地球深处的二氧化碳在气候变化中的作用可能比以前的假设更大

地球深处的二氧化碳在气候变化中的作用可能比以前的假设更大地球上绝大部分的碳被埋在其内部。这些深层的碳影响着地表附近的碳的形式和浓度，这反过来又会影响地质时期的全球气候。因此，评估有多少碳存在于地下数百公里的深层水库中是很重要的。"现有的研究集中在地球表面以上或接近地球表面的碳物种。然而，地球上90%以上的碳储存在地壳、地幔、甚至地核中，这一点却鲜为人知，"潘教授解释说。利用物理学中的第一原理模拟，他的团队发现，二氧化碳在地球深层碳循环中可能比以前认为的更加活跃，这在很大程度上影响了地球深层和近地层储层之间的碳传输。研究发现，将二氧化碳和水封闭在合适的纳米多孔矿物中可能会提高地下碳储存的效率。它表明，在碳捕集与封存工作中，将二氧化碳与水一起在纳米封存下变成岩石提供了一种安全的方法，可以将碳永久地封存在地下，并且返回大气的风险很低。这些发现最近发表在国际学术期刊《自然通讯》上。"将二氧化碳溶于水是一个日常过程，但它的普遍性掩盖了它的重要性。它对地球的碳循环有很大的影响，它深深地影响着地质时期的全球气候变化和人类的能源消耗，"潘教授说。"这是理解极端条件下二氧化碳水溶液不寻常的物理和化学特性的重要一步。"以前的研究集中在散装溶液中的溶解碳的特性。但是在地球深处或地下碳储存中，水溶液通常被限制在地球材料的孔隙、晶界和裂缝中的纳米级，空间限制和界面化学可能使溶液有根本的不同。含碳流体可以深达数百公里，这是不可能直接观察到的。在实验上，在地球深处发现的极端压力-温度条件下测量它们也是非常具有挑战性的。潘教授是该大学物理学和化学的副教授。该团队还包括博士生NoreStolte和RuiHou。他们进行了模拟，以研究二氧化碳在水中的反应，在纳米封存中的反应。他们将由石墨烯（石墨的一个原子层）和stishovite（一种高压SiO2晶体）纳米密封的碳溶液与溶解在散装溶液中的碳溶液进行比较，发现二氧化碳在纳米密封中的反应比在散装中更大。这项研究为研究地球深处水中更复杂的碳反应铺平了道路，例如钻石的形成、非生物基因石油的起源，甚至是深层生命。作为研究的下一步，该团队希望探索碳是否会进一步反应形成更复杂的分子，如有机物。潘教授开发并应用计算和数值方法，从第一原理理解和预测液体、固体和纳米结构的特性和行为。在高性能超级计算机的帮助下，他的团队为与可持续发展相关的紧迫和基本科学问题寻求答案，如水科学、深层碳循环和清洁能源。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337767.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337767.htm

