助。

  当火山显露出喷发的迹象(这被称为先兆事件)时,科学家可以在火山口附近安装仪器,通过观测火花预知火山喷发,这样一来,当局就能提前获得相关警示信息。这种警告对空中交通非常重要,因为火山释放的灰烬对喷气发动机尤其有害。乌曼说,观测闪电事件还给人带来视觉上的完美体验:任何类型的火山闪电“都是超级华丽的篇章”,“是最令人不可思议的自然现象之一。”乌曼没有参与麦克纳特团队的研究。(孝文)

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巨型小行星撞击地球的艺术效果图
巨型小行星撞击地球的艺术效果图

  新浪科技讯 北京时间2月4日消息,据美国国家地理网站报道,美国哥伦比亚大学一位科学家近日声称,她在澳大利亚发现了两个可能的撞击陨坑的证据。科学家根据这些证据得出研究结论认为,早在1500年前一颗巨型小行星或彗星在飞临地球时分裂出数个碎片,其中两个碎片撞向了澳大利亚境内形成了两个陨坑,这次撞击也同时造成了全球气候变冷。

  卫星对澳大利亚东北部的卡奔塔利亚湾的观测数据显示,当地的海平面出现了细微变化。美国哥伦比亚大学海洋地球物理学家达拉斯-亚博特最新研究认为,这些变化都是当地海床存在撞击陨坑的迹象。根据卫星的观测数据,其中一个陨坑直径大约为18公里,另一个陨坑直径大约为12公里。

  亚博特目前就职于哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站。数年来,亚博特一直坚持认为,卡奔塔利亚湾沿岸的V形沙丘是由一次天体撞击所引起的海啸造成的。亚博特说,“这些沙丘就像箭头一样,指向它们的来源。”在卡奔塔利亚湾沿岸,这些沙丘聚集于一个独立的地点。就是在同一地点,亚博特发现了两次海平面下沉。

  亚博特表示,她的最新研究成果是最近数个关于一次剧烈撞击事件引起全球气候变冷的线索之一。她认为,正是这次撞击事件导致全球变冷,进而严重影响了公元536年到545年间的农作物生产。根据这一理论,卡奔塔利亚湾撞击事件导致大量物质被抛起至高空的大气层,从而引发全球气温下降。关于当时全球气温下降的说法,已经根据欧洲和亚洲的树木年轮数据得到证实。此外,亚博特还认为,大约在同一时代,欧洲的罗马帝国正在没落,澳大利亚的土著居民见证和记录了这两次撞击。

  根据最新研究,亚博特认为,这两个陨坑是由一个天体在接近地球时分裂成的碎片所形成的。能在卡奔塔利亚湾海床松软的沉积层上制造两个如此大的陨坑,这个原始的天体在分裂前直径应该大约为600米。

  从卡奔塔利亚湾采集的矿石样本也有力地支持了撞击的说法。在此前的研究中,科学家发现了该地区的矿石中含有平滑的磁性小球体,这些小球体可能形成于天体爆炸之时。撞击天体登陆地球时发生爆炸,引起物质熔化并被抛向空中。此外,2004年发表于《天文学与地球物理学》杂志上的一篇论文曾经指出,大约公元500年的全球气候变冷事件可能就是一次天体撞击所引起的。而该论文中所描述的天体大小和亚博特为卡奔塔利亚湾撞击事件所计算出的天体大小相近。

  还有其他一些科学家认为,这次撞击事件还有目击证人,该地区土著居民的石雕艺术曾经记录过这一事件。不过,曾经考察过这些石雕艺术的科学家将在他们的论文发表后才愿意讨论其中的细节。澳大利亚麦考瑞大学博士生杜恩-哈马切尔虽然并没有参与过这些石雕艺术的考察工作,但是他最近通过研究证明,该地区土著居民的传说故事或许可以用来定位这些陨坑。

