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目睹超级黑洞吞噬恒星
通过美国宇航局的“雨燕”望远镜,天文学家最近首次观察到来自超大质量黑洞的惊人宇宙喷流撕碎并吞噬恒星的场面。这种射流被称为“相对论性射流”,它们的长度可达数十万光年。大多数星系都有超大质量黑洞,黑洞中心的质量和大小为太阳的数万倍甚至数十亿倍,其产生的极其巨大的引力将黑洞周围的一切东西全部吸入洞中。
不久前,在“雨燕”探测到来自一片静谧太空的多个X射线暴后,天文学家分析认为,这些射线暴可能是一颗恒星在过于靠近黑洞时被撕碎后的残骸产生的,这个黑洞距离地球39亿光年。随着恒星坠入黑洞,它会被黑洞极强的潮汐力撕裂。气体被引入环绕黑洞旋转的吸积盘,迅速被加热至数百万摄氏度。盘中最里面的气体旋转着奔向黑洞,异常迅猛的运动和磁力在这里创生两个反向“漏斗”,一些粒子有可能通过“漏斗”逃逸。射流沿着黑洞的旋转轴形成,并以超过光速90%的速度驱动物质。对“雨燕”来说,其中一股射流恰好指向地球。对这次明亮闪耀的紫外光进行的化学分析显示,它来自于被吸入一个100万倍太阳大小的黑洞的物质。这个黑洞由于吞噬恒星,添加了质量,会变得更加威猛。
发现永恒钻石星
天文学家最近发现了一颗大质量恒星的残迹——比5倍地球还大的一颗巨型钻石,它环绕巨蛇座中距离地球大约4000光年的一颗脉动伴星——J1719-1438运行。天文学家注意到,来自J1719-1438的稳定能量脉冲定期性受到微小扰动,这表明它受到另一颗较小的环绕天体的引力拉动。通过测量扰动模式,天文学家估算出了第二颗星的距离和质量,并且发现它只剩下钻石内核。这颗钻石星原来的质量与太阳相当,但如今的质量只相当于地球。
由于钻石星从来都不够大,不能产生比碳重得多的元素,所以当它的较轻质量的氢和氦被剥离后,它就只剩下一个固态碳内核——钻石。因受到极大压力,这些碳呈密实的晶体状结构,比地球上的钻石密度高得多。这个双星系统目前很稳定,可能几十亿年都不会改变。
陨星撞地带来金子
一项新研究暗示,大约39亿年前,陨星对地球的狂轰滥炸为今天的我们送来了金和铂等珍稀金属。像金、铂、镍、钨和铱之类的金属会被铁吸引,而铁正是地核的主要元素。当地球作为一团熔融物质刚刚形成时,所有这些元素都迁徙到了地核,在地球外层中应该没有这些金属。但事实是,地壳中掺有这些元素。最新研究认为,38亿-40亿年前,地球遭到陨星的频繁撞击,正是陨星给地壳(也就是给我们)带来了这些璀璨的宝贵金属。随着时间推移,这些元素融入现代地幔中。
上述观点得到对月球表面陨击坑研究成果的支持。这些陨击坑的形成可回溯到同一时期,暗示月球当时也遭受了大量轰炸。
海水升温,南极海冰却增加
北极海冰一直都在减少,而南极海冰自1985年以来却以每10年近2%的速度增加。这是为什么?最近科学家提出一种新观点:随着海洋暖化,被深层洋流带到南极洲深层海水的热量令冰架底部融化,海冰的融化给海洋带来了寒冷的淡水。这种淡水由于密度小于海水,一直漂浮在洋面并很容易冻结,因此在南极洲附近洋面上形成了越来越多的海冰。
之前对南极海冰增加的一种理论认为,南极洲周围的强风使该地区变冷,导致更多海冰出现。科学家现在认为新理论或许更可信。两极的地理差异也有助于解释为什么在南极海冰增加的同时北极海冰却在减少。南极海冰是沿着南极洲周边形成的,有更多空间生长,而北极海冰完全被陆地包围。不过,上述新观点虽然诱人但尚待测试,例如目前还没办法了解融化的冰架究竟向南大洋倾倒了多少冷水。
发现“咖啡因海”
科学家最近发现,美国俄勒冈州太平洋海域的海水中的咖啡因浓度居然比较高。这是人类废物中的污染物进入天然水系统的又一个证据。此前科学家已发现了咖啡因进入淡水的许多证据,科学家相信水系统中还存在其他不少未被研究过的污染物。迄今已发现的水系统中的污染物包括药物、激素、清洗剂、芳香剂甚至人造甜味剂等。受到它们影响的海洋生态系统可能会反过来影响人体健康,从而形成恶性循环。之前科学家发现,进入湖水中的雌激素会造成野生鱼群崩溃。而现在他们发现,海水中的咖啡因会对潮间贝类造成影响,使它们产生专业化的蛋白质来应对环境压力。至于咖啡因最终会怎样影响水生态,还有待进一步的观察。
雨水的芬芳气味
长时间干旱后下了第一场暴雨,走出户外的你是否闻到了雨的甜美、清新?
