古代地球气候自然机制启发下的奇思：压碎岩石能否阻止全球变暖？

古代地球气候自然机制启发下的奇思：压碎岩石能否阻止全球变暖？气温升高可能是由于火山活动加剧，大量二氧化碳随之释放到大气中造成的。气温升高持续了大约20万年。过去的全球变暖事件让人们了解到调节地球气候的自然机制，如岩石风化，它可以减少大气中的二氧化碳。如今，加强岩石风化有助于减缓气候变化，但其效果取决于当地的地质条件和粘土形成的可能性，因为粘土会抑制岩石风化过程。早在2021年，美因茨约翰内斯-古腾堡大学（JGU）的菲利普-波格-冯-斯特兰德曼（PhilipPoggevonStrandmann）教授就已经对PETM升温后最终导致全球变冷和气候恢复的影响进行了研究。简而言之：雨水与大气中的二氧化碳结合产生碳酸，导致岩石风化加剧从而释放出钙和镁。然后，河流将钙、镁和碳酸带入海洋，在海洋中，钙、镁和二氧化碳一起形成了不溶于水的石灰石。换句话说，这是一种有助于控制气候的反馈效应。斯特兰德曼说："高温加速了岩石的化学风化过程，降低了大气中的二氧化碳含量，使气候得以恢复。"在PETM发生1600万年后的中始新世气候最适宜期（MECO），气候再次变暖。虽然火山活动导致排放到大气中的二氧化碳量与PETM期间大致相同，但气候恢复稳定所需的时间要长得多。变暖效应持续了长达40万年之久，是PETM期间的两倍。为什么这一时期的恢复如此缓慢？这些图表说明了MECO期间气候、二氧化碳浓度和粘土形成的变化。资料来源：AlexanderKrause为了寻找答案，斯特兰德曼和包括第一作者AlexKrause在内的合著者开始分析4000万年前的海洋碳酸盐和粘土矿物，并将结果与5600万年前的类似例子进行比较。结果发现，正如在PETM期间一样，MECO期间的风化和侵蚀也在加剧。然而，4000万年前地球表面裸露的岩石要少得多。研究人员解释说："相反，地球被全球雨林广泛覆盖，雨林的土壤主要由粘土矿物组成。与岩石相比，粘土不会风化；事实上，它是风化的产物。"这位地球科学家指出："因此，尽管气温很高，但大面积的粘土却阻止了岩石的有效风化，这一过程被称为土壤屏蔽。"在当今世界，我们该如何利用这些知识呢？"我们研究古气候，以确定我们能否以及如何积极地影响当前的气候。其中一种方法可能是促进岩石的化学风化。为了帮助实现这一目标，我们可以在田地里耕种细碎的岩石。"斯特兰德曼说。岩石的细粒会迅速侵蚀，从而与大气中的二氧化碳结合，使气候得以恢复。像这样吸收二氧化碳的负排放技术（NET）是全球范围内正在深入研究的课题。但与此同时，如果风化过程中形成了粘土，那么这一过程的效果就会大打折扣。粘土保持住了钙和镁，否则这些物质就会流入海洋。二氧化碳会继续流入海洋，但不会被束缚在海洋中，而是可以逃回大气中。在这种情况下，风化作用对气候几乎没有影响。也就是说，如果岩石颗粒在风化过程中完全溶解，那么强化风化的概念将是100%有效的。但是，如果所有的风化物质都变成了粘土，这又会使效果完全失效。实际上，实际结果可能介于这两个极端之间：在PETM期间，岩石的侵蚀作用增强，因此气候恢复得更快，而在MECO期间，粘土的形成则占主导地位。破碎岩石的溶解程度以及其中有多少以粘土形式保存下来，取决于一系列当地因素，例如全球范围内原有的粘土和岩石含量。因此，为了确定强化风化过程是否是一种可行的方法，首先有必要了解每个潜在地点在风化过程中会形成多少粘土。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1394865.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1394865.htm

