自然

  新浪环球地理讯 北京时间12月8日消息,美国国家地理网站评选出2010年度十大天体物理学发现,宇宙外潜伏未知“结构”新证据、银河系中心发现神秘气泡状结构以及“大爆炸”造出“液态”宇宙等重大发现榜上有名。

  1.每个黑洞内都含有一个宇宙

每个黑洞内都含有一个宇宙(图片提供: National Geographic News)每个黑洞内都含有一个宇宙

  天文学家在2010年4月宣布,我们的宇宙就像是俄罗斯套娃的一部分,可能栖身于一个黑洞内,而这个黑洞本身又是一个更大宇宙的一部分。反过来,迄今在宇宙中发现的所有黑洞可能都是通向其他世界的通道。

  美国印第安纳大学的物理学家尼克丹姆·鲍勃拉姆斯基(Nikodem Poplawski)近日提出了一个有关落入黑洞的物质所作旋转运动的崭新数学模型。根据他的方程,黑洞可能是不同宇宙间的时空通道,或者说,一种虫洞。被黑洞吞噬的物质并未如之前理论预言的那样塌缩成一个奇点,而是从黑洞的另一端以“白洞”的形式喷发出来。

    根据爱因斯坦的广义相对论,当一个区域的物质密度达到极大时会产生奇点,通常这一现象会出现在黑洞的中心。这种奇点密度无限大,温度无限高,因而显得怪异。而如果鲍勃拉姆斯基的理论正确,那么这种奇异的现象或许根本就不存在。

  2.时间将在50亿年后停止

时间将在50亿年后停止时间将在50亿年后停止

  物理学家在2010年10月表示,永久膨胀理论称我们的宇宙只是众多宇宙中的一个,该理论还预测时间将在50亿年后停止。  

    一般认为,我们生活的宇宙已经存在了超过140亿年,并且将继续存在数十亿年。但根据一份最新发表的论文,时间本身可能将于50亿年后终止。巧合的是,这一时间恰逢太阳耗尽燃料熄灭的那一刻。

    这一研究依据的是一种“永恒膨胀”的理论。该理论认为我们生活的宇宙其实是一系列宇宙中的一个。这一巨大的结构是由无穷多个宇宙组成的,其中每一个宇宙都可以产生无穷多个“子宇宙”。

    这一理论的主要问题在于:在多重宇宙理论框架下,任何发生的事件都将发生无穷多次。这样就会使概率论的计算——如估算地球大小行星普遍存在的可能性,变得几乎不可能。

  3.宇宙外潜伏未知“结构”新证据

宇宙外潜伏未知“结构”新证据宇宙外潜伏未知“结构”新证据

  据科学家2010年3月公布的一项研究结果,“暗流”并非偶然,这强化了宇宙外潜伏着前所未知、前所未见“结构”的例证。

  2008年,科学家报告发现大量星系群正沿相同方向以360万公里的时速运行。这一诡异的现象无法以现有的宇宙质量分布模型解释。于是科研人员被迫作出了一个引起争议的猜测:这些星系群是受到了来自我们已知宇宙范围之外的引力作用。

    而这一小组此次的发现证实这种宇宙“暗流”的延伸范围甚至超越了之前的想象,距离地球至少25亿光年。这项研究支持这样一个假设,即存在来自宇宙之外的引力,从而支持多重宇宙理论。

  4.爱因斯坦“重力论”适用于宇宙层面

爱因斯坦“重力论”适用于宇宙层面爱因斯坦“重力论”适用于宇宙层面

    据科学家2010年3月公布的一项研究结果,爱因斯坦近一百年前提出的重力论不仅适用于对太阳周围行星运动的解释,同样适用于解释星系间的相互运动。

  一项新的研究显示,神秘的暗物质和更加扑朔迷离的暗能量,并非物理学家们的妄想症产物。数百年来,牛顿的万有引力理论能很好的解释地球上的各种重力现象,但当将其运用到天体运行研究时,科学家们注意到了其中不一致的地方。