科学家早在1964年就开始研究雨的芬芳。他们发现,雨的气味主要是由一些植物在干燥期分泌的油脂化合物的气味混合而成的。久旱逢甘霖,此前积聚在干燥岩石和土壤中的植物油脂和雨水混合,产生气味并释放到空气中。科学家推测,植物产生这些油脂是为了限制在于燥期对稀缺水源的竞争,因为油脂可抑制种子发芽。
这些通过空气传播的油脂与其他化合物结合,从而产生特殊的气味,尤其是在潮湿的林地。土壤中的放线菌喜欢潮湿的条件,它们在干燥期产生孢子,同时分泌一种常见的化合物——土臭味素。孢子聚集在土壤里,当雨水击打地面时,孢子被送到空中,土臭味素则被潮湿的空气传进人的鼻孔。在大旱过后的第一场大雨后,土臭味素的气味非常明显。对人来说,这种气味不仅不臭,反而如麝香般好闻。研究表明,人的鼻子对土臭味素特别敏感。
臭氧(由三个氧原子结合在一起形成的分子)在雨(特别是在雷雨后)的气味中也起了作用。大气层中的氧分子和氮分子的电荷被闪电撕裂后结合生成氧化氮,氧化氮与大气层中的其他化合物反应形成臭氧。臭氧在高处能被传送到很远的距离,所以有时你甚至能在风暴来临前便闻到空气中的臭氧气味(刺鼻,有点像氯)。
这里还有一个更深层次的问题:人为什么喜欢雨的气味?一些科学家猜测这是进化的结果。例如,澳大利亚的一个土著部落的人们会把雨的气味和绿色联系在一起,这暗示他们把雨、植物生长和猎物联系在了起来。可以想象,原始人也会做类似的联想。 神奇的盐滩
天然盐滩一般是指发现于沙漠中的被盐和其他矿物质覆盖、通常在阳光下闪亮发白的大片开阔地。盐滩是在水聚集和蒸发的地方形成的。如果不是在沙漠中,盐滩也可以是一座湖或一个池塘——水的蒸发速度赶不上沉降速度。如果水不能流进土壤中,它就会留在表面蒸发,并剩下矿物质(从水中溶解的盐离子沉积而来)。经过成千上万年,这些矿物质(通常是盐)就会累积在地表。它们反射太阳的光线,所以看上去通常是白色的。
盐滩具有一定的危险性:盐壳下可能隐藏有泥沼,会吞没车或人。撒哈拉沙漠东部著名的盖塔拉洼地(也是盐滩)上就有许多这样的陷阱,它们在第二次世界大战中被作为战略性屏障。
玻利维亚的乌尤尼盐滩是世界上最大的盐滩,含有全球锂藏量的50%~70%。下面用图片形式介绍乌尤尼盐滩。
水仙花为什么有“喇叭”
水仙花是少有的几种有副花冠(俗称“喇叭”)的植物之一。新研究暗示,水仙花的“喇叭”并不是先前所认为的是花瓣的延伸,而是在基因上与雄蕊(制造花粉的繁殖器官)更接近的一种不同的器官。科学家通过研究水仙花的发育,发现“喇叭”是在花的其余部分都出现后才开始形成的,这显示“喇叭”并非是花瓣或雄蕊的直接改良,而是独立的器官。
来自“地狱”的蛔虫
科学家最近宣布,通过过滤来自钻孔中的水,他们在地下1300米深处的南非贝阿翠丝金矿中发现了四种线虫(蛔虫),其中包括一种新发现的线虫。这种线虫被取名为“地狱线虫”,长0.5毫米,以生长于温暖矿壁上的细菌膜为食。“地狱线虫”的大小是其所吃细菌的100万倍,而地下1300米的温度在37℃左右,超过大多数陆地线虫能够忍耐的最高温度。在南非另一座矿井的地下3600米深度,科学家也取到了另一种未知线虫的DNA,那里的温度高达48℃左右。
