新浪环球地理讯 北京时间4月10日消息,据美国国家地理网站报道,1912年4月15日,与冰山发生相撞的“泰坦尼克”号客轮沉入北大西洋海底。科学家表示,如果“泰坦尼克”号并未发生海难并且今天仍在海上航行,它将遭遇更多冰山,可能的原因就在于全球气候变暖。大自然保护协会气候适应政策负责人弗兰克-罗温斯坦表示:“全球气候变暖导致冰山数量增多无疑是一个令人感到吃惊的观点。”
根据美国宇航局戈达德太空研究所提供的数据,自1880年以来,全球平均温度升高了大约1.4华氏度(约合0.8摄氏度),其中有三分之二出现在1975年以后。罗温斯坦指出升温的空气和海水可能加快冰山的形成速度。随着冰川和冰盾下方的更多冰融化——尤其是在格陵兰和南极洲——海水促使巨大的冰山进入海洋,最后以更快的速度发生断裂,形成冰山。
罗温斯坦说:“这就像使用了WD-40矽质润滑喷剂一样。由于每条冰川每年将额外的数十万吨冰带到海洋,最终导致更多冰山形成。”此外,暖空气也会导致水在冰面形成水池。随着水渗入冰层裂缝,冰层稳定性下降,最后发生断裂。
罗温斯坦表示,根据最近进行的估算,融化的冰川和冰盾每年损失的冰量在1000到2000亿吨之间。“每亿吨可形成一个1公里见方的巨型冰块。”这些巨型冰块的出现导致北大西洋的冰山数量超过1912年“泰坦尼克”号进行处女航的时候。美国密西根大学安娜堡分校冰川学家杰里米-巴希斯指出:“如果‘泰坦尼克’号沿着与当年相同的航线行驶,将遭遇更多冰山。”罗温斯坦指出,由于海洋内的冰分布情况始终处于变化之中,科学家无法预测冰山的规模以及将在何处形成。也就是说,科学家并不清楚“泰坦尼克”号在1912年或者今天进行航行时遭遇多少冰山。
目前,全世界的冰盾和冰川都在以惊人的速度快速萎缩。巴希斯指出现在还无法确定全球气候变暖是否导致冰山数量增加。“没有人知道确切答案,因为冰山断裂毕竟很难预测。”这个问题就像大风暴是否与全球变暖有关一样,我们并不十分清楚这些现象背后的所有因素。”
不过,一些例子证明温度升高确实与某一特定地区的冰山形成有关。在格陵兰,有证据证明温暖的洋流渗入雅各布布港冰川的时间与这条冰川开始断裂的时间大致相同。巴希斯表示这条冰川的冰舌——伸入海水的区域——在2003年完全消失。在南极洲,拉森B冰架在长达1万年时间里一直非常稳定,最后在2002年的短短6周时间里崩裂,部分原因在于海水渗入裂缝。拉森B冰架位于世界上一个升温速度最快的地区。巴希斯说:“没有人想到事情发生的如此之快。观测结果显示,过去10年左右时间里,南极洲和格陵兰冰架均有大量冰块进入海洋。我们看到了非常富有戏剧性的变化。不过,我们很难将这种变化与全球气候变化联系在一起。”
罗温斯坦指出冰山数量增加并不对现代船只构成威胁。现在的船只装有先进的雷达,能够提前发现漂浮的冰山。与“泰坦尼克”号所处的时代不同,现在的船只不再依靠两位船员在桅楼忍受4月的寒夜进行观察。在“泰坦尼克”号发生海难后几周,客运公司便放弃纽约到伦敦南部这条遍布冰山的航线,这种调整导致旅途时间增加9到14个小时,但同时也提高了客轮的安全系数。罗温斯坦曾对“泰坦尼克”号海难进行研究。
巴希斯指出更令人感到担忧的是冰山在海平面上升过程中扮演的角色。他说:“往一杯水里加入冰块,水位便马上提高。对于海洋来说,这些冰块就是冰盾断裂后形成的冰山。”美国政府的全球变化研究计划发现,冰芯样本、检潮仪数据以及最近的卫星测量数据均表明,全球海平面在过去一个世纪时间里平均上升了4到8英寸(约合10到20厘米)。不过,冰山在导致海平面上升的因素中占据多大比重仍是一个未知数。
罗温斯坦指出,根据科学家的预测,全球变暖将导致未来几年出现更多极端事件,例如更多的野火以及海岸遭到侵蚀,一些地区目前已经遭受这些影响。不过,人们可以采取很多方式加以应对,例如对森林进行疏伐以遏制火势或者发展牡蛎养殖场以防止海岸线遭到侵蚀。他说:“为了防止出现‘泰坦尼克’号那样的灾难,人们也采取了很多措施,例如增加客轮的救生艇数量。面对气候变化,我们也应采取更多新措施加以应对。”(孝文)
如子弹般迅速
为了到达这一深渊,卡梅隆和他的团队已经谋划了整整7年用来设计一款能够完成这项使命的深潜器,这些努力的结果便是这台长24英尺(约合7米)的“深海挑战者”号。
这台深潜器专门被设计成“直上直下”——它一头扎向海沟底部,然后直直的上升,下潜的速度可以达到每分钟500英尺(约合150米)。根据美国德克萨斯大学达拉斯分校海洋地质学家罗伯特·斯特恩(Robert Stern)的说法,这一速度是“非常惊人的”。
在下潜之前进行的估算认为整个下潜至海渊底部的过程将需要大约90分钟。而斯特恩表示,一般那些不载人的遥控水下机器人(ROV)的下潜速度仅有每分钟40米。
在2009年时,一台自动深潜器曾经下潜至挑战者海渊进行过考察,当时来自美国伍兹霍尔海洋科学研究所的安迪·勃文(Andy Bowen)是这一项目的项目经理和首席研制人员,他称赞此次“深海挑战者”项目是“一次载人深潜探测的绝佳方案”。他说:“根据设计,这台深潜器可以在尽可能短的时间内从海面抵达海底。”
而这一点正是工程师们当初设计的目的:只要卡梅隆能尽快抵达海底,那么就有更多的时间可以留给科学工作。同时对速度和科学的追求,让深海挑战者项目的测试下潜,乃至此次在马里亚纳海沟的正式下潜,都看起来和这台深潜器一样偏离正统。
