科学家解释为什么黄金和铂金更接近地球表面

科学家解释为什么黄金和铂金更接近地球表面早期地球上大型碰撞的艺术效果图。耶鲁大学和SwRI的科学家们提出了一个新理论，解释了为什么黄金和铂金更接近地球表面，重点是一个独特的"瞬变"地幔区域，它捕获并分布着这些金属。资料来源：SwRI/Marchi耶鲁大学艺术与科学学院地球与行星科学教授科雷纳加-君（EzoicJunKorenaga）和科罗拉多州博尔德SwRI研究员西蒙娜-马奇（SimoneMarchi）在《美国国家科学院院刊》（ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences）杂志上发表的一项研究中提供了详细信息。他们的新理论为黄金、铂金和其他贵金属如何进入地球地幔浅层而非地核深处这一悬而未决的问题提供了可能的答案。从更广泛的意义上讲，这一新理论为了解整个宇宙中行星的形成提供了启示。Korenaga说："我们的研究是一个很好的例子，说明我们在重新审视传统智慧之后，有了意想不到的发现。"世界各地科学家的最新研究证实，数十亿年前，早期原地球与太空中月球大小的大型天体相撞，留下的物质沉积物折叠成了今天的地球。但这一吸收过程一直是个谜。黄金和铂金除了因其稀缺性、美观性和在高科技产品中的应用而受到重视外，还是所谓的高度"嗜铁"元素。它们与铁元素的吸附力如此之强，以至于它们几乎会全部聚集在地球的金属内核中--要么在撞击时直接与金属内核融合，要么从地幔迅速沉入内核。按照这种逻辑，它们不应该聚集在地球表面或其附近。然而，它们确实聚集了。Korenaga和Marchi的理论围绕着地幔中一个薄薄的"瞬变"区域展开，在这个区域中，地幔的浅层部分熔化，而深层部分则保持固态。研究人员发现，这一区域具有特殊的动态特性，能够有效地捕获坠落的金属成分，并将它们缓慢地输送到地幔的其他部分。他们的理论认为，这种输送仍在进行中，瞬变区域的残余物呈现为"大型低剪切速度区"--地幔深处众所周知的地球物理异常现象。Marchi："这种瞬变区域几乎总是在大型撞击物撞击早期地球时形成，这使得我们的理论相当可靠。"研究人员说，新理论不仅解释了地球地球化学和地球物理演化过程中以前难以理解的方面，而且还突出了地球形成过程中涉及的广泛时间尺度。Korenaga说："我们发现的一个引人注目的现象是，瞬变地幔区的动态变化发生在很短的时间内--大约一天，但它对地球后续演化的影响却持续了几十亿年。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396399.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396399.htm