科学家发现2.4亿年前的神秘古代海洋爬行动物

科学家发现2.4亿年前的神秘古代海洋爬行动物X射线技术在调查保存完好的化石遗迹方面的有效性通常取决于保存条件，而保存条件在不同的地点可能有很大的不同。通过这项研究，Engelschiøn和她的团队表明，来自挪威斯瓦尔巴群岛的中三叠纪Botneheia地层的化石特别适合于放射成像。从斯瓦尔巴群岛Edgeøya的Muen山看到的Muen高原的俯瞰图。海洋爬行动物分布在高原上。这项研究的重点是一种海洋爬行动物化石，其遗骸被压缩并包裹在页岩中。它生活在大约2.4亿年前，当时斯瓦尔巴群岛被海洋覆盖。在它死后，它沉入海底，被埋在泥土中，然后随着时间的推移变得极其扁平。这块化石最初在2008年被挖掘出来，此后对它的身份一直存在争议。标本的X射线成像显示了新的细节，包括头骨和牙齿的特征，使研究人员得出结论，这种爬行动物很可能属于鱼龙物种Phalarodonatavus。作者还研究了这个地层中化石的矿物学，确定了多种形式的硫酸盐矿物，特别是包括硫酸盐重晶石，它使化石具有非常高的X射线对比度，使放射成像的质量很高。这些矿物的形成鲜为人知，但可能与古代火山活动造成的条件有关。因此，这项研究不仅证明了X射线技术在研究这些化石方面的效用，而且还确定了在斯瓦尔巴群岛和可能在其他地方形成非常适合这些技术的化石的条件。作者补充说："斯瓦尔巴群岛的岩石中充满了扁平的海洋爬行动物。我们发现了特殊的X射线对比度，这意味着我们可以了解到比我们以前想象的更多关于这些古代食肉动物的信息"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363399.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363399.htm

NASA希望火星岩石样本可能包含古代水滴

NASA希望火星岩石样本可能包含古代水滴这块岩石现在是毅力号的第15个核心样本。它以阿拉斯加的一个湖泊和河流命名为"Kukaklek"。周三，毅力号团队发推表示成功收集了"一块漂亮的砂岩"：我的收藏品在不断增加!我现在已经得到了我的第15块岩芯：一块漂亮的砂岩。接下来，我将回到附近的一个沙丘，拿出一个新的工具--我的砂岩收集器--来收集松散的沙质材料。#取样火星继续...pic.twitter.com/RkYYpSAoUE-美国宇航局毅力号火星车（@NASAPersevere）2022年11月30日麦吉尔大学的天体生物学家ErinGibbons在本周的漫游车更新中提供了关于这块岩石的更多细节。吉本斯指出，在火星车磨去表面以观察下面的情况后，在砂岩中可以看到一组细长的白色脉络。这些脉络是过去水活动的证据，这些水活动用矿物沉积物填满了小的断层。美国宇航局在漫游车收集样本之前，曾谈论过这块砂岩，表示希望它可能拥有生物特征，该机构将其定义为"任何可以作为古代生命证据的特征、元素、分子、物质或特点"。吉本斯的更新强调了一个更具体的梦想，即也许能找到隐藏在其中的水。美国宇航局选择Jezero陨石坑作为毅力号探测器的着陆点，是因为其耐人寻味的水的历史。它似乎是一个古老的湖床和河流三角洲的所在地，在很久以前，火星是比较潮湿的。这块岩石是一个名为"隐蔽港湾"的露头的一部分，它很可能在Jezero还是一个湖泊时就已经形成了。"Gibbons说："这是一个令人兴奋的发现，因为这些矿脉与它们周围的沉积岩有着惊人的不同，这表明它们是在不同的时间和不同的条件下形成的。这就像打开了一扇通往火星过往的小窗户。这些矿脉可能隐藏着火星微生物生命历史的线索，如果它曾经在那里居住过的话。甚至有可能，在结晶过程中，矿脉中的矿物困住了一两滴古代的水，这些水一开始就带着它们穿过了裂缝网络，为火星有水的过去提供了一个时间胶囊。"天文学家在古代地球岩石中发现了微小的流体包裹体。今年早些时候的一项研究描述了在海泡石晶体的流体包裹体中发现了8.3亿年前的微生物，提出了火星的类似发现可能会保存有机物的可能性。"那么Jezero的矿脉是否包含这种流体包裹体？Gibbons写道："有可能，但在我们将样本带回地球进行详细分析之前，我们无法确定。"火星样本返回任务将是复杂和具有挑战性的，但对于真正了解火星的过去是必要的，并希望能够回答红色星球是否曾经是微生物生命的家园的问题。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334195.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334195.htm