卡梅隆解释说:“一般而言你会首先对一台深潜器进行测试,看看它是否适合,然后就会围绕这台设备提出一些科学课题。而我们完全打破了这个传统,将所有一切都拧到了一起完成,因为我们很有信心,这台设备绝对行的。”
全副武装
现在,正在洋底深处的深潜器正在接受着考验:填充了特制泡沫材料的外壳,加上最适合抗压的球形座舱设计让深潜器可以抵御每平方厘米高达1125公斤的巨大压强。
在深潜器携带的所有设备中,有一台沉积物取样设备,这是一个机械抓手,还有一台专门用于捕捉小型海底生物的设备,除此之外还有测量海水温度,盐度和压强的各种仪器。
尽管这一切看上去很酷,但是卡梅隆表示,他“将不得不掌握好优先级”。
他说:“我的操作系统运行正常吗?我的样品槽中还有存放空间吗?我还有没有能力再进行一次钻芯取样?整个深潜器一共只允许进行3次钻芯取样操作,因此我必须决定在哪里实施钻芯操作。”
相比之下,深潜器上搭载的3D摄像设备则将几乎不间断的工作,但是这并不仅仅是为了给未来计划制作的纪录电影提供更多的原始素材。
卡梅隆解释说:“这些镜头具有科学价值,因为它们拍摄的3D画面将可以帮助判断前方物体的距离远近和真实大小,而这些在2D的画面中是很难分辨的。”
而来自斯克里普斯海洋研究所的巴特莱特则表示:“这并不仅仅是一段录像。”深潜器上安装了一根长约2.5米的桅杆,上面搭载了一台大功率的LRD灯,它能照亮黑暗的海底。因此巴特莱特说道:“它很美丽,这是你在其它潜艇或遥控深潜器拍摄的画面中所无法看到的。”
寻找生命
现在关于卡梅隆在这片海底究竟能看到什么,抓到什么,拍到什么还是一个谜团,之所以如此,部分原因是我们对于挑战者海渊的情况知之甚少。
我们对这一区域仅有的认识来自之前的两次自动遥控机器人下潜考察,它们传回的画面中显示这里的海底被一片亮灰色的淤泥覆盖着。
丽萨·列文(Lisa Levin)同样来自斯克里普斯海洋研究所,她是一位参与此次考察的海洋生物学家,她正密切关注着卡梅隆的此次下潜考察。她说,卡梅隆或许会探查到些许生命的迹象——洞穴,爬痕或者粪便痕迹。
她说,如果水质清澈,卡梅隆或许会看到水母或一种名为“xenophyophore”的奇异单细胞动物,这是一种外形像是蜂巢般的奇特生物,科学家们之前在马里亚纳海沟的其它地方曾经观察到它的存在。
在下潜之前,卡梅隆说:“如果我们交好运的话,我们或许会发现海底冷泉,这样我们呢就有可能发现管状蠕虫。”所谓海底冷泉,是海底某些区域存在的类似水热喷泉的现象,但不同的是它喷出的是一些富含碳氢化合物的液体,并且其温度和周围海水相同。
本月早些时候,在巴布亚新几内亚进行的一次测试下潜中,卡梅隆从8000米深的洋底带回了很多样子很像虾类的某种生物的样本。这些奇怪的生物体长大约17厘米左右,首席科学家巴特莱特称这是“我见过最大的片脚类动物。”但是在深潜器拍摄的画面中,他们甚至还看到了比这大上一倍的个体。
然而,在挑战者海渊这样的深度下,这种动物的钙质外壳将很快融化。因此科学家们判断卡梅隆几乎不可能会在那里发现任何有壳生物。但是如果他最后真的发现有这类生物的话,那将会让科学家们大跌眼镜。
列文说,即使只是描述说:“我看到一块岩石上有帽贝,或者被某种双壳类钻出的孔,光是那样就将让人兴奋不已。”
深海中的奇异生物
科学组中还有一位来自美国宇航局的宇宙生物学家凯文·汉德(Kevin Hand),他认为卡梅隆此番在海底可能发现的生物将帮助科学家们更好地搜寻地外生命。
举例来说,天文学家们认为木星的卫星木卫二的表面冰层下方可能隐藏有一个全球性海洋,这个海洋的情况和挑战者海渊存在相似之处——处于完全黑暗之中,温度接近冰点,以及巨大的压强。
通过研究卡梅隆采样带回的生物样本发出的反射光谱,汉德将能够了解在这种环境下生存的生物将需要何种化学物质。这些数据将反过来帮助宇航局科学家们规划未来对木卫二冰层下方海洋的下潜考察。
他说:“地质学上有一句格言:最好的地质学家一定是看过最多岩石的那位。而我想宇宙生物学同样如此。如果我们想要有朝一日在其它星球上找到地外生命,并且在我们真的看到它们时能辨认出它们来,那么我们就必须对地球上各种生活在极端环境中的生命形式有很好的认识。”
而对于德州大学的斯特恩来说,深海挑战者项目的成功将为他提供一个独特的机会来了解地球内部的运行机制。他说:“挑战者海渊是地球表面最深邃的伤疤,这为我们提供了一个机会,可以最大限度的看到其深部的情况。”
一旦所有此次深潜考察计划所获取的相关数据,样本和图像分析结束,《国家地理》计划在明年1月份左右专门出版一份特刊,完整详细地对所取得的成果进行介绍。
转折点
此次人类时隔半个世纪重返马里亚纳海沟,可能将代表着人类深海考察行动的重新复苏。无人驾驶深潜器同样可以下潜到这样的深度,并且其耗资要小得多 。那么为何还非要进行载人深潜呢?考察队成员帕特里克·菲尔(Patricia Fryer)说:“重要的是,要让人类的智慧身临其境。让你可以真切的四处张望,观察这个环境中各种生命体之间的相互关系,以及它们的行为。关掉所有的灯光,就静静地坐在那里观察而不去惊扰到动物们,这样它们才会表现出正常的行为。”他说:“所有这些,自动驾驶无人深潜器做不到。”菲尔本人供职于美国夏威夷的地球物理和行星学研究所。