   1916年,爱因斯坦发表了广义相对论。他指出引力的本质是物质的存在造成了时空的扭曲。这一理论很快被应用于天文学,并成功解决了一些神秘的问题,如水星轨道的轻微偏差。

    当将爱因斯坦的相对论应用于遥远的星系,科学家们发现它们的引力作用要大于它们本身的质量,由此科学家们推测有一种探测不到的神秘“暗物质”存在。但时至今日,在星系研究层面对广义相对论的验证一直没有进行。

    在这项新的研究中,来自普林斯顿大学的天体物理学家们分析了超过70000个明亮的椭圆星系的分布和运动情况,发现它们精确地遵循广义相对论。

  5.“大爆炸”造出“液态”宇宙

“大爆炸”造出“液态”宇宙“大爆炸”造出“液态”宇宙

  根据大型强子对撞机项目科学家在2010年12月公布的最新数据,在大爆炸发生后瞬间,宇宙就像非常稠密、超热液体一样活动。  

    最近,科学家们利用位于瑞士日内瓦附近的大型强子对撞击成功重现了大爆炸发生后瞬间的情形。实验人员将两束铅离子以接近光速的速度相撞。相撞产生了一种名为“夸克-胶子等离子体”的原始态物质。科学家们认为这种物质态仅仅短暂存在于早期宇宙。

    顾名思义,这种“原始汤”由亚原子粒子夸克和胶子组成。夸克是带正电荷的质子和电荷中性的中子的主要组成成分。这两种粒子共同组成了原子核。而胶子则使用“强作用力”将夸克“胶合”在一起。

    常规情形下,这两种亚原子粒子紧密结合。但是先前的实验证明,在极端高温下,强作用力会变弱,因此这两种粒子可能会分开。人们从而认为,在宇宙早期的超高温度环境下,夸克和胶子应当相互远离,因此其性质应当很像气体。但是大型强子对撞机的实验否定了这一观点:撞击产生了大约10万亿摄氏度的极端高温。虽然只持续了一瞬间,但是足以满足科研人员的需求。他们发现在这一极端高温下,强作用力比想象中的要强。夸克和胶子间的作用力仍较为显著,因此可以说早期宇宙性质更类似“液体”而非气体。

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  新浪环球地理讯 北京时间10月8日消息,据美国国家地理杂志网站报道,科学家在2005年启动了一个名为CenSeam的海底山研究计划,旨在对海底山生物群落进行归类和研究。5年过去了,科学家于上周公布了他们的研究成果,确定海底山在极端环境事件期间,可能充当了海洋生物的“避难所”。

  1.生机勃勃的海底世界

生机勃勃的海底世界(图片提供: NIWA)
生机勃勃的海底世界(图片提供: NIWA)

  在这张摄于2006年的照片中,一条新西兰红鱼从位于新西兰东海岸的海底山游过。“CenSeam”属于一个为期十年、更大规模的研究项目——“海洋生物普查”的一部分。海洋生物普查项目旨在详细记录所有海洋生物群落,迄今共发现23万个物种,结果定于10月4日公布。

  据科学家估计,全球共有3万座海底山。据专家介绍,海底山是从海底表面突出超过0.6英里(约合1公里)的山。据新西兰CenSeam项目协调员米莱莉·康萨尔维(Mireille Consalvey)介绍,科学家迄今只对不到300座海底山进行了详细记录。CenSeam项目经费由新西兰渔业部、新西兰国土信息机构及新西兰科研与技术基金会提供。

  2.海蛇尾

海蛇尾(图片提供: NIWA)
海蛇尾(图片提供: NIWA)

  2008年,一群海蛇尾簇拥在新西兰以南麦格里海脊(Macquarie Ridge)附近的海底山。据科学家介绍,海蛇尾的腕具有表面覆盖黏液的羽状刺,由此可以捕捉来来往往的微小植物和动物。CenSeam云集了世界各地500多位科学家、决策者和环保主义者,研究各类海洋生物如何在海底山安家落户,以及人类活动对它们的影响。