隐藏在地壳深处的古代生命氧气来源被发现

隐藏在地壳深处的古代生命氧气来源被发现纽卡斯尔大学的科学家们在地壳深处发现了一个氧气来源，它可能在光合作用出现之前影响了生命的进化。这个开创性的研究项目发现了一种机制，可以在地质断层的运动中从岩石中产生过氧化氢。这项研究由纽卡斯尔大学自然与环境科学学院领导，今天（8月8日）发表在《自然通讯》杂志上。虽然高浓度的过氧化氢可能对生命有害，但它也可以为微生物分解出有用的氧气来源。这种额外的氧气来源可能影响了早期地球上在光合作用进化之前的高温环境中的生命的早期进化，甚至可能是起源。地表下岩石压裂的条件研究人员能够利用实验室中的小瓶模拟出地下岩石断裂的一些关键条件。代表海洋和大陆地壳的岩石在氮气下被粉碎，加入无氧水中，然后被加热。资料来源：JonTelling/JordanStone/纽卡斯尔大学在构造活跃的地区，地壳的运动不仅产生地震，而且使地表下充满了裂缝和断裂。这些裂缝内有高度反应性的岩石表面，含有许多不整齐的地方，水可以从裂缝处向下过滤，并与新断裂的岩石上的这些缺陷发生反应。硕士生JordanStone在实验室里通过粉碎花岗岩、玄武岩和橄榄岩来模拟这些条件--这些岩石类型可能存在于早期地壳中。然后在良好控制的无氧条件下，将这些岩石添加到不同温度的水中。生命和氧气的历史该研究调查了与地质断层有关的活性氧的来源；在蓝细菌为地球大气提供氧气之前，这是一个潜在的氧气来源。这种活性氧可能在生命从无氧世界进化到有氧世界的过程中发挥了作用，并在生命起源之前对地下裂缝的生物化学做出了贡献。资料来源：JonTelling/JordanStone/纽卡斯尔大学实验显示，大量的过氧化氢--以及因此可能产生的氧气--只有在接近水的沸点的温度下才会产生。重要的是，过氧化氢形成的温度与地球上一些最喜欢热的微生物的生长范围相重叠，这些微生物被称为嗜热菌，包括靠近宇宙生命树根部的进化的古代用氧微生物。作为环境地球科学研究硕士的一部分进行这项研究的主要作者JordanStone说。"虽然以前的研究表明，少量的过氧化氢和其他氧化剂可以通过在没有氧气的情况下对岩石的压力或粉碎而形成，但这是第一个表明高温在最大限度地生成过氧化氢方面至关重要的研究。"主要作者JordanStone在英国纽卡斯尔大学环境地球科学硕士课程中进行了这项研究，他设置了其中一个实验。信用：JonTelling/JordanStone/纽卡斯尔大学首席研究员、高级讲师JonTelling博士补充说："这项研究表明，碎石和矿物上的缺陷与你所期望的更'完美'的矿物表面的反应方式可能非常不同。所有这些机械化学反应需要产生过氧化氢，从而产生氧气，是水、破碎的岩石和高温，这些在光合作用演化之前都存在于早期地球上，并且可能影响到热的、地震活跃地区的化学和微生物学，在那里生命可能首先演化。"...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1302043.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1302043.htm