科学家在实验室里培养“地狱线虫”,结果发现它们更青睐矿井中原生的细菌,这暗示“地狱线虫”早已适应矿井环境。不过,“地狱线虫”可能原本发源于地面,后来到了地下,经过一些基因改良后在“地狱”中生存下来。这些线虫还提示人们:在与地球上的“地狱”类似的外星环境中,是否也存在生命呢?
有750条腿的虫
发现于1928年、如今被认为已灭绝的一种千足虫——伊拉克姆千足虫,不久前在美国加利福尼亚州被重新发现。这种身长仅3厘米的虫子的雌性竟然有多达750条腿(雄性有超过550条腿),被认为是世界上腿最多的虫子。事实上,其他大多数千足虫都只有80到100条腿。伊拉克姆千足虫还有一个不同寻常之处——它们能用覆盖自己背部的长毛纺丝制作“衣服”,目的可能是为了更好地附着在岩石底面。由于它们生活在地下,所以腿上进化出了爪子以适应挖洞和攀附在地下岩石上。它们的惊人解剖结构还包括:相对于身体大小而言很大的触角(用来在黑暗中探路);锯齿状并且透明的外骨骼。与其他千足虫不同的是,伊拉克姆千足虫的口器结构特殊,适于穿透和吸食植物组织。科学家说,“千足虫”这个名字名不副实,因为迄今还未发现有1000条腿的千足虫。
敢吃毒蟾蜍的蜥蜴
在澳大利亚东部地区,生长着一种有毒植物——梅花草。科学家最近发现,生活在该地区的适应了梅花草毒素的蓝舌蜥蜴对毒蟾蜍毒素(两者的毒素几乎完全相同)也拥有了免疫力,从而让毒蟾蜍也上了蓝舌蜥蜴的“食谱”。而在澳大利亚其他地区,当这种原生于中美洲和南美洲的蟾蜍到达后,作为杂食动物的蓝舌蜥蜴的数量剧减(它们被自己吃下的毒蟾蜍害死)。梅花草原生于马达加斯加,作为装饰性植物被引入澳大利亚,但它们成功逃离花园苗圃,如今已成为昆士兰州和新南威尔士州的入侵物种。它们的入侵先于毒蟾蜍,这使得一些地区的蜥蜴有机会在毒蟾蜍到达之前就进化出了对蟾蜍毒素的抵抗力。
奇特的双面猫
2012年,一只名叫“维纳斯”的双面猫在美国大出风头:它的一半张脸为纯黑色、绿眼睛,另一半张脸却是典型的橘色猫斑和蓝眼睛。就连生物学家都说没见过这么奇特的猫。有些报道说“维纳斯”是“嵌合体”——同时拥有两套DNA(由于两个胚胎嵌合造成的)。大多数雄性龟斑猫就是嵌合体。但是,“维纳斯”清晰的橘色斑纹和黑色毛皮表明,它有一个多余的x染色体,这意味着它不一定是嵌合体。如果“维纳斯”真的不是嵌合体,那么怎样解释它的双面呢?生物学家认为这纯属偶然:在它的一半张脸上,或许所有细胞里的黑色素都被随机激活;而在另一半张脸上,橘红色素被激活。此外,这两半张脸在猫的发育过程中完美结合于身体的中线上。同样奇特的是“维纳斯”的那只蓝眼睛。猫眼一般都是绿色或黄色的,而非蓝色。蓝眼猫通常见于暹罗猫,或者身上有很多白色的猫。“维纳斯”看来只在胸部有一块白斑,不足以解释它的那只蓝眼睛。总之,在得到基因检测结果之前是不可能破解这只双面猫的奥秘的。
发现1400万年前的生命
俄罗斯科学家最近宣布,在排除一切污染可能,并进行世界数据库比对后,他们可能已发现了在南极冰下湖——沃斯托克湖中冰封了1400万年的、前所未知的新生命形式。沃斯托克湖位于3700米厚的冰层下,科学家在确保无污染的情况下钻取了这座湖的水样。水样中新发现的生命形式尚待进一步分析和确认。科学家说,这座漆黑的冰下湖不仅能让我们窥探冰期以前的地球,而且有可能为外星生命提供线索。