挖掘格陵兰隐藏的历史 地球科学家挑战原有的气候观念

挖掘格陵兰隐藏的历史地球科学家挑战原有的气候观念冰原对气候变化的敏感性"犹他州立大学地球科学家塔米-里特努尔（TammyRittenour）说："我们发现冰原对气候变化的敏感性比我们之前想象的要高得多。"这是一个不祥的警钟"。里特努尔与来自佛蒙特大学和其他14个机构的同事在2023年7月20日出版的《科学》杂志上报告了他们的研究成果。他们的研究得到了美国国家科学基金会的支持。在犹他州立大学发光实验室，研究生霍克-沃兹尼克（HawkeWoznick）使用筛子准备格陵兰世纪营的沉积物样本，以便进行OSL测年。犹他州立大学地球科学教授塔米-里特纳尔（TammyRittenour）及其同事在2023年7月20日出版的《科学》（Science）杂志上报告了有关这些样本的研究结果。图片来源：USU/LeviSim格陵兰冰原不稳定的未来更加绿色的格陵兰岛意味着该岛看似巨大的冰原--有的地方厚达近两英里--并不像假设的那样稳定。美国南加州大学地球科学系教授里特努尔说："我们一直认为，近250万年来，冰原一直保持不变。但我们的调查表明，在42.4万年前到37.4万年前的冰期，即所谓的海洋同位素第11阶段，冰层融化得足以让苔藓、灌木和嗡嗡叫的昆虫生长。"她说，融化导致全球海平面上升了至少五英尺。"我们打造的一些模型情景表明，海平面会比现在高出20英尺"。犹他州立大学地球科学教授塔米-里特努尔（TammyRittenour）2023年7月在冰岛的朗约库尔（Langjökull）冰盖拍摄的照片，她研究全球极端环境的古气候学。图片来源：USU/TammyRittenour里特努尔说："这是一段异常漫长的变暖时期，大气中的二氧化碳（CO2）水平适度升高。"这一发现令人震惊的是，今天的二氧化碳水平比以前高出1.5倍。即使人类突然停止了导致温室气体排放的活动，在未来的几百年甚至几千年里，我们的二氧化碳水平仍然会升高"。她说，从目前格陵兰冰盖解冻的速度来看，这是一个令人不安的认识。"这还不包括南极洲和其他冰川地区，冰川消融对整个地球都有影响，对我们的沿海大城市来说尤其令人担忧，因为世界上有如此多的人口居住在那里。"该团队的分析是几年前开始的研究的延续，当时科学家们偶然发现了从一个非同寻常的冷战时期军事项目中收集的样本。1960年，美国陆军在格陵兰岛西北部启动了一项名为"冰虫计划"的绝密项目，目的是在冰原下建立一个移动核发射场网络。"作为该项目的一部分，他们还邀请科学家和工程师在一个被称为'世纪营'的高度公开的'掩护'项目中进行实验，研究在冰下和极寒条件下工作和执行军事任务的可行性"。由于受到残酷的暴风雪和不稳定的冰层条件的阻碍，冰虫计划的洞穴式地下掩体和隧道于1966年被废弃。但是，从该地提取的4000多英尺长的冰芯底部采集的沉积物样本，却提供了有关格陵兰岛并不遥远的地质历史的惊人信息。来自坎普世纪冰芯底部的冰冻土壤样本被遗忘在冰柜中长达数十年，直到最近才被重新发现。里特努尔说："我们很少有来自格陵兰冰盖下面的样本，因为大多数钻探任务在到达冰层底部时就停止了。这些重新发现的坎普世纪沉积物代表了一个独特的、未受破坏的时间胶囊，展示了过去的状况。"当冻土在冰柜里放置了60多年时，科学技术也在不断进步。身为美国南加州大学发光实验室主任的里特努尔受邀帮助确定沉积物的日期。她说："由于样本一直处于冷冻状态，基本上没有被动过，因此我能够利用发光测年法确定它们最后一次暴露在阳光下的时间。如果研究人员在过去检查过这些沉积物，我们就不可能进行我们为这篇论文所做的任何分析。"里特努尔说，如今的调查技术使研究人员能够提炼出格陵兰岛和世界其他地区发生的事情的良好记录。这些曾经消失的、冷战时期遗留下来的、刻在冰层中的绝密核军事基地正在继续讲述着它们的秘密，并向我们预示着地球气候的敏感性。如果在自然条件下我们可以失去格陵兰岛冰原最西北的部分，那么在当前温室气体升高的条件下，等于说我们正在涉足危险的水域。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373875.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373875.htm