重新定义地球的时间轴：花粉研究揭示"人类世"的到来

重新定义地球的时间轴：花粉研究揭示"人类世"的到来研究人员确定，人类活动对环境的影响不亚于冰河时代末期的冰川退缩。科学家们对"人类世"（AnthropoceneEpoch）的争论由来已久。"人类世"是一个拟议的地质时间单位，与最近的历史时期相对应。它的特点是人类对地球产生了巨大的影响。我们生活在"人类世"吗？如果是的话，它又是从什么时候开始的呢？托莱多大学的特里莎-斯潘鲍尔（TrishaSpanbauer）博士和斯坦福大学的艾利森-斯泰格纳（M.AllisonStegner）博士在本月发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇研究文章中，为人类世的存在提供了论据。他们分析了自更新世末期以来北美洲植被变化的公开数据，得出结论认为，人类对地貌的影响不亚于冰河时期末期冰川的消退。环境科学系助理教授斯潘鲍尔说："作为一名古环境学家，我对过去能告诉我们什么是未来非常感兴趣。生物变化在过去一直被用来划分纪元，因此这项分析为我们提供了宝贵的背景资料，让我们了解我们今天所看到的变化在程度上是否与更新世纪和全新世纪之间的转变基本相似。"斯潘鲍尔和斯泰格纳利用了Neotoma古生态数据库，这是一个由社区编辑的多种古生态数据储存库。他们特别研究了来自北美湖泊的386个沉积物岩心记录中的花粉化石数据。沉积物岩芯是从湖底提取的样本，保存了沉积序列。斯潘鲍尔和斯泰格纳考虑了早在更新世晚期（约1.4万年前）采集的样本。他们根据七个指标对数据进行了分析：分类丰富度，即花粉物种的多样性；首次出现基准、最后出现基准以及分类群的短期增减，衡量物种在化石记录中出现和消失的频率；群落突变，指在样本中发现的物种。他们在250年的时间段内、在大陆和区域尺度上组织数据点，并纳入了年龄模型的不确定性，考虑了样本大小的差异，以得出保守的估计值。研究结果表明，过去几百年间的植被变化与上一个纪元过渡时期的植被变化相当，包括首次和最后一次出现的植被增加以及群落的突然变化。斯潘鲍尔说："这样一个数据库的强大之处在于，我们能够提出有关宏观生态变化的问题。科学家们已经记录了人类活动对单一物种和整个生物多样性的影响，但我们的研究将这些观察结果放到了更广阔的背景下。它表明生态系统的运作方式发生了变化，从而支持了新纪元的划分"。参考文献：《北美花粉记录为人类世的宏观生态变化提供了证据》，作者M.AllisonStegner和TrishaL.Spanbauer，2023年10月16日，《美国国家科学院院刊》。DOI:10.1073/pnas.2306815120编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404961.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404961.htm

新研究揭示人类祖先如何在气候变化中繁衍生息

新研究揭示人类祖先如何在气候变化中繁衍生息我们的祖先是随着时间的推移适应当地的环境变化，还是寻找食物资源多样化的更稳定的环境？人类的进化是更多地受到气候时间变化的影响，还是受到环境空间特征的影响？为了定量地检验这些有关人类进化和适应的基本假设，研究小组使用了三千多件年代久远的人类化石标本和考古遗址汇编，代表了六种不同的人类物种，并结合现实的气候和植被模型模拟，涵盖了过去三百万年的时间。科学家们的分析重点是生物群落--具有相似气候、植物和动物群落特征的地理区域（如热带草原、热带雨林或苔原）。"对于考古和人类学遗址以及相应的年代，我们从气候驱动的植被模型中提取了当地的生物群落类型。"韩国釜山国立大学IBS气候物理学中心的博士生、该研究的第一作者ElkeZeller说："这揭示了已灭绝的类人物种H.ergaster、H.habilis、H.erectus、H.heidelbergensis和H.neanderthalensis以及我们的直系祖先H.sapiens青睐哪些生物群落。"类人进化和适应各种植被类型的时间表。根据这项新的《科学》研究，适应性在智人属的地理扩张中发挥了关键作用。图片来源：ElkeZeller。本作品包括改编自HCRP-UR501和Sangiran17的图片（作者：Gerbil）、Bodo（作者：RyanSomma）和DakaHomo（作者：Cretan），以CCBY3.0和DNH-134（作者：Herries,A.I.R.等，Science2020）使用。据分析，科学家们发现早期的非洲族群更喜欢生活在开阔的环境中，如草原和干燥的灌木丛。大约在180万年前，直立人以及后来的海德堡人和尼安德塔人等类人猿迁徙到欧亚大陆，随着时间的推移，他们对其他生物群落有了更高的耐受性，包括温带森林和北方森林。该研究的合著者、意大利那不勒斯费德里科二世大学的PasqualeRaia教授说："为了作为森林居民生存下去，这些群体发展出了更先进的石器，很可能还发展出了社会技能。最终，智人于大约20万年前在非洲出现，并迅速成为各行各业的主人。我们的直系祖先具有机动性、灵活性和竞争力，与之前的任何物种都不同，他们能够在沙漠和苔原等恶劣环境中生存。"在进一步研究人类偏好的地貌特征时，科学家们发现早期人类的居住地明显集中在生物群落多样性增加的地区。这项研究的合著者、韩国IBS气候物理中心主任AxelTimmermann教授说："这意味着我们的祖先喜欢马赛克地貌，在附近拥有种类繁多的植物和动物资源。研究结果表明，生态系统多样性在人类进化过程中发挥了关键作用。"作者首次在大陆尺度上证明了人类对马赛克景观的偏好，并提出了一个新的多样性选择假说：智人物种，尤其是智人，具有利用异质生物群落的独特能力。ElkeZeller补充说："我们的分析表明，景观和植物多样性作为人类的选择要素以及社会文化发展的潜在驱动力，具有至关重要的意义。这项新的《科学》研究阐明了植被变化是如何影响人类生存的，为人类史前史和生存战略提供了前所未有的视角。"气候和植被模型模拟涵盖了地球过去300万年的历史，是在韩国速度最快的科学超级计算机之一Aleph上进行的。阿克塞尔-蒂默曼（AxelTimmermann）说："超级计算机正在成为进化生物学和人类学的关键工具。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371293.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371293.htm