北极熊胖者生存
科学家过去10年来一直在跟踪研究西哈德逊湾的北极熊。这里的海冰几乎每个夏季都完全融化,11月底~12月初重新冰封。这对冰上掠食者北极熊提出了严峻挑战。虽然北极熊是游泳健将,但它们利用海冰旅行、捕猎、交配和休息。
北极熊适应海冰消失的办法,就是每年夏季迁往陆地。在陆地上,北极熊无法捕食海豹,必须依赖体内储存的脂肪生存,一直等到海冰回归。因此,对北极熊来说,胖者生存。
灭绝蛙胚胎克隆成功
1983年,胃育蛙灭绝。这种奇特的蛙会吞下自己的卵子,在胃里孵化幼蛙,然后从嘴里吐出。20世纪70年代,科学家采集胃育蛙的组织并深度冻结了40年。在过去5年里,科学家经过反复实验,从这些组织中成功地提取了卵细胞核。然后,他们提取一种与胃育蛙关系遥远的蛙的新鲜卵子,灭活卵细胞核,代之以来自胃育蛙已经死亡的卵细胞核。其中一些卵子立即开始分裂,并且生长到了早期胚胎阶段。尽管这些胚胎都只活了几天,但基因测试证实分裂的细胞中包含来自胃育蛙的基因材料。科学家相信,在克服一些技术障碍后,未来一定能克隆出已灭绝的胃育蛙,克隆出猛犸象也并非不可能。 鸡蛋清或有助于降血压
中国科学家最近宣布,他们发现吃鸡蛋清可能有助于降低血压。科学家发现,鸡蛋清中的一种缩氨酸(蛋白质的短短片段)的降压功效堪比常用药物卡托普利。老鼠实验已经证明了这种缩氨酸的降压作用,人体试验即将展开。一个好消息是,这种缩氨酸不怕烹煮,因此在服药的同时进行鸡蛋清食疗是一个好办法。鸡蛋因胆固醇含量高而常常被描述为不利于健康,但这一研究暗示,鸡蛋其实有良好的健康作用。
穿裙子能给人成功印象
一项新研究发现,与穿裤子的女性相比,穿裙子的女性通常被认为事业更成功。研究还发现,穿裙子和夹克的女性被普遍认为更自信、收入更高、更容易适应环境。虽然强势女性如美国国务卿希拉里和德国总理默克尔等喜欢穿裤子(她们都给人雄心勃勃和成功的印象),但对大众而言,女性穿裙子能给人以更正面的第一印象。之前的一些研究暗示穿中性服装的女性通常被认为职业地位更高,而新研究则认为穿女性服装的女性仍会给人以自信和成功的感觉。看来,裙装能平衡职业能力与吸引力。就男性而言,与在高档时装店买非定做服装来穿的人相比,穿定做服装者被认为有更好的个性。哪怕两者穿着相同面料的服装,后者仍被认为更自信、更成功、更能赚钱、个性更灵活。
吃鱼或可降低死亡率
一项新的跨国大型研究表明,血液中欧米伽-3脂肪酸(来自于多脂鱼和海产品)含量高的老人的总体死亡率降低27%,心脏病死亡率降低35%,平均寿命延长2.2年。尽管吃鱼长期以来一直被认为是一种健康饮食,但此前很少有研究把欧米伽-3和老年人的死亡率联系起来。
饥饿感或可防老年痴呆
一项在老鼠身上进行的新研究发现,饥饿感或能预防老年痴呆。这项研究暗示,轻微的饥饿感以及相关的激素通道可能与“限制热量”同样重要。所谓限制热量,是指摄入的热量要低于平均值,但不能少到营养不良的程度。对许多物种的研究暗示,限制热量或许有助于预防神经退行性疾病并延长寿命。不过,这种效果尚未在人类身上得到证实。