  哈马切尔表示,“在澳大利亚《原住民梦幻》中,有许多关于炽热星体从天空中坠落并撞向地球的故事,这些撞击事件都造成了地球上生物的大面积死亡和灭绝。这些描述似乎表明,这些事件是有人见证的,而不是凭空捏造的。”尽管他的论文尚未发表,但哈马切尔根据一系列土著居民的传说故事,再配合谷歌地球,在澳大利亚北领地棕榈谷中定位了一个直径达280米的陨坑。

  但是,仍然有一些专家在质疑亚博特的结论。亚博特曾经在美国地球物理学联合会于去年12月举行的一次会议上论述过自己的观点。美国圣地亚国家实验室物理学家马克-波斯劳夫认为,亚博特的观点存在的一个问题是,卡奔塔利亚湾中究竟是否存在这两个分散的陨坑。如果一个很大的撞击天体在快接近地球时才破裂分离,那么分离出来的碎片在登陆地球时应该会非常非常接近。波斯劳夫表示,“即使它们已经分离,但实际上撞击效果和一个整体撞击一样,只会造成一个单一的陨坑。”此外,波斯劳夫还认为,亚博特和全新世撞击研究小组的其他成员所发现的撞击事件,比天文学家所计算出的可能的撞击事件要多。

  亚博特和全新世撞击研究小组同事们辩解称,在全新世时代(大约11500年前到现在)发生了数次气候变化事件,这些事件实际上都是由撞击引起的,因此如此大的撞击事件事实上比我们目前所认为的要更常见。

  波斯劳夫和其他一些科学家正在将一些小行星和围绕地球轨道运行的其他天体进行归类,并致力于计算太空岩石撞击地球的频率。波斯劳夫表示,“对于究竟有多少太空岩石可能撞击地球,以及撞击频率是多大,我们都已经有了清晰的认识。全新世撞击研究小组所声称发现的陨坑数量比天文学家所计算出来的结果要高出许多数量级。很难想象这些事件从何而来,而天文学家却看不到它们。”

  于是,怀疑论者得出结论认为,全新世撞击研究小组所发现的这些陨坑可能原来只是火山坑。亚博特也承认,她的理论并非是100%能够得到证实。但是,她表示,“我们现在越来越能够证明,在过去10000年中,确实发生了许多撞击事件。”(彬彬)

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磁场变化导致北磁极向俄罗斯方向移动(图片提供:Stefan Maus, NOAA NGDC)
磁场变化导致北磁极向俄罗斯方向移动(图片提供:Stefan Maus, NOAA NGDC)

  新浪环球地理讯 北京时间1月4日消息,据美国国家地理网站报道,最新研究结果表明,由于地核磁场变化,地球北磁极正以每年40英里(约合64公里)的速度向俄罗斯方向移动。

  据悉,由于地核所处位置太深,使得科学家无法直接探测其磁场的位置,不过,研究人员可以通过跟踪地球表面和太空的磁场变化,推断地核磁场的活动情况。最新分析结果表明,地核表面存在一个磁性快速变化的区域,该区域可能是由地核更深处的神秘磁性“羽状物质”产生的。

  法国巴黎地球物理学院地球物理学家阿诺德-楚利亚特(Arnaud Chulliat)说,正是这个区域,让北磁极不断远离其长期所处的加拿大北部地区。北磁极是罗盘针所指方向,处于地理上所说的北极附近,但与北极不在同一个位置。目前,北磁极靠近于加拿大埃尔斯米尔岛。

  数百年来,一旦远离可识别的界标,航海家就利用北磁极导航。尽管全球定位系统(GPS)已很大程度上取代了这种传统做法,很多人发现,在水下和地下等全球定位系统无法与外界联系的地方,罗盘仍有其用武之地。科学家在1831年首次确定了北磁极的位置,在之后的七十多年里,它几乎没有移动过。

  然而,到了1904年,北磁极开始以每年大约9英里(约合15公里)的速度向东北方向移动。1989年,它再次开始加速,科学家在2007年确认,北磁极每年以34到37英里(约合55到60公里)的速度朝西伯利亚方向移动。

  由于北磁极的快速移动,这意味着必须更为频繁地更新磁场图,以便让罗盘使用者随之做出重大调整,从北磁极指向真正的北部。地质学家认为,地球之所以有磁场,是因为地核的核心由固体铁构成,而核心周围又是快速旋转的液态金属。这形成了一个驱动地球磁场不断运转的“发电机”。