新研究揭示地球淡水出现的时间比以前认为的早5亿年

新研究揭示地球淡水出现的时间比以前认为的早5亿年科廷大学（CurtinUniversity）领导的新研究发现，有证据表明，对生命至关重要的淡水是在大约40亿年前出现在地球上的，这比以前认为的要早一亿年。主要作者、科廷大学地球与行星科学学院兼职研究员、阿联酋哈利法大学助理教授哈迈德-加马勒迪恩（HamedGamaleldien）博士说，通过分析西澳大利亚中西部地区杰克山（JackHills）的古老晶体，研究人员将淡水出现的时间线推后到了地球形成后的几亿年。Gamaleldien博士说："我们能够确定水文循环起源的日期，水文循环是水在地球上流动的连续过程，对于维持生态系统和支持地球上的生命至关重要。通过研究矿物锆石微小晶体中的年龄和氧同位素，我们发现了远在40亿年前的异常轻同位素特征。这种轻的氧同位素通常是地球表面下几公里处的高温淡水改变岩石的结果。地球深处淡水的证据挑战了现有理论，即地球在40亿年前完全被海洋覆盖"。科廷大学的雨果-奥利鲁克（HugoOlierook）博士与一块来自西澳大利亚杰克山的岩石，其中包含本研究中分析的锆石晶体。资料来源：科廷大学研究报告的合著者、科廷大学地球和行星科学学院的雨果-奥利罗克博士说，这一发现对于了解地球是如何形成以及生命是如何出现的至关重要。"这一发现不仅揭示了地球的早期历史，还表明陆地和淡水在相对较短的时间内--地球形成后不到6亿年--为生命的繁衍创造了条件。标志着我们在了解地球早期历史方面迈出了重要一步，并为进一步探索生命起源打开了大门"。编译来源：ScitechDaily作者是科廷大学地球与行星科学学院地球动力学研究小组和矿物系统时间尺度小组以及约翰-德-莱特中心的成员。部分研究是利用约翰-德莱特中心大型几何离子微探针（LGIM）设施中的CAMECA1300HR3仪器完成的，该设施由AuScope（通过联邦国家合作研究基础设施战略）、西澳大利亚地质调查局和科廷大学资助。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435815.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435815.htm

新研究揭示人类对温度的敏感度远超过以往的想象

新研究揭示人类对温度的敏感度远超过以往的想象每个人在一对房间之间进行了120次比较，总共进行了3120次比较。数据分析显示，感知温差的平均阈值为0.92摄氏度。此外，所有参与者都表现出非常相似的温度敏感性。"巴蒂斯特尔说："这表明，这可能是我们这个物种与生俱来的特性。我们都对环境温度具有明显的敏感性，尽管我们并没有意识到这一点"。AndreaEccher，terraXcube技术员，在其中一个气候室中进行人类感知实验。图片来源：EuracResearch/AndreaDeGiovanni利用terraXcube研究人类感官能力的想法是特伦托大学CIMeC全职教授MassimilianoZampini的创意。这项研究的目标是找出我们对周围环境的感知能力。"只有这样，我们才能加深对环境如何影响我们的思维和行为方式的认识。从这个意义上说，这项研究符合"基础认知"的研究思路。根据这一科学理论，我们对周围环境的认知与我们对世界本身的感官知觉密不可分。换句话说，根据这一理论，当我们反思、试图回忆生活经历或接近周围环境时，我们的感官就会被激活，并影响我们的思维。研究结果对建筑物的供暖、通风和空调部门具有潜在影响。从能源可持续发展的角度来看，如果能够确定一个温度范围，让个人在其中保持舒适状态，同时减少建筑物的能源负荷，这对我们和地球都有好处，"Battistel的工作主管RiccardoParin解释说。连接小立方体四个气候室的走廊，小立方体是terraXcube所划分的三个环境模拟区之一。图片来源：Schirra/Giraldi"然而，在我们的研究中，我们并不关注参与者的热舒适度。事实上，我们目前更感兴趣的是，在温度高于或低于通常认为的舒适温度时，我们的感知会发生怎样的变化。我们将在未来的实验中研究这一点"，帕林总结道。"我们的基础设施可用于多个领域的研究。从服装到山区急救医疗，从汽车工业到气候变化，"terraXcube的负责人ChristianSteurer说。"在气候箱内进行人类心理研究的想法从一开始就吸引了我。现在，这个项目已经初见成效。我期待着下一步的发展"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415847.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415847.htm