中国比欧洲先与东非贸易
考古学家最近在肯尼亚的曼达岛上发现了一枚600年前的中国硬币,这改写了世界贸易历史——并非是欧洲人而是中国人先与非洲东部进行贸易。新发现的这枚铜币上有正方形的孔,可以把多枚铜钱串在一起。科学家说,这种铜币由明朝的永乐皇帝(1403~1425在位)御准发行,铜币上铸有他的名字。北京的紫禁城是由永乐皇帝开始建造的。他还派出大将郑和旅行于印度洋沿岸。虽然科学家知道非洲与世界其他地方一直有联系,但这枚铜钱对于研究中国与印度洋国家之间的交流颇有启发性。
冰人奥兹患有多种牙病
科学家最近首次对新石器时代冰尸——冰人奥兹的牙齿进行了检查。CT扫描数据表明,奥兹患有牙周炎、龋齿和事故引起的牙齿损伤等多种牙病,而这些牙病在现代人身上也很常见。
生活在公元前3300年左右的奥兹可能很少洁牙,但他吃的粗糙饮食对他的牙齿起到了很好的自洁作用。今天的牙周炎主要与心血管疾病有关,而奥兹也表现出与牙周炎有关的血管钙化,但这对他来说主要是由遗传决定的。
奥兹的龋齿源自他吃的高淀粉食物,例如面包和谷物粥,这类食物在农业崛起的新石器时代比较常见。此外,这些食物因含有污染物和手推石磨的摩擦脱落物而十分粗糙,这对奥兹牙齿的磨损显然起了作用。至于他所患的与外伤有关的牙病和身体其他损伤,则证明了当时生活的艰难。
冰人奥兹的尸骸发现于1991年,是世界上最古老的湿尸。自发现以来,科学家已对它进行过多次检查。例如,2007年的检查发现奥兹的死亡原因可能是体内大出血。
雌恐鸟为什么大得多?
恐鸟是大型不飞鸟。直到大约700年前,多种恐鸟生活在新西兰的森林里、草地上和群山中。当第一批波利尼西亚人到来后,这些大鸟很快就灭绝了。科学家发现,雌性恐鸟的个头是雄鸟的两倍大。这是为什么?最新研究发现,缺乏大型陆地哺乳动物如大象、野牛和羚羊等,使得新西兰鸟类长大个头来填补这些大型食草动物的生态龛。恐鸟不仅进化到了大得惊人的地步,而且它们祖先的雌雄大小差异也随着时间推移而自然放大。这就是雌鸟个头比雄鸟大一倍(雌鸟体重达200千克)的原因,而与环境压力无关。事实上,虽然雌鸟通常都比雄鸟个头小,但也有一些鸟(例如走鸟类)——包括鸸鹋和食火鸡等大型鸟的雌鸟比雄鸟魁梧得多。
大象曾经只有老鼠那么大
运用化石和活体样本,科学家最近计算出了28个不同的哺乳动物种群在过去6500万年中的生长速率。结果发现,哺乳动物至少要经过160万代,个头才能增加100倍,增加1000倍要经过500万代,增加5000倍则要经过大约1000万代。以大象为例,从老鼠大小变到现在的个头,经过了漫长的2400万代。这项研究发现,在陆生哺乳动物中,奇蹄目(例如马和犀牛)的个头增加速度最快,灵长类则最慢。为什么会这样?这还是一个谜。在所有哺乳动物中,鲸类个头膨胀速度最快,只经过了大约300万代,就增加了1000倍,这可能是因为它们的体重得到了水的浮力支撑,不然的话,它们的内脏就会被自身体重压扁。
壮观的宇宙①
“猫掌星云”的恒星诞生“婴儿潮”