  科学家长期以来便猜测,由于处于熔融状态的地核在不停地移动,其磁性的变化可能会影响北磁极的表面位置。尽管最新研究看起来支持这一观点,不过楚利亚特表示难以确定磁北极最终是否会进入俄罗斯。楚利亚特说:“预测这一点是非常困难的。”另外,没人清楚地核是否会发生别的变化,让北磁极朝新的方向移动。(孝文)

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  6.撒哈拉沙漠发现5种奇异史前鳄鱼

撒哈拉沙漠发现5种奇异史前鳄鱼(图片提供:© NGT )
撒哈拉沙漠发现5种奇异史前鳄鱼(图片提供:© NGT )

  科学家在非洲撒哈拉沙漠发现了1亿年前生活在那里的5种史前鳄鱼化石。其中,“鼠鳄”(Rat Croc)以植物和蛴螬为食;“扁平鳄”(Pancake Croc)以鱼为食,常常一动不动潜伏数小时,张着嘴巴等待猎物上钩;“鸭鳄”(Duck Croc)体长0.91米,宽宽的口鼻部向上挑,以鱼和蛴螬为食,总在浅水和泥潭中觅食;“狗鳄”(Dog Croc)鼻子像狗一样向前突出,以植物和蛴螬为食,可能是游泳好手,跑得也很快。

  7.科学家发现“迷你版”霸王龙

科学家发现“迷你版”霸王龙(图片提供:Todd Marshall via Science )
科学家发现“迷你版”霸王龙(图片提供:Todd Marshall via Science )

  美国科学家9月17日在《科学》杂志上描述了其新发现的恐龙化石。这种恐龙大约1.25亿年前生活在今天的中国东北一代,已进化具备了霸王龙的所有身体特征,但体重只有70公斤左右,与数百万年后出现的大型霸王龙相比堪称小巫见大巫。新发现的恐龙被命名为Raptorex kriegsteini。科学家称,Raptorex展现了霸王龙的全部身体特征,包括头部大,前肢短小,脚掌细长等。

  8.三分之一恐龙物种或不曾存在

三分之一恐龙物种或不曾存在(图片提供:© NGC )
三分之一恐龙物种或不曾存在(图片提供:© NGC )

  美国加州大学伯克利分校古生物学家马克-古德温(Mark Goodwin)和蒙大拿州立大学古生物学家杰克-霍纳(Jack Horner)今年10月的一项研究发现,三分之一已知恐龙物种从未在地球上存在过,这是因为小恐龙看上去并不像是父母的“迷你”版本,相反,它们同鸟类和现存其他一些动物一样,身体结构在成年期经历了显著变化。两位古生物学家指出,这意味着许多小恐龙化石被错误识别为独特的新物种。

  9.美国西部发现“失落的恐龙世界”

美国西部发现“失落的恐龙世界”(图片能提供:Don Davis/NASA )
美国西部发现“失落的恐龙世界”(图片能提供:Don Davis/NASA )

  今年4月,科学家在美国西部的偏远地区发现了一个“失落的恐龙世界”。在6550万年前的一次灾难性事件中,大多数恐龙物种灭绝,但这个新发现的恐龙物种却存活下来,而且比前者多活了最长50万年的时间。

  10.巨型三叶虫近1米长

巨型三叶虫“群交”以数量作为保护(图片提供:Artur Sá, Geological Society of America )
巨型三叶虫“群交”以数量作为保护(图片提供:Artur Sá, Geological Society of America )

  今年5月的一项研究发现,多达一千只巨型三叶虫曾经在史前时代的浅海地区活动。三叶虫是已经灭绝的海洋节肢动物。科学家在葡萄牙北部发现了距今4.65亿年的三叶虫化石,它们身长90厘米,是迄今发现的最大的三叶虫。这项研究还表明,巨型三叶虫这种曾经大量存在的海洋生物进行的是“集体交配”,并利用数量作为保护。(秋凌)

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