  美国加州大学圣迭戈分校CenSeam项目科学家卡伦·斯托克斯(Karen Stocks)指出,随着CenSeam项目的开展,海底山研究人员最终可以分享他们的研究成果,协调各方面的努力。她说:“在过去,对海底山的研究根本没有任何协调。研究人员可能会实施一次探险,到某一座海底山或是海底山群展开研究,然后公开他们的结果。”

  3.四处觅食的海星

四处觅食的海星(图片提供: NIWA)
四处觅食的海星(图片提供: NIWA)

  2008年,新西兰附近的麦格里海脊,一只橙黄色海星在海底山伸开手臂觅食。CenSeam项目科学家发现,与海底城市一样,海底山的海洋生物数量有时远比周围海底多。许多海底山的岩石为珊瑚提供了坚硬表面去吸附。一旦相当规模的珊瑚群落建立起来,海绵、海葵、海星和鱼等其他生物会纷纷迁居于此。康萨尔维说:“这些珊瑚造就了一个其他地方所没有的栖息地。”

  4.新西兰红鱼产卵

新西兰红鱼产卵(图片提供: NIWA)
新西兰红鱼产卵(图片提供: NIWA)

  2008年,一大群新西兰红鱼聚集于新西兰查塔姆高地(Chatham Rise)附近的海底山上方产卵。根据传统,每逢新西兰红鱼产卵季节,新西兰渔民都聚集于海底山,每次都能满载而归。CenSeam项目科学家的研究首次证明,由于捕捞和海底山生物群落恢复缓慢,导致这种海洋小生境经常遭到破坏。

  斯托克斯说:“很显然,海底拖网捕捞会对海底山生物群落产生重大冲击,只不过科学家以前从未证明这一点。”例如,CenSeam项目科学家在一次研究中,对被拖网捕捞的海底山照片和未被拖网捕捞过的海底山照片进行了对比,结果发现,在未被捕捞过的海底山,大约20%的区域表面覆盖着珊瑚,而在被捕捞的海底山,不足1%的区域表面为珊瑚所覆盖。

  5.海洋生物“避难所”

生机勃勃的海底世界(图片提供: NIWA)
生机勃勃的海底世界(图片提供: NIWA)

  2008年,新西兰附近的麦格里海脊,海底山周围到处是深海海绵和珊瑚,其中还包括一个橙色的大海扇。CenSeam项目科学家发现,在极端环境事件时期,如气候变化诱发的海洋酸化,海底山可能充当了海洋生物的避难所。康萨尔维说:“将来,海底山可能会变成生物多样性的宝库。它们是从海底平坦表面突出的山,所以,提供了不同的深度。如果环境发生变化,海洋生物可以在海底山斜坡找到避难所。”(孝文)

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这是一个年轻恒星系布满尘埃的盘面与岩质体合并前的艺术概念图(图片来源:Andrew Fazekas)
这是一个年轻恒星系布满尘埃的盘面与岩质体合并前的艺术概念图(图片来源:Andrew Fazekas)

  新浪环球地理讯 据美国国家地理网站8月25日报道,美国研究人员表示,他们在一块陨石中发现了许多豌豆大小的矿物质,经过细致分析,发现它们是已知太阳系中最古老的物质。

  研究人员表示,这种矿物质形成于距今45.682亿年前,由此将太阳系诞生的时间向前推进了最多200万年,同时表明一颗爆炸的恒星在太阳系形成期间向这个星系喷射了大量重要物质。2004年,科学家在摩洛哥发现了一块重达3磅(约合1.5公斤)的地外陨石,给其编号为NWA 2364。

  经过最初的分析,科学家原本以为这块陨石来自于火星和木星之间的一个小行星带。然而,最新测试结果表明,陨石内残留的矿物块(称为钙铝内含物)形成于小行星带存在之前。它们可能是在部分星际气体和尘云或星云崩溃形成太阳之后才形成的,这一结论与一种太阳形成理论的说法相吻合。

  美国亚利桑那州立大学陨石研究中心助理研究员奥德丽-布维耶(Audrey Bouvier)领导实施了这项研究。她说:“在太阳星云崩塌后不久,物质开始随着气温下降而凝结,于是,这些内含物开始形成。”布维耶和亚利桑那州立大学的同事米纳克什-瓦德瓦(Meenakshi Wadhwa)在一个“原始状态”的内含物中测量了铅同位素比率,试图揭开其诞生日期之谜。