大多数天文观察者对于猎户座星云都不陌生,那是离我们地球最近的恒星诞生地之一。尽管它是一些天文业余爱好者安装在家中后院里的望远镜最好的观察对象,但猎户座星云远非银河系中诞生恒星最多的区域。只要与许多更为壮观的“恒星托儿所”相比较,就能看出其中的巨大差别。例如,巨大的猫掌星云,也称NGC 6334星云,就正在经历一个恒星诞生的“婴儿潮”。
NGC 6334正在以比猎户座快得多的速度大量诞生新的恒星,其速度之迅猛可称得上大爆发。NGC 6334星云中包含有形成20万颗恒星的星尘物质,正在汇聚形成新的恒星,有些恒星的质量是太阳的30至40倍。NGC6334星云内的数万颗恒星都是最近新形成的,其中2000多颗恒星还处于幼年期,仍然还被包裹在星际尘埃之“茧”中。这些恒星中的大多数都成堆地紧密聚集在一起,互相之间的间隔仅为太阳与其他恒星“邻居”距离的1/1000。NGC 6334星云爆发恒星“婴儿潮”的原因目前尚不清楚。一般认为,两个触发因素有可能引发恒星形成大爆发:一个是受附近超新星爆发的波及,一个是星系碰撞造成的星云压缩和扰动。但是,NGC 6334星云的恒星大爆发显然不属于其中任何一种。
这也正是天文学家对神秘的NGC 6334星云感兴趣的原因之一。恒星快速形成现象往往出现在一些星光明亮的星暴星系内(如触角星系)。因为NGC 6334星云距离我们相对较近,天文学家可以探测到星云的许多细节,甚至可以计算出其中许多恒星的类型与年龄。星群爆发时可照亮早期宇宙的星系,给天文学家提供观察研究的机会。
可以想象,在不久的未来,NGC 6334将像昴宿星团的聚星团一样,布满成千上万的恒星。遗憾的是。由于它与地球的距离约5500光年,是昴宿星团的10倍以上,而且它所在的区域还有许多星际尘埃遮挡,所以从地球望远镜里望出去,它不像昴宿星团那么清晰。天蝎星座中的NGC 6334星云占据了约50光年的空间。在天空中看上去比满月略大一些。
通过美国宇航局的“雨燕”望远镜,天文学家最近首次观察到来自超大质量黑洞的惊人宇宙喷流撕碎并吞噬恒星的场面。这种射流被称为“相对论性射流”,它们的长度可达数十万光年。大多数星系都有超大质量黑洞,黑洞中心的质量和大小为太阳的数万倍甚至数十亿倍,其产生的极其巨大的引力将黑洞周围的一切东西全部吸入洞中。
不久前,在“雨燕”探测到来自一片静谧太空的多个X射线暴后,天文学家分析认为,这些射线暴可能是一颗恒星在过于靠近黑洞时被撕碎后的残骸产生的,这个黑洞距离地球39亿光年。随着恒星坠入黑洞,它会被黑洞极强的潮汐力撕裂。气体被引入环绕黑洞旋转的吸积盘,迅速被加热至数百万摄氏度。盘中最里面的气体旋转着奔向黑洞,异常迅猛的运动和磁力在这里创生两个反向“漏斗”,一些粒子有可能通过“漏斗”逃逸。射流沿着黑洞的旋转轴形成,并以超过光速90%的速度驱动物质。对“雨燕”来说,其中一股射流恰好指向地球。对这次明亮闪耀的紫外光进行的化学分析显示,它来自于被吸入一个100万倍太阳大小的黑洞的物质。这个黑洞由于吞噬恒星,添加了质量,会变得更加威猛。
发现永恒钻石星