日本科学家确定7300年前发生的破纪录的火山喷发

日本科学家确定7300年前发生的破纪录的火山喷发除了熔岩之外，火山还会喷出大量浮石、灰烬和气体，形成快速流动的气流，即"火成碎屑流"，其沉积物是研究过去火山爆发的宝贵数据来源。对于陆地上的火山，地质学家非常了解火成碎屑流的沉积机制，但沉积物本身很容易因侵蚀而消失。另一方面，对于海洋岛屿上或海岸附近的火山来说，火成碎屑流的沉积过程在很大程度上还不清楚，这一方面是因为与水的相互作用不太清楚，另一方面是因为很难获得可靠的数据，因此数据稀少。由于这些原因，很难估计过去许多火山爆发对气候和历史的影响。人们对巨型破火山口喷发和火山物质沉积过程了解不多，因此也难以估计其规模。神户大学的研究人员利用地震反射勘测来观察沉积结构，并对收集到的沉积物样本进行分析，从而获得了有关喷出物的分布、体积和运输机制的重要信息。资料来源：ShimizuSatoshi研究考察和结果以SEAMANobukazu和ShimizuSatoshi为核心的神户大学研究小组乘坐神户大学拥有的培训船"深海丸"（FukaeMaru，后被新造的"海神丸"取代）出海，在日本九州岛南海岸附近的纪海火山口周围进行了地震成像和沉积物取样。地震反射数据的出色细节揭示了沉积结构，垂直分辨率达3米，深度达海底以下数百米。萨摩硫磺岛是纪海火山口边缘的一部分。资料来源：ShimizuSatoshi清水解释说："由于沉积在海中的火山喷出物保存完好，它们记录了火山爆发时的大量信息。通过使用针对这一目标进行优化的地震反射勘测，并对收集到的沉积物进行鉴定，我们能够获得有关喷出物的分布、体积和迁移机制的重要信息。地球科学家在《火山学和地热研究杂志》上发表的文章中报告说，7300年前的一次火山爆发喷射出大量火山产物（火山灰、浮石等），沉积在火山爆发点周围4500多平方公里的区域内。这次火山爆发的浓岩当量体积在133至183立方公里之间，是科学界已知的全新世（上个冰河时期结束后地球最近11700年的历史）期间发生的最大一次火山爆发。神户大学的地球科学家报告说，这次喷发喷出了133到183立方千米的浓岩当量火山产物（火山灰、浮石等），沉降在喷发地点周围4500多平方公里的区域内，使这次事件成为全新世以来发生的最大一次火山喷发。资料来源：ShimizuSatoshi见解和影响在分析过程中，研究小组证实，海底沉积物和附近岛屿上的沉积物具有相同的来源，从它们在喷发地点周围的分布情况，他们可以明确火成碎屑流与水之间的相互作用。他们注意到，岩浆流的水下部分甚至在上坡时也能传播很远的距离。他们的发现使人们对难以捉摸的火山巨型事件动态有了新的认识，这可能有助于确定其他事件的遗迹以及估计其规模。以SEAMANobukazu为核心的神户大学研究小组乘坐神户大学拥有的训练船"深江丸"（FukaeMaru，后被新造的"海神丸"取代）出海，在日本九州岛南海岸附近的纪海火山口周围进行了地震成像和沉积物取样。资料来源：神户大学Seama解释说："大型火山喷发（如现代文明尚未经历的火山喷发）依赖于沉积记录，但由于许多沉积在陆地上的火山喷出物已因侵蚀而消失，因此很难高精度地估算喷发量。但巨型破火山口喷发是地球科学中的一个重要现象，而且由于我们还知道它们影响了全球气候，进而影响了过去的人类历史，因此了解这一现象也具有重要的社会意义。有鉴于此，我们不禁想到，造成一个与现代首都大小相当的火山口的事件，实际上是人类遍布全球以来最大的火山事件。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426237.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426237.htm