  布维耶说:“经过更正,它的年代比以前估计的提前了30万年至190万年,令其成为有史以来最古老的物质。”依宇宙时间的标准,两百万年虽是沧海一粟,但对科学家推测太阳系诞生过程具有重大意义。这一解释再次涉及同位素,此次则换成了铁-60,这种同位素形成于超大质量恒星在生命末期爆炸变成超新星的时候。

  在以前的研究中,一些科学家曾在陨石的矿物内含物中发现铁-60,并由此推断这些物质形成时间比太阳系诞生时间晚了两百万年。不过,由于现在太阳系历史比以前估计的早两百万年左右,陨石内含物中铁-60同位素的年代可能又向前推了两百万年。由于铁-60的原子数量每隔两百万年衰减一半,更改后的铁-60在太阳系中的最初数量几乎是以前估计的两倍。

  据布维耶介绍,唯一能让如此之多的铁-60进入新生太阳系的原因,可能是附近的超新星。如果最新研究得到证实,它将支持一种理论,即超新星将重金属作为孕育太阳星云的“种子”,可能在距今45.7亿年前引发了它的崩溃。

  布维耶说:“我认为重要的是,让人们认识到这种现存于太阳系中的物质是由其他恒星带进来的。超大质量恒星可能在太阳系附近爆炸,但爆炸冲击波距离太阳系较远,没有将其摧毁,相反,只是将这些重要元素输送进来,为行星和生命的形成创造了条件。”布维耶小组的研究成果刊登在最新一期的《自然-地球科学》杂志上。(孝文)

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  新浪环球地理讯 北京时间8月11日消息,据美国国家地理网站报道,科学家今年7月底宣布,一颗直径达1900英尺(约合580米)的小行星将有千分之一的概率在2182年撞上地球。鉴于此,美宇航局计划在几年后造访这颗小行星取样分析,以彻底消除其对地球构成的威胁。

  造访RQ36小行星的两个原因

  在科学家宣布一颗编号为“1999 RQ36”的小行星可能于2182年撞上地球后,这一消息立刻引起全球媒体的普遍关注。实际上,许多科学家从2007年开始便一直在关注RQ36小行星的动向,他们计划实施取样返回任务,帮助我们更好预测并避免相撞危险。

  此次任务名为“OSIRIS-Rex”,是目前争夺美宇航局“新边疆”(New Frontiers)探索计划经费的两个最终入围任务之一,另一个任务则是登陆金星计划。究竟哪项任务会获得美宇航局的经费,谜底将在2011年夏天揭晓。如果OSIRIS-Rex幸运胜出,它将于2016年发射,目标是绘制RQ36小行星表面图,并返回样本。

  OSIRIS-Rex任务团队之所以希望造访RQ36小行星,是出于两方面的原因,一是他们认为这颗小行星上面富含太阳系诞生初期以来特性就未改变过的物质,二是它的运行轨道令人类探测器易于到达。

  OSIRIS-Rex任务团队负责人、亚利桑那大学月球与行星实验室主任迈克尔-德拉克(Michael Drake)说:“作为最易到达的目标之一,RQ36小行星也易于撞击地球。但是,在我们制定这个任务提议时,确实没有将这些点连起来。”

  相当于数百枚核弹同时爆炸

  RQ36小行星在距太阳8300万至1.26亿英里(约合1.33亿公里至2.03亿公里)的轨道上飞行,与地球轨道大约相距28万英里(约合45万公里)。于是,美宇航局官方将RQ36列为“潜在危险小行星”。科学家在7月底预测,这颗直径达1900英尺(约合580米)的小行星在2182年撞上地球的几率为千分之一。

  科罗拉多州博尔德西南研究所行星科学家克拉克-查普曼指出,虽然RQ36小行星不会带来毁灭地球文明的撞击,不过一旦相撞仍会造成极大的破坏。查普曼不是OSIRIS-Rex任务团队一员,也没有参与RQ36小行星威胁评估。他说:“这将是一次巨大的撞击,就像数百枚有史以来制造的最大核弹同时爆炸,会形成一个直径可能达6.2英里(约合10公里)的大坑。”