在澳大利亚古老的叠层石中 NASA找到了火星探索的蓝图

在澳大利亚古老的叠层石中NASA找到了火星探索的蓝图美国国家航空航天局（NASA）火星探测计划、欧洲航天局、澳大利亚航天局和澳大利亚联邦科学与工业研究组织的成员正在西澳大利亚皮尔巴拉地区调查"叠层石"，这是地球上已证实的最古老的生命化石。他们讨论了在选择采样地点时地质背景的重要性，以及在考虑未来将火星样本带到地球的任务计划时确保样本生物起源完整性的重要性。图片来源：NASA/MikeToillion"这次科学考察是美国国家航空航天局（NASA）与我们的国际合作伙伴合作研究古老地球的绝佳机会，因为它与火星可能有着相似的过去，"位于华盛顿的NASA总部的NASA火星探测计划主任埃里克-艾恩森（EricIanson）说。"我们对地球的进化了解得越多，就越能将这些知识应用到我们对红色星球的描述中"。过去一瞥：皮尔巴拉的地质宝藏位于西澳大利亚内陆的皮尔巴拉是世界上为数不多的拥有古老地球地质记录的地方之一。在国际社会继续合作研究火星并准备将样本带到地球的同时，这些团队探索了我们自己的后院能为我们寻找其他地方的生命提供哪些启示。NASA火星探测计划、欧洲航天局、澳大利亚航天局和澳大利亚联邦科学与工业研究组织的成员正在西澳大利亚的皮尔巴拉地区调查"叠层石"，这是地球上已证实的最古老的生命化石。他们讨论了在选择采样地点时地质背景的重要性，以及在考虑未来将火星样本带到地球的任务计划时确保样本生物起源完整性的重要性。图片来源：NASA/MikeToillion我们在西澳大利亚看到的是所谓的叠层石，NASA总部"毅力号"火星车项目科学家米奇-舒尔特（MitchSchulte）说。"它们是生活在大约35亿年前的微生物垫所形成的化石，它们的存在被捕获并保存在岩石记录中，一直到现在。"由于地质过程不断重塑和循环地球表面，叠层石或其他化石极难在地球上长期保存，因此地质记录中只保留了过去生命的一小部分。在皮尔巴拉地区，岩石记录能够在数十亿年的时间里完好无损地保存下来，从而形成了与我们在火星表面大部分地区看到的地质年龄相同的露头。这使得该地区成为科学家和工程师磨练识别远古环境中生命迹象技能的重要试验场。位于西澳大利亚Trendall地点的3.35GaStrelleyPoolFormation"蛋盒"叠层石。图片来源：NASA/MikeToillion化石探测的挑战在为期一周的皮尔巴拉考察中，国际代表团考虑了化石证据定位的困难，以及我们的考察团如何利用技术（包括进行详细的背景测量）来克服这些挑战。讨论的焦点是，在古老的岩石中发现并确认过去生命的迹象是多么具有挑战性，即使是在地球这样一个已知有生命立足的星球上。美国宇航局总部火星样本送回项目副首席科学家兼天体生物学项目科学家林赛-海斯（LindsayHays）说："要想证明某一特征是生物性的，不仅需要能够证明生命能够创造它，还需要能够证明该特征的特定版本不是由其他东西创造的。必须了解岩石断面的历史记录中还发生了什么，才能理解正在观察的东西。"地质背景的意义野外研讨会的一个核心主题是，在选择采样地点并最终确认样本生物来源的完整性时，地质背景非常重要。对于研究小组来说，皮尔巴拉是研究经受住了时间和科学严谨性考验的叠层石以及了解他们可能在火星上寻找的东西的完美课堂。该小组研究了发现这些远古生命迹象的环境如何有利于或不利于生物的形成。自2021年2月18日以来，NASA的毅力号火星探测器一直在穿越杰泽罗陨石坑（其中包含一个古代河流三角洲），藏匿岩石和碎屑样本，这些样本可能包含30亿至35亿年前同一时期的古代微生物生命迹象。这次考察活动模仿了"毅力号"在数百万英里之外的远程工作：在现场识别样本并研究样本周围的区域。展望漫游车下一阶段的采样活动，国际社会可以利用我们所了解到的地球环境背景的重要性，确保在采集最具科学可行性的样本的同时，还能在适当的环境中进行测量，从而在样本到达地球后，解决我们关于火星的最大科学问题。朝着回答终极问题迈出一步这次天体生物学考察为继续开展调查和合作奠定了基础，美国国家航空航天局（NASA）的"坚毅"号漫游车、欧空局的"外星火星"（ExoMars）计划以及这两个机构的联合火星样本送回任务将共同努力，试图回答人类的一个古老问题：我们是孤独的吗？...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381689.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381689.htm