事实上,卡梅隆本人对他的这次下潜信心满满,他甚至在下潜开始之前便已经开始设想后续的下潜行动了。他设想第二阶段的下潜行动中,深潜器上应当加装一些光纤,这样海面上的科学家们就可以通过光纤数据传输看到洋底的实时画面。他说:“而第三阶段的话,或许就是建造下一代更先进的深潜器了。”
这样一来,深海挑战者号深潜器或许就只是这样昙花一现了,但至少它已经创造了奇迹。对于巴特莱特来说,这次马里亚纳海沟的考察“代表了我们看待海洋科学态度的转变”。他说:“我绝对认为我们现在所目睹的仅仅只是整个项目的最初开端,不会只有这样一次伟大的远征。”(晨风)
新浪环球地理讯 北京时间2月27日消息,据美国国家地理网站报道,美国《国家地理杂志》的“不朽的声音”计划旨在记录世界各地的濒危语言。根据参与这项计划的语言学家的发现,世界上共有8种语言濒于“灭绝”。在加拿大温哥华举行的美国科学促进会年度会议上,语言学家大卫-哈里森和格雷戈里-安德森公布了“不朽的声音”计划建立的在线字典。迄今为止,这个在线字典共收录了超过3.2万个词汇和超过2.4万段说本族语言的人的音频资料。
1.记录濒危语言
巴布亚新几内亚,语言学家哈里森(中)在说本族语言的约翰-阿吉德(左)的帮助下记录濒危语言Matukar Panau。根据《国家地理杂志》的“不朽的声音”计划,Matukar Panau是8种濒危语言之一。这项计划旨在通过创建“有声字典”的方式记录濒危语言,允许所有人倾听这些正在消逝的语言。音频资料中的主人公可能就是最后一批说这些濒危语言的人。
哈里森是美国俄勒冈州塞勒姆濒危语言研究所的副主席。他在一份声明中说:“说濒危语言的群体正利用数字技术帮助拯救他们的语言,让全世界人都能听到他们的声音。”除了Matukar Panau语外,有声字典还收录了巴拉圭北部的Chamacoco语,印度的Remo语、Sora语和Ho语,俄罗斯和蒙古的Tuvan语以及几种凯尔特语。随着时间的推移,还会有更多濒危语言被收录到这个字典中。
同样就职于濒危语言研究所的安德森说:“我们收集了一些有关其他语言的资料,将在未来一到两年收录到字典中。”据语言学家估计,全世界目前共有近7000种语言,可能将有超过一半将在2100年之前绝迹。
点击收听:“ngau nang panau ngagamukgokai”/“我讲Panau语”
点击收听:“ong ngau gamuk panau”/“你与我交谈”
2.与语言学家面对面
巴布亚新几内亚,语言学家安德森(右)采访阿吉德。目前,说濒危Matukar Panau语的人只有大约600人,阿吉德便是其中之一。安德森表示,巴布亚新几内亚的马图卡尔(Matukar)是一个小渔村,当地存在多种语言。巴布亚新几内亚的年轻人出现一种倾向,更喜欢说克里奥尔语和英语的“混合版”,这在巴布亚新几内亚很流行。
在“不朽的声音”项目组3年前开始记录濒危语言前,Matukar Panau语从没有被录音,甚至很少有文字记录。当地人请求语言学家将音频上传到互联网,虽然村里没有一个人使用互联网。2011年村里通电之后,他们第一次在网上看到他们的文字和听到他们的语言。
德克萨斯州大学阿灵顿分校语言学家科伦-菲特兹拉尔德表示,其他一些有声字典计划也在进行当中,绝大多数聚焦说特殊语言的群体,这些计划收录的内容可以添加进“不朽的声音”计划的有声字典。菲特兹拉尔德建议濒危语言研究所成立专门小组,将一系列有声字典整理在一起。毫无疑问,这是一项非常耗时耗力的工作。他说:“我们可以借助一些软件简化这项工作,不过,仍需要专门人员坐在电脑前,进行数据录入和音频文件编辑工作。”菲特兹拉尔德并没有参与这项新的有声字典计划。
点击收听:“ngau ngahau wag adape, nab onon ngabalape”/“如果我有一条独木船,我会扔出一个钩子”
点击收听:“ngau fud wasing ida nganinge”/“我吃鱼会搭配香蕉”
3. 巴拉圭萨满教徒
巴拉圭普尔托-戴安娜(Puerto Diana)地区说Chamacoco语的萨满教徒蒂托-佩雷兹,身穿传统服饰,脖子上戴着羽毛项链,同时佩戴头饰。目前说Chamacoco语的人只有大约1200人,是一种极度濒危语言,现已收录进有声字典。安德森说:“他们的语言面临威胁,因为越来越多的人说西班牙语。拉丁美洲绝大多数地区都出现这种现象。Chamacoco语听起来很酷,让我产生浓厚兴趣。”
这位语言学家指出有声字典计划并不是为了教会其他人学会一种濒于灭绝的语言,而是希望将其作为语言教学的一种补充。他说:“这个有声字典可以教你一种语言的词汇如何发音,但如果想说这种语言,你必须学习语法。这是一个非常有用的资源,也是一个开放性资源,谁都可以使用,就像其他任何字典一样。”
点击收听:“detʃɔle ese dʒɪpẽɹ je tewi dɔʃbe”/“明天翠鸟不会吃鱼”
4.说Remo语的印度人
说Remo语的印度人,身穿传统服饰。印度的Remo语也被收录进有声字典。安德森表示,学者们对Remo语尤为感兴趣,因为这种语言拥有非常悠久的历史。他说:“这种语言已经在印度存在了很长时间,历史可追溯到印度教之前的时代。”
点击收听:“aniŋ remosam sagita”/“我讲Remo语.”