  德拉克指出,即便根据最新计算结果,RQ36小行星的轨道仍有许多不确定性。要想知道RQ36小行星或其他任何陨石是否撞击地球,我们需要更深入了解所谓的“雅科夫斯基效应”(Yarkovsky effect)。当天体吸收阳光时,就会发生这种效应。天体表面释放的热量会令其运行轨道稍微变化。久而久之,这些微不足道的推力同样能对小行星轨道产生巨大影响。

  德拉克说:“对于像地球一样大的天体来说,如此小的力量对其不会产生太大影响,而对于直径不到12.4 英里(约合20公里)的天体来说,它会变成可以改变其运行轨道的足够大的力量。”迄今为止,鉴于小行星表面及其旋转和晃动的未知变化,从地面几乎不能测量雅科夫斯基效应。结果,当前对小行星的许多预测在计算其轨道时并不包括这种效应。

  揭示表面特征及化学构成

  德拉克说:“这意味着,现在看上去完全无害的天体,确实极有可能撞上地球。这无疑是一种影响力很大的效应,事实上可能还是阻碍各项研究工作的主导性效应。”按计划,OSIRIS-Rex任务将在2019年到达RQ36小行星,然后利用远红外波长分析其基本化学和矿物构成,以可见波长绘制这颗小行星的表面图。这项任务还将采集RQ36小行星表面样本,在2023年以前返回地球。

  科学家还希望,OSIRIS-Rex任务可以首次精确测量雅科夫斯基效应,令我们更好理解小行星构造。德拉克说:“我们的任务将可以揭示RQ36小行星表面特征及其化学构成。毋庸置疑,这种信息对保护我们免遭这颗小行星和其他小行星的撞击至关重要。”西南研究所行星科学家查普曼指出,除了确定RQ36小行星是否构成威胁外,我们还需要搞清楚怎样才能令小行星偏离可能与地球相撞的运行轨道。

  查普曼说:“科学家根据RQ36小行星的外形推测,其表面由松散物质构成。这对采集样本来说是个好消息,但对登陆设备却是个坏消息。”查普曼最后指出,总体而言,“对小行星的近距离研究,将增进我们对这些多变天体物理性质的了解,进而提高我们做决定时不会受到愚弄的可能性,比如何时去尝试改变小行星的轨道偏离,以及是否有这种必要。” (孝文)

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这种新水蛭的前吸盘,进食时露出巨齿(未显示)的开口。
这种新水蛭的前吸盘,进食时露出巨齿(未显示)的开口。
这种新水蛭是少数以哺乳动物粘膜为生的水蛭这一。图为人眼中的水蛭。
这种新水蛭是少数以哺乳动物粘膜为生的水蛭这一。图为人眼中的水蛭。

  新浪环球地理讯 北京时间5月5日消息,据美国国家地理杂志网站报道,科学家在秘鲁亚马逊地区发现一种新的水蛭——暴龙水蛭。从开始便让科学家感到困惑的是,这种3英寸(约7厘米)长的吸血动物竟有很大的牙齿,像暴龙一样。

  暴龙水蛭使用它的牙齿爬入哺乳动物包括眼睛、尿道、直肠和阴道等孔中。这份研究报告的联合作者、纽约美国博物馆无脊椎动物园馆长马克·西达尔说:“这种新发现水蛭的生殖器相当小。”大多数水蛭的生殖器占它们体长的很大比例,他说:“这是有意义的,因为生殖成功很重要。”但是令科学家困惑的是,这种新发现的水蛭的生殖器只有约半毫米长,比它们的神经索还小,只是大多数水蛭生殖器的十分之一。他说:“我们没有说大牙齿是在做出补偿,但会有这样的想法。”