NOAA科学家在海底发现神秘的热浪

NOAA科学家在海底发现神秘的热浪科学家们在过去的十年里一直在观察和研究海洋表面的热浪，完全没有意识到这些膨胀和破坏性的变化也可以在表面之下的深处发现。发现这些海洋热浪也在海洋深处蔓延是很重要的，因为海洋温度的变化可以使动物灭绝。早在2013年，一个被称为"Blob"的海洋热浪出现在阿拉斯加海岸附近，一直蔓延到墨西哥南部。热浪持续的时间比科学家预期的要长，导致了渔业的破坏，甚至引发了有毒藻类大举繁殖。虽然观察这些变化很重要，但科学家们完全没有意识到热浪在海底的蔓延。以前人们认为热浪只存在于海洋的表面。图片来源：MARIMA/Adobe但现在，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）已经创建了一个新的模型，该模型也说明了沿海洋底部发现的热浪。不过，监测下面的温度要困难得多，因为它需要能够检测到微小的温度变化的设备，同时还要经受住深度的压力。这项新的研究非常重要，因为在海洋深处发现的热浪比表面上的热浪持续的时间要长得多--如果Blob能够在超过预期的时间内造成如此大的破坏，那么想象一下，如果海底的大规模热浪不受控制和不为人知，它可能造成的破坏，其结果可能会在全世界范围内看到，但人类不会知道是什么导致了它。现在，由于新的模型，我们终于对深海中发生的事情有了更多的了解。当然，我们可能仍然有很多东西不知道。海洋深处仍然是科学家们的一个神秘的游乐场，特别是当我们继续发现海底的奇怪生物时。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352387.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1352387.htm

科学家发现可能引发地球生命的 "先锋肽"

科学家发现可能引发地球生命的"先锋肽"罗格斯大学的一个科学家小组致力于确定新陈代谢的原始起源--一套首先为地球上的生命提供动力的核心化学反应，现在他们已经确定了一种蛋白质的一部分，可以为科学家提供探测即将产生生命的行星的线索。罗格斯大学高级生物技术和医学中心（CABM）的研究员VikasNanda说，这项研究于3月10日发表在《科学进展》杂志上，对寻找地外生命具有重要意义，因为它为研究人员提供了一条新的线索。根据实验室研究，罗格斯大学的科学家们说，启动生命的最有可能的化学候选物之一是一种带有两个镍原子的简单肽，他们称之为"Nickelback"，不是因为它与加拿大摇滚乐队有什么关系，而是因为它的骨架氮原子与两个关键的镍原子结合。肽是由被称为氨基酸的一些元素组成的蛋白质的一个成分。Nanda说："科学家们相信，在35亿到38亿年前的某个时候，出现了一个转折点，一些东西启动了从生物前化学--生命之前的分子--到生命、生物系统的变化。我们相信这一变化是由一些小的前体蛋白引发的，它们在一个古老的代谢反应中执行关键步骤。而且我们认为我们已经找到了这些'先锋肽'中的一个。"镍背肽的计算机渲染图显示了连接两个关键镍原子（橙色）的骨架氮原子（蓝色）。确定了蛋白质的这一部分的科学家认为它可能为探测即将产生生命的行星提供线索。资料来源：Nanda实验室进行这项研究的科学家是罗格斯大学领导的一个名为"地球圈和微生物祖先的纳米机械进化"（ENIGMA）的团队的一部分，该团队是美国宇航局天体生物学项目的一部分。研究人员正在寻求了解蛋白质是如何演化成为地球上生命的主要催化剂的。当用望远镜和探测器在宇宙中寻找过去、现在或新兴生命的迹象时，美国宇航局的科学家们寻找特定的"生物特征"，这些特征被认为是生命的预兆。研究人员推断，一种原始的煽动性化学物质需要足够简单，以便能够在前生物汤中自发地组装起来。但它必须具有足够的化学活性，以拥有从环境中获取能量来驱动生化过程的潜力。为此，研究人员采用了一种"还原主义"方法。他们首先研究了已知与代谢过程相关的现有当代蛋白质。由于知道这些蛋白质太过复杂，不可能在早期就出现，因此他们将其简化为基本结构。经过一连串的实验，研究人员得出结论，最好的候选者是Nickelback。该肽由13个氨基酸组成，并与两个镍离子结合。他们推断，镍是早期海洋中一种丰富的金属。当与肽结合时，镍原子成为强大的催化剂，吸引额外的质子和电子并产生氢气。研究人员推断，氢气在早期地球上也是比较丰富的，而且会是为新陈代谢提供能量的一个重要来源。Nanda说："这很重要，因为虽然有许多关于生命起源的理论，但对这些想法的实际实验室测试却很少。这项工作表明，不仅简单的蛋白质代谢酶是可能的，而且它们是非常稳定和非常活跃的--使它们成为生命的一个合理的起点。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348925.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348925.htm