点击收听:“abubuʔ sumo konun druka munabaj”/“一头很大的老虎吃了一条蛇”
在安德森和其他语言学家眼里,一种语言的消亡并不仅仅是确定词汇和短语的消失。很多研究发现语言会影响人的思维方式,一种语言的消失意味着人类失去一种看待这个世界的思维方式。此外,研究还发现多种语言并存能够对社会产生很多积极影响。安德森说:“大量证据证明能说两种语言的人大脑更健康,患痴呆和阿尔茨海默氏症的风险更低,进而减少家庭和社会的经济压力。能说两种语言的人往往教育程度更高,平均收入也是如此。”(孝文)
新浪环球地理讯 北京时间1月9日消息,据美国国家地理网站报道,很多研究发现女性往往钟情于更具有男子气概的特征,例如棱角分明的下巴轮廓、发达的肌肉以及低沉的嗓音。有理论认为这些特征是男性高品质的一种体现,雄性特征更明显的男性往往拥有数量充足的精子。但根据澳大利亚科学家进行的一项新研究,虽然低沉的嗓音对女性具有吸引力,但这种男性的精子数量更低。
研究指出,如果男性将大部分能量用在提高个人吸引力上,在其他方面可能就要处于劣势,具体到这个例子上,就是精子数量较低。研究领导人、西澳大利亚大学进化生物学家利-西蒙斯表示,睾丸激素能够降低音调,同时也会抑制精子产生。
为了进行此项研究,西蒙斯和同事从一所大学征集了54位异性恋男性和30位异性恋女性志愿者。他们首先录制下男性志愿者的声音,而后让女性志愿者通过听声评判男性的吸引力和男子气。毫不令人感到惊讶的是,女性认为声音低沉的男性更具有吸引力。随后,他们采集每位男性参与者的精液样本。西蒙斯在邮件中表示,为了保护志愿者隐私,精液样本在他们的家中采集,而后送到实验室进行分析。
借助于一个计算机辅助精子分析系统,研究人员对样本进行了分析,了解其游向卵子的能力并计算精子数量。分析结果显示,与嗓音吸引力较低的男性相比,嗓音吸引力更高的男性精子质量更差。西蒙斯指出,嗓音低沉的男性精子数量更少。
这项研究提出了一个有趣的问题,男性为何要进化出更具男子气概的特征?西蒙斯表示:“在过去的进化过程中,更具男子气概的人拥有更大的繁育后代成功率,导致在声音、面部和身体方面出现两性异形。在非人类动物身上,科学家对这种现象进行了深入研究,例如麋鹿和孔雀。但对于我们自身的进化史,我们却知之甚少。”研究发现刊登在2011年12月21日的《公共科学图书馆-综合》杂志上。
西蒙斯指出更具雄性特征在与其他男性竞争时起到非常重要的作用。进化生理学家劳拉-达娜对此持相同观点。这位就职于加拿大道格拉斯学院的心理学家表示:“通常情况下,嗓音低沉的男性体型更大同时肌肉更为发达,因为他们要在争夺统治权和地位方面与其他男性展开竞争。”
实际上,女性偏爱更具雄性气概的男性可能是为了找到占据统治地位的配偶的一种副产品。占据统治地位的配偶更能保护她以及她的家人。这项新研究同样支持了这样一种观点,即除了吸引女性外,雄性特征也在其他方面产生影响。目前,科学家正进行这方面的研究。达娜说:“如果雄性特征帮助男性获得更高的地位和统治权——即使以牺牲精子质量为代价——雄性特征与生育能力之间的此消彼长才更有意义。”(孝文)
新浪环球地理讯 北京时间1月6日消息,据美国国家地理网站报道,爱因斯坦相对论认为,重力可以导致时间变慢。如今,美国康奈尔大学科学家提出一种让时间停滞的方案,即通过让光线发生弯曲,从而产生一个时间漏洞,至少从表面上看时间似乎出现了停滞现象。专家认为,时间透镜实验是首例真正产生时间间隙的实验,也是首例实现物体在空间和时间上同时隐形的实验。
此项新研究的思想灵感来自于近期“隐形斗蓬”的技术,所谓的“隐形斗蓬”就是让可见光发生弯曲,从而让目标产生隐形效果。隐形的原理就是,光线发生弯曲绕过目标物体而不是直接照射到目标物体上,这样光线就不会被散射并反射到观测者的视野范围之内,物体表面上看似乎消失了。
美国康奈尔大学科学家采用了相似的方法产生一个时间漏洞,尽管只是很短一瞬间的事,但时间停滞的效果持续约为每秒的40万亿分之一。康奈尔大学物理学家阿历克斯-加耶塔是该项研究的首席作者。加耶塔介绍说,“想象一下,你能够将光线转向,让时间变慢,然后再加速,这样你就可以在光束中产生一个缺口。在这种情况下,发生于那一瞬间的事件将不会散射光线,看起来就好像那件事从未发生过。”
加耶塔举例说,“在博物馆中,有时会利用激光束扫描来保护无价的艺术珍品。探测器的激光束在不断来回扫描,突然激光束被挡住或被保护区没有激光,比如你走过激光束照射的地方,此时警报就会响起。但是,如果某种设备能够让一部分激光束加速,一部分激光束减速,这样就会出现瞬间无激光束的情况。此时你再走过相同的位置,这样探测器就永远发现不了发生过何事。”
让时间静止
加耶塔等人的研究成果近期发表于《自然》杂志之上。在论文中,研究人员介绍了时间停滞的实验过程。探测器照射出一束激光束,然后激光束穿过一种名为“时间透镜”的设备。和传统的透镜能够在空间上将光线发生弯曲一样,时间透镜能够使得光线出现暂时的分隔(非空间上的)。加耶塔介绍说,“在时间域中,这是一种能够真正控制光束属性的方法。”