  这种水蛭最早是2007年在秘鲁女孩的鼻子中发现的。当地医生把该标本送给西达尔和他的同事,他们发现这只水蛭和之前发现的水蛭不同。研究两年后,他们发现这种水蛭属于世界各地都能见到的水蛭群,它们都以吸取哺乳动物粘膜为生,这份研究报告发表在《PLoS综合》杂志上。这一关系说明喜哺乳动物的水蛭的共同祖先可能曾经生活在侏罗纪晚期——19960万年到14550万年前,当时陆地聚集一起形成一个大陆,叫盘古大陆。

  人们通常会在河流和湖泊中游泳时碰到暴龙水蛭,虽然暴龙水蛭通常不会致人性命,但它能在人体停留数周,可能造成窒息。

  具有讽刺意味的是,这种恐怖的水蛭有朝一日可能会拯救我们人类。西达尔和同事在研究水蛭希望开发抗凝血剂疗法,阻止人体内的血液凝结。一个多世纪以来水蛭一直用于各种医学治疗。发现一种新水蛭有助于科学家更好地理解让水蛭唾液变得非常有用的分子。这种可能的罕见水蛭的发现还强调了物种灭绝于“难以置信的威胁”(亚马逊森林采伐)的方式。他说:“正如道格拉斯·亚当斯所说:‘我们希望一个只有熊猫和松树的星球吗?任何物种的灭绝都会让地球变得更冷更孤独。’” (秋凌)

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秘鲁南部的海岸沙漠中,雕刻在土地上的图画四处铺展,包括蜘蛛、猴子、一种奇怪的飞禽等图形。从20世纪20年代首次被发现后,这些巨画就一直令天上飞过的旅客惊愕不已。古纳斯卡人从2000多年前便开始创作这些图画,如今科学家认为他们已掌握古人的意图。
秘鲁南部的海岸沙漠中,雕刻在土地上的图画四处铺展,包括蜘蛛、猴子、一种奇怪的飞禽等图形。从20世纪20年代首次被发现后,这些巨画就一直令天上飞过的旅客惊愕不已。古纳斯卡人从2000多年前便开始创作这些图画,如今科学家认为他们已掌握古人的意图。
这个沿山坡铺展的圆睁着眼睛的形象高达30米,可能是由帕拉卡斯人创作,这些人在纳斯卡人之前居于本地。后来,雨季带来的洪水把周边的铁锈色石层冲刷殆尽,在下面的沙层中蚀刻出道道沟坎。
这个沿山坡铺展的圆睁着眼睛的形象高达30米,可能是由帕拉卡斯人创作,这些人在纳斯卡人之前居于本地。后来,雨季带来的洪水把周边的铁锈色石层冲刷殆尽,在下面的沙层中蚀刻出道道沟坎。
远处,乌尔巴诺用脚步测量一个与螺旋图交叉的四边形的宽度。
远处,乌尔巴诺用脚步测量一个与螺旋图交叉的四边形的宽度。
布兰科山附近,一株干枯的角豆树兀自矗立,让人联想到曾经为人们遮阴纳凉的树林。如今有些科学家认为,纳斯卡人变林地为耕地,导致土地更加干旱。
布兰科山附近,一株干枯的角豆树兀自矗立,让人联想到曾经为人们遮阴纳凉的树林。如今有些科学家认为,纳斯卡人变林地为耕地,导致土地更加干旱。

  撰文:斯蒂芬· S · 霍尔 Stephen S. Hall

  摄影:罗伯特· 克拉克 Robert Clark

  翻译:陈昊

  从空中俯瞰,刻画在沙漠上的线条仿佛长时间暴露在阳光下的画作,轮廓已模糊难辨。飞行员在秘鲁南部纳斯卡镇以北的荒漠高原上空急转盘旋,我只能依稀辨出地面上一系列描绘精美的图形。

  “奥卡!”秘鲁考古学家约翰尼· 伊斯拉指向下方一个虎鲸形状的图案,在引擎轰鸣声中用西班牙语高喊道。“莫诺!”不一会儿,著名的纳斯卡猴形图映入眼帘之后,他又开口道。“克里布里!” 这回是蜂鸟图。