新的火星含水矿物分布地图将被证明对未来的探索任务非常有价值

新的火星含水矿物分布地图将被证明对未来的探索任务非常有价值一张新的火星地图正在改变人们对这颗星球上有水的过去的看法，并指出未来任务的潜在登陆点。该地图显示了整个红色星球的矿藏。它是在过去十年中利用欧空局的“火星快车”探测器上的红外矿物学探测光谱仪(OMEGA)和美国宇航局的火星勘测轨道飞行器的紧凑型火星侦察成像光谱仪（CRISM）的数据精心绘制的。具体而言，该地图显示了含水矿物的位置和丰度。这些矿物来自过去被水作用而发生化学变化的岩石，通常被转化为粘土和盐类。在地球上，粘土是在水与岩石相互作用时产生的，不同的条件会产生不同类型的粘土。例如，当相对少量的水与岩石相互作用时，粘土矿物，如蒙脱石和蛭石形成。因此，它们保留了大部分与原始火山岩相同的化学元素。在蒙脱石和蛭石的情况下，这些元素是铁和镁。当水的数量相对较多时，岩石可以被改变得更多。可溶性元素往往被带走，留下富含铝的粘土，如高岭土。对研究人员来说，最大的惊喜是这些矿物的普遍性。十年前，行星科学家只知道火星上有大约1000个露头。这使它们成为有趣的地质奇观。然而，新地图扭转了这一局面，揭示了在该星球最古老的地方有数十万个这样的区域。法国巴黎-萨克雷大学和艾克斯-马赛大学天体物理研究所（IAS）和马赛天体物理实验室（LAM）的JohnCarter说：“这项工作现在已经确定，当你详细研究古代地形时，没有看到这些矿物实际上是奇特的。”这是科学家们对红色星球的历史理解的一个范式转变。根据科学家们以前知道的较少的含水矿物的数量，水的范围和持续时间有限，这似乎是合理的。然而，现在毫无疑问的是，水在塑造整个星球的地质方面发挥了巨大作用。现在，目前的关键问题是，水是持续存在的，还是局限于更短、更激烈的事件。虽然还没有提供一个明确的答案，但新的结果肯定给了科学家一个更强大的工具来追求答案。Carter说：“我认为我们已经集体地过度简化了火星。他解释说，行星科学家们倾向于认为火星上只有少数类型的粘土矿物是在其潮湿时期产生的，然后随着水的逐渐干涸，盐类在整个星球上产生。”这张新地图显示，情况比以前想象的要复杂。虽然许多火星盐类可能确实比粘土形成得晚，但地图显示了许多盐类和粘土混合紧密的例外情况。甚至有一些盐类被认为比一些粘土更早。“从大量水到无水的演变并不像我们想象的那样清晰，水并不是一夜之间就停止了。我们看到地质背景的巨大多样性，因此没有一个过程或简单的时间表可以解释火星矿物学的演变。这是我们研究的第一个结果。”他说：“第二个结果是，如果你排除了地球上的生命过程，火星在地质环境中表现出了矿物学的多样性，就像地球一样。”换句话说，火星的过去可能比以前认为的更复杂。OMEGA和CRISM仪器非常适合这项调查。它们的数据集具有高度的互补性，在相同的波长范围内工作，并对相同的矿物敏感。CRISM独特地提供了高分辨率的火星表面光谱成像（...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307749.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307749.htm