论文的联合作者、康奈尔大学应用与工程物理学院科学家莫蒂-弗雷德曼据此设计了一种特殊的实现方法,“这种方法通过改变激光束的频率与波长,从而使其以不同的速率传播,这样就产生一种(时间)间隙。”然后,时间漏洞的另一侧还有第二束脉冲激光,这束脉冲激光的作用就是从相反的方向改变激光束的属性,从而让激光束恢复到原有的属性。在实验中,发生于时间漏洞之中的事件,都可以逃避探测器的探测。
美国罗彻斯特大学光学研究所科学家史志民(Zhimin Shi)介绍说,“这是首例真正产生时间间隙的实验,也是首例实现物体在空间和时间上同时隐形的实验。”史志民并没有参与到该项研究。
时间隐形
尽管这项研究仍处于最初期阶段,但是这种对时间的操作将有着很广泛的应用前景。史志民表示,“我认为,可能人们还没有对这种技术究竟有多大用途考虑太多。也许人们首先想到的是让某事物隐形不被探测到,或者故意让某事件处于‘斗蓬’之中。”
不过,时间透镜技术还有可能让人悄无声息地向不间断的数据流中插入特定信息,这一行为可以做到天衣无缝,难以发现。弗雷德曼解释说,“我认为,你可以将某些数据隐藏于即将进入光纤中的数据流中。利用时间透镜,你可以随心所欲地操纵数据,事后还可以还原。”
专家认为,这项技术将可以应用于光学芯片的研发,加快互联网和计算机内部数据和数据流的处理速度。史志民表示,任何应用都将取决于时间漏洞是否能够扩大。此外,在目前的实验中,仅仅是以单一的激光束进行实验,而实际应用还要考虑到三维光线从不同角度的照射。史志民认为,康奈尔大学的实验已迈出了最初关键的一步。(彬彬)
新浪环球地理讯 北京时间1月5日消息,据美国国家地理报道,一个传说中的古玛雅历法的某些理论认为,2012年12月21日将是世界的末日。这一谣言也成为众多影视作品或科幻小说的热门主题,影视或文字的宣传让谣言广为流传,让社会大众在心理上产生一定的恐惧和忧虑。随着2012年的到来,科学家们感到有必要利用科学知识逐一驳斥这些大肆传播的骗局,美国宇航局近期也认为应该以更易理解的语言和方式还原关于2012世界末日谣言的真相。
1. 谣言一:太空撞击让地球陷入混乱
在一些关于2012年世界末日的预言中,地球变成死亡地带的可能性包括磁极转换、小行星撞击、银河系中心对齐以及强烈的太阳辐射让地心发生动摇等。还有相关理论认为,地球的地壳和地幔突然发生位移,并在地球液态铁外核周围不断旋转变化,导致地球陆地上的所有城市覆灭,没入大海之中。美国普林斯顿大学地质学家亚当-马洛夫对磁极转换进行了深入研究,并在国家地理频道中对这一荒诞的说法进行了批驳。马洛夫认为,岩层中的磁场证据证明,大陆可能会发生这种戏剧性的重组,但是这一过程需要数百万年时间,过程慢到足以让人类根本感觉不到这种运动。
2. 谣言二:X行星撞向地球
据谣传,“哈勃”太空望远镜于2002年拍摄的一幅图片显示,麒麟座V838变星及周围的尘埃云中含有一个奇异的世界:X行星,而且X行星正在向地球方向飞来,并将于2012年撞向地球。不过,美国宇航局天体生物学家大卫-莫里森认为,“根本不存在这样一个天体。”其实,这一谣言的来源要早于2012年世界末日的谣言。曾经有一名妇女声称,她收到来自地外的宇宙消息,并预言2003年将是世界末日。莫里森表示,“如果确实存在一颗行星或棕矮星将可能进入太阳系内,那么天文学家可能已经对其研究了数十年,到现在应该可以用肉眼看到了。”
3. 谣言三:银河系对齐导致世界末日
一些星相家相信,2012年将会出现银河系对齐现象,这种现象每2.6万年会出现一次。一些人担心,这种对齐可能让地球暴露于某种强大的未知银河系压力之下,从而加速地球的灭亡,可能的毁灭方式为磁极转换或被卷入银河系中心一个超大质量黑洞之中。美国宇航局天体生物学家大卫-莫里森认为,“2012年根本没有银河系对齐一说,或者说根本没有什么特别的东西。”不过,有一种对齐通常发生于每年冬至,当天从地球上看过去,太阳似乎正处于银河系的中心。顺便说一下,关于世界末日的玛雅传说中,2012年12月21日恰好是冬至。莫里森认为,星相家也许对这种对齐很感兴趣,但是事实上这种对齐对于科学没有任何意义,它不会对地心引力、太阳辐射、行星轨道以及地球上的生命等产生任何影响。
8. 发现迷失的玛雅古城
考古学家布丽奇特-科瓦塞维奇蹲在“石首”古城金字塔内部的一条地道中。“石首”古城是一座传说中的玛雅古城。考古学家于今年四月份公布了最新考古发现,通过三维绘图法将危地马拉丛林抹去,展现了这座古城的大致轮廓,其中包括大约一百栋建筑。研究人员利用卫星定位系统和电子测距技术定位了一座七层高金字塔的位置,并测定其高度。研究人员还定位了一座天文台、一个宗教仪式场所、数座石制民居和其他一些建筑。
9. 发现海盗黑胡子的宝剑
这把部分镀金的剑柄是属于黑胡子的吗?现在可能没有人能够给予肯定的回答。不过,这把剑柄发现于美国北卡罗来纳州“安妮皇后复仇”号海盗船上的残骸上,而“安妮皇后复仇”号则是黑胡子这位18世纪臭名昭著的海盗头子的旗舰。自1997年起,考古学家就一直在致力于挖掘“安妮皇后复仇”号海盗船。这把剑柄被发现时其实是一块块碎片,图中显示的是后来重新拼合而成的剑柄。
10. 发现可能的类地行星
一颗位于36光年外的新发现行星,如果有足够的云,那么它就有可能是迄今发现的最像地球的行星之一。今年8月份公布的一项研究成果显示,这颗石质行星名为“HD85512b”,位于船帆座一颗橙矮星的宜居带中。(彬彬)