  20世纪20年代末,利马与秘鲁南部城市阿雷基帕之间首开商业航空线路,这种被称作纳斯卡线图的神秘沙漠图画逐渐广为人知,自此以后,这些图形便一直让考古学家、人类学家以及所有对美洲古文明着迷的人们百思不得其解。从那时开始,一波又一波的科学家和考古爱好者对这些线条进行了多种解读,纳斯卡线图仿佛成了世界上规模最大的心理学中用于解读人格的罗夏测验墨迹图。历史上曾把它们解释为印加古道、灌溉工程、乘坐原始热气球欣赏的图形,还有一种最有喜剧效果的说法,说是外星飞行器的着陆跑道。

  二战后,德国女教师马里亚· 赖歇首次对纳斯卡以及邻镇帕尔帕外围的线条及图案(叫做“地画”)进行正式勘察。直到她1998年去世,赖歇在长达半个世纪的时间里对保护地画起到了至关重要的作用,然而她所倾向的线图代表天文图中方位的理论却普遍受到人们的否定。赖歇坚定捍卫线图,防止其受到外人侵害,如今线图的管理者继承了她的精神,以至于连科学家都难以靠近紧邻纳斯卡西北边缘的平原上那些最为著名的动物图案。

  然而,自从1997年以来,在更北边的帕尔帕镇附近兴起了一个大规模的秘鲁、德国两国合作的研究项目,名为纳斯卡-帕尔帕,由伊斯拉和德国考古研究所的马库斯· 赖因德尔共同领导。该项目对本地区的古人类展开系统的多学科研究,研究范围包括纳斯卡人的居住地区、生活方式、绝迹原因,以及他们遗留在荒漠中的奇异图形的含义。

  飞机倾斜着再次开始转弯,当地土生土长的高地人伊斯拉把高颧骨的宽阔脸庞贴向舷窗。“四边形!”他指着一片逐渐显现在视野中的巨大几何形状的空地喊道。“祭台!”他又说,一面用手指比划着,“祭台!”

  祭台?他指着的是四边形图案一端的一个石垛。如果伊斯拉及其同事的判断属实,这种不起眼的结构中可能包含着解读纳斯卡线图真正用意的关键——故事源于水,且止于水。

  秘鲁南部和智利北部的沿海地带是地球上最干旱的地域之一。纳斯卡文明崛起于群峰环绕的小盆地中,十条径流从东边的安第斯山脉流下,其中大多数起码在一年中某些时节是干涸的。十条绿色缎带被上千个黄褐色块包围,一方沃土为早期文明崛起营造出上佳环境,恰如尼罗河三角洲及美索不达米亚地区的河流一般。“这里是完美的人类居住地,因为这里有水。”纳斯卡-帕尔帕项目成员,地理学家伯恩哈德· 艾特尔说道,“但同时这里也是片高危地带。风险非常大。”

  据艾特尔和他在海德堡大学的同事伯蒂尔· 梅希特尔称,纳斯卡地区的小气候在过去5000年中经历了激烈的动荡。南美洲中部的玻利维亚高压向北移动时,就会给安第斯山脉西坡带来更多降水;而当它转而向南移动,降雨就会减少,纳斯卡山谷中的河流便会干涸。

  尽管环境艰险,纳斯卡文明还是持续繁盛了八个世纪。公元前200年前后,纳斯卡人从之前的帕拉卡斯文明中发展起来,沿河谷定居,种植的作物包括棉花、豆类、薯类、蛋黄果(一种水果),还有一种短穗玉米。纳斯卡人以杰出的制陶工艺闻名,他们发明出一种新技术,用粘土调和十多种颜色的矿物颜料,薄薄地涂在陶器表面,这样颜色便可被烧入陶体。一件叫做“特略匾”的著名陶器作品表现了几个纳斯卡人吹着排箫悠闲信步,欢腾的狗儿围在脚边。这件作品被人们视为对一个和谐民族标志性特点的简明写照,其宗教仪式中包括音乐、舞蹈、降灵步法等元素。