深层地震揭示可能有一层特殊的流体岩石环抱着地球

深层地震揭示可能有一层特殊的流体岩石环抱着地球芝加哥大学的地球物理学家、该研究的主要作者SunyoungPark说："尽管地幔构成了地球的最大部分，但我们对它仍然有很多不了解。我们认为，通过使用这些深层地震作为探测这些问题的一种方式，我们可以学到更多的东西。"我们对我们脚下的地球仍然知之甚少，在越来越多的热量将钻头融化之前，人们设法向下挖掘的最远距离是大约7.5英里。因此，科学家们不得不利用地震波如何移动等线索来推断构成地球的不同层次，包括地壳、地幔和核心。阻碍科学家的一件事是对地幔层的粘性进行精确测量。地幔是地壳下面的一层。它是由岩石构成的，但是在这个深度的强烈温度和压力下，岩石实际上变得很粘稠--像蜂蜜或焦油一样缓慢流动。"我们想确切地知道地幔流动的速度，因为这影响着整个地球的演变--它影响着地球在多长时间内保留多少热量，以及地球的物质如何随着时间的推移而循环。"Park解释说。"但是我们目前的理解是非常有限的，包括很多的假设。"Park认为可能有一种独特的方法，通过研究非常深的地震的后果来获得对地幔属性的测量。我们在新闻中听到的大多数地震都是比较浅的，起源于地球的顶部地壳。但是，偶尔也有起源于地球深处的地震--在地表下450英里处。这些地震不像较浅的地震那样得到很好的研究，因为它们对人类居住区的破坏性不大。但是由于它们深入地幔，Park认为它们可能提供一种了解地幔行为的方法。Park和她的同事们研究了2018年发生在斐济海岸的一次特殊的此类地震。这次地震的震级为8.2级，但它是如此之深--350英里以下，距离太深以至于它没有造成任何重大损失或死亡。然而，在地震结束后，当科学家们仔细分析来自附近几个岛屿的GPS传感器的数据时，他们发现地球一直在因此移动。数据显示，在地震发生后的几个月里，地球仍在移动，在震荡后沉降。即使几年后，汤加仍在以每年约1厘米的速度缓慢下移。"你可以把它想象成一罐蜂蜜，在你用勺子蘸了它之后，它慢慢地恢复了水平--只不过这需要几年而不是几分钟，"Park说。这是对深层地震后的变形的第一次实实在在的观察；这种现象以前曾在浅层地震中被观察到，但专家们认为这种影响太小，对深层地震来说是无法观察到的。Park和她的同事利用这一观察结果来推断地幔的粘性。通过研究地球如何随着时间的推移而变形，他们发现了一个约50英里厚的地幔层的证据，它比地幔的其他部分粘性更小（即"更细"），位于上地幔层的底部。他们认为这个层可能围绕整个地球延伸。这个低粘度层可以解释地震学家的一些其他观察结果，这些观察结果表明有一些不怎么移动的"停滞不前"的岩石板，位于上地幔底部的相同深度。Park说："用模型重现这些特征一直很困难，但是这项研究中发现的薄弱层使它更容易做到这一点。"它还对地球如何随着时间的推移在地壳、地核和地幔之间传输热量、循环和混合材料产生了影响。"我们真的很兴奋，"Park说。"用这种技术还有很多东西可以发现。"该论文的其他合著者是加州理工学院的Jean-PhilippeAvouac和ZhanZhongwen以及意大利国家地球物理和火山研究所的AdrianoGualandi。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346055.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346055.htm