新浪环球地理讯 北京时间12月13日消息,据美国国家地理网站报道,美国“国家地理新闻”网站评选出国家地理学会资助下的研究计划取得的十大成果,其中包括绘制海床地图,发现黑猩猩懂得使用工具,发现长脚鱼“提克塔利克”,以及首次发现不依靠光合作用的生命形态。自1890年以来,国家地理学会共颁发了1万笔资助资金,资助研究和探索计划,所取得的发现极大地加深了我们对地球的了解。
国家地理学会资助下的马丘比丘挖掘工作已经有120年历史,在他们的资助下,研究人员发现了“泰坦尼克”号沉船残骸,珍-古道尔对黑猩猩进行了研究。国家地理学会的第1万笔资助资金颁发给克瑞提-卡伦斯,她是杜克大学和印度野生动物研究中心的生物学家。卡伦斯将利用这笔资金评估印度西高止山脉地区5家公园的人类-野生动物间爆发的冲突,这一地区是老虎、亚洲象以及其他濒危和受到威胁的动物的家园。
国家地理学会研究、保护与探索部门副总裁约翰-弗朗西斯表示:“卡伦斯在很多方面都是国家地理学会前进方向的一个标志性符号。她致力于研究人类与数量不断减少和生存受到影响的野生动物之间的关系。作为一名野外生物学家,她有着丰富的经验。”卡伦斯是班加罗尔人。弗朗西斯指出卡伦斯获得资助资金说明国家地理学会的受赠者越发国际化。“我们资助的资金大约有40%颁给非美国人。过去40年时间里,我们每10年提高10%。”
1.发现王蝶伊甸园
一幅档案照片,在墨西哥拍摄,一群王蝶落在向导的帽子上。1975年,国家地理学会提供的资金帮助生物学家佛瑞德-厄克特发现这种蝴蝶的冬季目的地。“这种美丽的动物会飞行相当长距离,它们的迁徙是地球上最引人注目的景象之一。”
国家地理学会继续资助生物迁徙行为的研究,其中包括动物学家马丁-维克勒斯基进行的研究。他利用微型无线电发射机研究迁徙的鸟类和昆虫。为了鼓励获得其资金支持的科学家相互之间进行交流和合作,国家地理学会每年在华盛顿特区总部举行探险家讨论会。弗朗西斯说:“我们将各研究领域的带头人召集到一起并安排讨论,讨论一系列重大问题并寻找打破他们所钻研学科间界限的解决之道。人们有时认为国家地理学会是一家媒体公司。但通过我们的杂志和节目,人们就会发现我们为探索、研究和环保工作提供了怎样巨大的帮助。”
2.“阿尔文”号潜水器
借助于国家地理学会1977年颁发的一笔资助资金,海洋学家罗伯特-巴拉德帮助发现了太平洋加拉巴哥裂谷深处的热液喷口,照片展示的“阿尔文”号潜水器也为上演这一发现做出了贡献。在热液喷口,科学家首次发现不依靠光合作用的生命形态。国家地理学会的弗朗西斯说:“地球上存在一些独特的生命形态,等待我们去发现,但很多人并没有意识到这一点。”1985年,巴拉德再次成为媒体关注焦点。这一次,他率领的探险队发现了“泰坦尼克”号沉船残骸。
国家地理学会的第一笔资助资金于1890年颁发,当时刚刚成立两年的国家地理学会决定启动一项探索计划,加深对地球的了解。这笔资金用于资助一个研究小组考察加拿大的圣伊利亚斯山。在遭遇恶劣天气和雪崩之后,考察队返回。此次考察中,他们取得了丰硕的成果,包括第一次拍摄加拿大最高峰洛根山的照片。
自1890年以来,国家地理学会资助的资金总额已经达到1.53亿美元。由各领域专家组成的委员会每年评估1000多项资金申请,其中三分之一能够顺利拿到资金。弗朗西斯说:“我们喜欢将自己比喻成一家愿意冒险的公司。我们喜欢人们带着他们的想法找到我们,同时让他们有机会验证自己的想法,这可能是其他机构无法赋予他们的。”
摄影:吉姆· 理查森 JIM RICHARDSON
翻译:王晓波
距离美国艾奥瓦州迪科拉城约10公里的地方,有一块轮廓狭长、地势起伏的土地,其中有树林和农田,总共占地360公顷,名为“遗产农场”。这里种的菜蔬瓜果全都恣意生长而至花落结籽,看起来缺乏侍弄,有违务农之道。不止如此,这片农场的一切都与周围格格不入,因为四下都是行列齐整的玉米、大豆田,有着现代农业的典型特征。“遗产农场”播下种子并非是为了收获米面瓜菜,却是为了得到更多的种子。驻于此地的机构叫做“种子拯救者交流会”,是美国最大的民间种子银行之一。
1975年,黛安娜 · 奥特 · 惠里从长辈的遗赠中得到了家族代代相传的两个植物品种的幼苗:一种牵牛花(他们称之为“奥特爷爷的牵牛花”),一种西红柿,都是她的曾祖父1870年从巴伐利亚带到美国来的。怀着让这些独家品种长久存续下去的想法,黛安娜和丈夫肯特决定设立一个地方,让人们能储存和交换自家祖传的种子。交流会如今拥有1.3万多会员,其大型冰库、冷藏室和地窖中收藏了成千上万种祖传作物的种子,农场里选种了品类丰富的蔬菜、香草和花卉。红花绿叶簇拥着一座旧谷仓,上面爬满了奥特爷爷的牵牛花,那紫色浓烈得像要滴下来。
“我们的会员每年把自家的种子罗列在这里,”黛安娜 · 奥特 · 惠里说着,递过来一本《种子拯救者交流会2010年鉴》,厚得像大城市的电话簿,一页页满是各种形态稀罕的豆子、大蒜、土豆、胡椒、苹果、梨、李子,每一种都注明了名称、历史和独有特征。以苹果为例,有个品种被称作“美丽拱廊”,是“夹杂红色斑点的黄色果子”;另一种名叫“草原特工”,特性是“早熟”;还有一种俗称“醉果”,历史可上溯至中世纪。此外又有从塔林的“一位俄国老妪”手里得来的“爱沙尼亚黄樱桃”番茄,在新墨西哥州搜寻侏儒象化石的人类学家无意中发现的一种豆子,和购自“撒马尔罕的一个集市”的“波斯之星”大蒜。