  早期纳斯卡文明的神权之都是一座叫做卡瓦奇的圣城,那里黄沙遍地,其遗址于20世纪50年代由哥伦比亚大学考古学家威廉· 邓肯· 斯特朗率先发掘,是一座占地150公顷的庞大建筑群,城内的标志性建筑包括一座雄伟的土坯金字塔、几座大型庙宇、宽阔的广场与祭台,另外还有一张由台阶走廊相互衔接构成的精密网络。加州大学圣巴巴拉分校考古学家卡塔琳娜·施赖伯和一名当地学校校长兼历史学家霍苏埃 · 兰乔· 罗哈斯于2003年合出了一本书,介绍纳斯卡地区的灌溉系统,书中指出,卡瓦奇东边15公里外仍在地下奔流的纳斯卡河,到了城门口却涌泉一般重新出现在地表。“水源在此处再次出现。”书中写道,“几乎可以肯定史前人类会把这一现象视为神迹。”

  “卡瓦奇是举行宗教仪式的中心。”领导发掘工作多年的意大利考古学家朱塞佩· 奥雷菲奇说道,“人们携着祭品,从山区和海滨赶来这里。”发掘出的器物中有几十颗砍下的头颅,通常在前额上凿有一个孔洞,由编成麻花状的绳索从中穿过,可能是为了便于把头骨挂在腰间。

  而在纳斯卡文明范围内的其他地区,人们则随着降雨类型的改变沿着河谷东迁西移。这场由秘鲁和德国共同发起的考古行动已探索了从太平洋沿岸到安第斯山区海拔高达4600米的地区,所经之地几乎随处可见纳斯卡村庄的遗迹。“就像是散布在河谷两侧的珍珠。”赖因德尔说,“并且我们在每个村落附近都发现了地画。”

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:“变色蛙”:幼年时体色为黑色,还点缀着黄斑,成年后却变成桃色
“变色蛙”:幼年时体色为黑色,还点缀着黄斑,成年后却变成桃色

  新浪环球地理讯 北京时间3月11日消息 据美国国家地理网站报道,美国科学家表示,几年前在南太平洋岛国巴布亚新几内亚发现的一个新蛙种堪称“变色龙”,体色会经历“惊人”变化:幼年是黑色,点缀着黄斑,成年后则成了桃色,眼睛也变成蓝色。

  这个新蛙种学名为Oreophryne ezra,是2004年科学家在巴布亚新几内亚东南部山区一小片云雾林里发现的。由于当地人相信这片雾气笼罩的森林是禁地,也许受到神的保护,所以,他们长期以来不敢进入。美国夏威夷大主教博物馆脊椎动物学家弗雷德-克劳斯(Fred Kraus)表示,虽然科学家以前就知道有些青蛙在生长过程中不断变换体色,“但我认为,这些青蛙的体色差异都没有我们在Oreophryne蛙种身上看到的这么惊人。”

  克劳斯称,Oreophryne蛙的体色为何会经历如此显著的变化,目前尚不得而知。克劳斯是2009年12月刊载于《Copeia》杂志上的一项有关Oreophryne青蛙研究的负责人。他说,幼年时期的Oreophryne蛙外形看上去像毒箭蛙,所以,“看到它们,人们的第一反应就是要小心。”它们栖息于光照充足的树叶上,这一点与有毒青蛙的生活习性相似。

  于是,克劳斯心中泛起了这样的疑问:“既然幼年具有警告色,为何成年以后会失去呢?这完全没什么意义啊。”为揭开这个谜团,克劳斯希望研究幼年Oreophryne蛙是否有毒,以支撑这种“外强中干”的模样。不过,克劳斯应该要迅速行动起来——当地人对神的敬畏也无法维持Oreophryne蛙的生存,因为它们仅存的栖息之地正受到全球气候变暖的威胁。

  云雾林的生长需要合适的温度,随着全球气候不断升温,这片林带可能会最终干枯。畏寒的低地植物还可能开始向上生长,取代通常生长于山顶的植物。克劳斯说:“如果这种事情发生在一座海拔只有650英尺(约合200米)的山上,那里的云雾林可能会轻易遭到破坏,生活在林中的生物也会跟着消失,包括变色蛙。” (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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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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