科学家在地球固体内核中发现铁原子的快速“集体运动”

科学家在地球固体内核中发现铁原子的快速“集体运动”带电离子与地球磁场相互作用通常会在地球两极附近产生极光。美国宇航局图像卫星在这里捕捉到了南极光。图片来源：美国宇航局德克萨斯大学奥斯汀分校和中国合作者领导的一项研究发现，地球内核中的某些铁原子团能够快速移动，瞬间改变位置，同时保持铁的底层金属结构——一种被称为“集体运动”的运动，类似于晚餐客人在餐桌上更换座位。铁原子在地球内核中移动的模型。该模型展示了铁原子预计如何在地球内核中移动超过10皮秒。一皮秒是万亿分之一秒。图片来源：Zhang等人。根据实验室实验和理论模型得出的结果表明，内核中的原子运动比之前想象的要多得多。这些发现可能有助于解释长期以来困扰科学家的内核的许多有趣特性。它们还可以帮助揭示内核在为地球的地球发电机提供动力方面所扮演的角色——产生地球磁场的难以捉摸的过程。“现在，我们了解了基本机制，这将有助于我们了解地球内核的动态过程和演化，”该研究的主要作者之一、德克萨斯大学杰克逊地球科学学院教授林荣福说。该研究于10月2日发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。科学模型的片段显示了铁原子预计如何在地球内核中移动超过10皮秒。这些线代表原子随时间移动的路径。该模型基于计算数万个原子的人工智能算法。一皮秒是万亿分之一秒。图片来源：Zhang等人。由于地球内核极高的温度和压力，科学家不可能直接对其进行采样。因此，林和合作者在实验室中用一块小铁板并用快速移动的弹丸射击它，重新制作了它的缩影。然后将实验期间收集的温度、压力和速度数据输入内核原子的机器学习计算机模型中。科学家认为内核中的铁原子以重复的六边形结构排列。林说，大多数描绘内核铁晶格动力学的计算机模型只显示少量原子——通常少于一百个。但使用人工智能算法，研究人员能够显着增强原子环境，创建一个由约30000个原子组成的“超级细胞”，以更可靠地预测铁的特性。在这个超级细胞尺度上，科学家们观察到原子团移动、改变位置，同时仍然保持整体六边形结构。共同主要作者Jung-Fu“Afu”Lin持有一个铁原子模型，铁原子排列成六角形结构，被认为出现在地球内核中。图片来源：Jung-FuLin/UTJackson地球科学学院共同主要作者、四川大学教授张友军表示，研究人员表示，原子运动可以解释为什么内核的地震测量显示出一个比在这种压力下预期的要软得多、更具延展性的环境。“地震学家发现地球的中心，称为内核，出奇地柔软，有点像厨房里的黄油一样柔软，”他说。“我们发现的重大发现是，固体铁在地球深处变得异常柔软，因为它的原子移动能力比我们想象的要大得多。这种增加的运动使内核的刚性减弱，抵抗剪切力的能力减弱。”研究人员表示，寻找答案来解释地震数据中反映的“令人惊讶的柔软”物理特性是他们研究的动力。研究人员表示，产生地球磁场的地球发电机能量的大约一半可归因于内核，其余部分由外核组成。对原子尺度内核活动的新见解可以帮助未来研究内核如何产生能量和热量、它与外核动力学的关系以及它们如何共同产生地球磁场这是宜居星球的关键要素。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388717.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388717.htm