祖传作物于过去十年间开始在欧美时髦起来,它们刚好迎合了一场国际膳食运动所着重的吃本地产的食物、保住原有地方食品风味的主张。祖传品种大多出售于农乡集市和小规模的副食专营店,而被偏爱品种单一的现代瓜果蔬菜的大型超市拒之门外;现代作物的育种者考虑的是产品的便于运输、外观统一,并非口味的提升。但这场保护祖传品种运动的起因,并不局限于西方人对地方特产美味的回心转意。它也是一项保证未来世界粮食供应的大业。
我们这些生活在饮食丰足的世界里的人,大多已不太去想自己的盘中餐从哪里来、要如何种植的问题。我们只管推着购物车在超市的食品专区里信步徜徉,全然不晓得这表面看来许多种寄生虫。在寂寥的奥克尼群岛,北罗纳德赛羊只啃海草就能过活。印度的瘤牛比其他所有品种的牛都更不畏蜱虫。埃塞俄比亚有一种个头小、背部平坦、短角的牛,名为“谢科”,是很好的奶牛,能承受恶劣环境,拥有对昏睡症的抵抗力。
此类特有适应性都是无价之宝,这不仅是对当地农夫而言,对外地的商业养殖户而言也是一样。比如芬兰绵羊,虽在很长时期内只有一小群芬兰农夫饲养它们,如今却已因其超卓的生育能力而成为国际绵羊饲养业的摇钱树。埃及原产的法尤姆鸡,历史可追溯至法老统治时代,现在作为耐高温、抗百病的产蛋大王而走俏市场。还有中国的太湖猪也被全世界的养猪者看好,因为它们吃廉价的饲料就可以长得很好,而且生育力超强,一窝往往能下16只猪崽,令平均一窝十崽的西方猪种望尘莫及。
讽刺的是,我们的粮食品种多样性剧减,已濒于危险的境地,其起因竟是农业史上的一次重大胜利,令人始料未及。这个故事美国人并不陌生。1944年,一位而立之年的植物病学家来到墨西哥,帮助当地人对付引起大范围饥荒的流行性秆锈病,他叫诺曼 · 博洛格。他使用来自世界各地的多种小麦进行杂交,造出了一个抗锈病而高产的新品种,使得印度和巴基斯坦的小麦产量陡增近一倍,解了十亿人的饥荒之灾。在这次所谓的“绿色革命”推动下,现代工业化农作被引入了发展中国家。
但这绿色革命的影响却不可一概而论。年深日久,农夫们逐渐变得对适应性广、产量高的作物过于依赖,不再种植仅适应于当地条件的老品种了。在广大农田中进行单一种植,只播撒基因相同的种子,确实有助于增产,能满足当下急迫的供给需求。但高产品种的作物不免失之娇嫩,需要用昂贵的化肥和有毒的杀虫剂来伺候。高产的家畜品种也有同样问题,若要移到他乡水土中养殖,往往需要花高价买饲料和护理。提高产量的欲求不断排挤本地品种,稀释着家畜的基因多样性。结果,这个世界的粮食供应就大多着落在一些单纯强调产量最大化的品种上面了,而这批品种仍在不断简并,越来越单调:罗得岛红鸡,大白猪,霍尔斯坦牛。简而言之,我们只专注于增加今天的粮食产量,却不留神导致了未来出现粮食短缺的风险。
倚赖单一食物来源的危险早有前车之鉴,其一是围绕着不起眼的土豆发生的。秘鲁安第斯山脉的峻拔之地是人类种植土豆的发源点,今日的山民仍种着数以千计形相奇特的土豆品种。西班牙船队于16世纪晚期把这类作物首次引入欧洲,到18世纪初,土豆已稳居欧洲餐桌上的主食之列,成为谷类作物的可靠补充,尤其适合冷冽多雨的爱尔兰土地。爱尔兰人很快把土豆当成了近乎唯一的主食,而且他们都主要种植块茎硕大的“拉姆泼”品种。这个品种虽然高产,抵抗力却弱,一碰上马铃薯晚疫病菌,就会像小麦碰上锈病一样迅速完蛋。1845年,致命的晚疫病菌孢子开始在爱尔兰全境扩散,所过之处“拉姆泼”土豆几乎死绝,导致的饥荒令数百万人饿死或逃难。
发展中国家当前为提高粮食产量做出的努力——尤其是在上次“绿色革命”影响甚微的非洲——也许只会加快以后牲畜及作物品种消失的速度。非洲某些引入高产种子、畜种的地方,结果充其量只是好坏参半而已。像津巴布韦、赞比亚、马拉维等国,最后都在很大程度上牺牲了作物的多样性,去搞进口高产品种的单一种植。政府机构和国际援助组织在这种转型中分别提供了经济补贴和原始物资,但小规模经营的农夫和牧民仍深陷债务——因为要买足肥料、杀虫剂、高蛋白饲料、药品,才能让娇贵的新品种作物、牲畜在本地气候中生长。这就好像染上毒瘾一样,陷入了在经济上和生态上都难以负担的进退两难之局。
针对农业领域
生物多样性剧降的问题,已有人采取行动,策略之一是尽量收集不同品种作物的种子——在它们永远消失之前——并储存在安全的地方。这个主意最初是由俄罗斯植物学家尼可莱·瓦维洛夫提出的;1926年他突然福至心灵,想明白了一件攸关人类温饱的大事,然而在当日世界并没有弄出多大的声响。瓦维洛夫是一名莫斯科商人的儿子,却在贫穷的乡村中长大,见惯了年成荒芜、配额分粮的惨状,于是从小立志终结祖国乃至世界的饥荒。他在上世纪二三十年代足迹遍布五大洲,致力于收集罕见粮食品种和野生谷类的种子,从而保住能够产生抗病虫害、承受极端气候条件等良好效果的作物基因。他手下的一家研究机构(现名“种植产业研究会”,在圣彼得堡)专门负责保藏他收集来的种子——累积下来就成了世上第一家全球种子银行。
1926年,瓦维洛夫远赴阿比西尼亚(今之埃塞俄比亚),在那里眼观全球,俯仰古今,找出了人类在地球上最早对可食用野生植物进行驯化的几个地点。后来他绘出了七个“栽培植物发源中心”的位置图,描述了它们作为上古农业诞生地的意义。“在那里能够见证到,”瓦维洛夫写道,“人类在对最适于各地区的栽培形式的选择过程中,扮演的伟大角色。”
瓦维洛夫的一生没有善终。1943年,这位在治理饥荒之道上领先全球的科学权威,却饿死在伏尔加河上的一座集中营里,他搜集种子的事业被苏联政府首脑斥为“资产阶级科学”。那一年,希特勒的军队逼近了圣彼得堡(当时叫列宁格勒),而城内已然有70多万人死于饥饿和疾病。苏联官员下令转移冬宫的艺术品,因为他们深信希特勒盯上了这座珍品众多的博物馆。但他们丝毫没理会那座当时世界上最大的种子银行,里面的40万份种子、根苗和果实无人守卫。于是瓦维洛夫研究会的一群科学家选取了部分种子样本装箱,搬到地下室里,并轮班守护它们。后来的历史资料表明,希特勒当真组织了一支特别行动队去抢掠种子银行,大概是打算有朝一日控制全世界的粮食供应。
虽然饥肠辘辘,但保管种子的科学家们一粒都不肯吃,因为他们视之为国家的未来。到1944春天封锁解除的时候,自告奋勇承担保卫之职的研究会人员中已有九人饿死。
瓦维洛夫的理论在之后这些年里经过修改,传续至今。当代科学家认为他绘出的区域应该是农作物多样性的中心,而不见得是发源地,因为无法确知最早的驯化是在这些地方发生的。但瓦维洛夫把它们视为后世必将倚重的作物基因多样性宝库,这个认识却大有道理,而且正越来越显出其先见之明。
目前,全世界约有1400家种子银行。其中声势最大的是新建成的“斯瓦尔巴全球种子保险库”,坐落于斯匹次卑尔根岛(挪威)上一座砂岩山的永冻土之中,距北极点只有1100多公里。它由卡里· 福勒与“国际农业研究顾问团”联合创立,号称是防备世界末日的保险库,为世界上其他所有的种子银行提供后备服务。来自各机构的样品备份被送到这里,储存于海拔120多米的永久低温、无地震影响的所在,即便极地冰盖融化,也能确保种子不遭水患。
福勒的“全球作物多样性信托基金会”最近宣布了一项计划,等于是把瓦维洛夫收集全球种子的事业继承了下去:用十年时间梳理全球,集齐与小麦、水稻、大麦、扁豆和鹰嘴豆有亲缘关系的野生植物种子,以“赋予农业以应对气候变化之策”。主持者希望这场仓促的自发搜索行动能够帮助科学家们从强韧的野生植
物中提取至关重要的生命因子,比如抗旱、抗涝能力,传递给我们娇弱的作物品种。
不过,把种子存在保险库里预防未来灾难,事情才只算做好了第一步。另一样同样值得拯救的东西是全世界的农夫世代辛苦累积而得的智慧,我们如今急切渴求的种子、畜种本是出自他们的培育。也许存在农夫脑袋里的知识才最珍贵、也最有失落之虞的资源。
新浪环球地理讯 北京时间9月8日消息,据美国国家地理网报道,日本科学家近期研制成功一种特殊的试剂,可以让脑组织变成透明。这种神奇的试剂被命名为“Scale”,它能将身体组织变成彻底透明,研究人员借助这种试剂甚至可以直接对器官组织内部事先采用荧光标记的细胞和其他三维内部结构进行观察。研究人员们表示这项技术的出现将有可能颠覆现有的医学成像技术。
开发这项技术的日本理化学研究所宫胁敦史博士对记者表示:“我们现阶段的研究重点在于老鼠的大脑,但是这项技术本身的应用范围并不仅仅局限于老鼠或者大脑方面。”他说:“我们计划将这种试剂在其它组织器官上加以应用,包括心脏,肌肉,肾脏和其他取自灵长类和人体活检标本等。”
美国加州大学洛杉矶分校医学院神经学家保罗·汤普森(Paul Thompson)本人没有参与此项研究,但是他发表了自己的看法,认为这项能让老鼠胚胎这样的生物机体组织变成透明的技术简直不可思议。他说:“我本人已经在医学成像领域工作超过20年,但是当我看到这项技术时仍然感到大吃一惊。”
透明大脑有助医药研究?
Scale制剂的配制原料其实相当简单——尿素,这是尿液中的主要成分,除此之外还有甘油,以及一种名为Triton-X的洗洁精成分。使用时也相当简单,只要将大脑和小鼠胚胎在这种试剂中连续浸泡两周,便可以得到这种透明效果。
在此之前也曾有研究人员开发出能让细胞变得稍稍透明的方法。但是和它的前身不同,Scale制剂不会同时洗去荧光蛋白染色剂,这样科学家们便尽可以使用色彩标识技术来观察神经网络,血管和其它之前难以窥探的体内微细结构了。
现在荧光染色技术已经得到了广泛的应用,比如研究人员使用这种技术研究大脑的分子结构,而现在,理化学研究所的科学家们表示,他们可以将这种研究向前大大推进一步。
UCLA的汤普森博士认为Scale试剂还可以帮助科学家们在调用更复杂,更昂贵的研究设备之前先行对他们所要成像的目标进行具体化,CT扫描或核磁共振成像之类的设备要比Scale试剂的花费可要大得多了。
他说:“我想这种试剂有很大应用前景,如我们可以让器官变得透明,来查看我们使用的某种针对性药物是否已经抵达大脑或其它组织的目标位置。如针对老年痴呆症,你的目标是消除在大脑部位不断积聚的血小板,你可能需要了解药物是否确实到达了目标位置,这可是一件麻烦事。”
不可用于活体
不过不要担心,不会出现“隐形人”之类的诡异事件。尽管宫胁博士很希望可以克服这一困难,但是就目前而言,Scale试剂毒性太大,无法在活体上使用。
他说:“我们目前正在测试另一种更加温和的试剂,一旦成功,它将帮助我们实现在活体身上实现类似的透明效果,只是效果会差一些。这将开启一扇新的实验技术大门,而这在以前是完全不可想象的。”(晨风)