天文学家最近发现了一颗大质量恒星的残迹——比5倍地球还大的一颗巨型钻石,它环绕巨蛇座中距离地球大约4000光年的一颗脉动伴星——J1719-1438运行。天文学家注意到,来自J1719-1438的稳定能量脉冲定期性受到微小扰动,这表明它受到另一颗较小的环绕天体的引力拉动。通过测量扰动模式,天文学家估算出了第二颗星的距离和质量,并且发现它只剩下钻石内核。这颗钻石星原来的质量与太阳相当,但如今的质量只相当于地球。
由于钻石星从来都不够大,不能产生比碳重得多的元素,所以当它的较轻质量的氢和氦被剥离后,它就只剩下一个固态碳内核——钻石。因受到极大压力,这些碳呈密实的晶体状结构,比地球上的钻石密度高得多。这个双星系统目前很稳定,可能几十亿年都不会改变。
陨星撞地带来金子
一项新研究暗示,大约39亿年前,陨星对地球的狂轰滥炸为今天的我们送来了金和铂等珍稀金属。像金、铂、镍、钨和铱之类的金属会被铁吸引,而铁正是地核的主要元素。当地球作为一团熔融物质刚刚形成时,所有这些元素都迁徙到了地核,在地球外层中应该没有这些金属。但事实是,地壳中掺有这些元素。最新研究认为,38亿-40亿年前,地球遭到陨星的频繁撞击,正是陨星给地壳(也就是给我们)带来了这些璀璨的宝贵金属。随着时间推移,这些元素融入现代地幔中。
上述观点得到对月球表面陨击坑研究成果的支持。这些陨击坑的形成可回溯到同一时期,暗示月球当时也遭受了大量轰炸。
海水升温,南极海冰却增加
北极海冰一直都在减少,而南极海冰自1985年以来却以每10年近2%的速度增加。这是为什么?最近科学家提出一种新观点:随着海洋暖化,被深层洋流带到南极洲深层海水的热量令冰架底部融化,海冰的融化给海洋带来了寒冷的淡水。这种淡水由于密度小于海水,一直漂浮在洋面并很容易冻结,因此在南极洲附近洋面上形成了越来越多的海冰。
之前对南极海冰增加的一种理论认为,南极洲周围的强风使该地区变冷,导致更多海冰出现。科学家现在认为新理论或许更可信。两极的地理差异也有助于解释为什么在南极海冰增加的同时北极海冰却在减少。南极海冰是沿着南极洲周边形成的,有更多空间生长,而北极海冰完全被陆地包围。不过,上述新观点虽然诱人但尚待测试,例如目前还没办法了解融化的冰架究竟向南大洋倾倒了多少冷水。
发现“咖啡因海”
科学家最近发现,美国俄勒冈州太平洋海域的海水中的咖啡因浓度居然比较高。这是人类废物中的污染物进入天然水系统的又一个证据。此前科学家已发现了咖啡因进入淡水的许多证据,科学家相信水系统中还存在其他不少未被研究过的污染物。迄今已发现的水系统中的污染物包括药物、激素、清洗剂、芳香剂甚至人造甜味剂等。受到它们影响的海洋生态系统可能会反过来影响人体健康,从而形成恶性循环。之前科学家发现,进入湖水中的雌激素会造成野生鱼群崩溃。而现在他们发现,海水中的咖啡因会对潮间贝类造成影响,使它们产生专业化的蛋白质来应对环境压力。至于咖啡因最终会怎样影响水生态,还有待进一步的观察。
雨水的芬芳气味
长时间干旱后下了第一场暴雨,走出户外的你是否闻到了雨的甜美、清新?
科学家早在1964年就开始研究雨的芬芳。他们发现,雨的气味主要是由一些植物在干燥期分泌的油脂化合物的气味混合而成的。久旱逢甘霖,此前积聚在干燥岩石和土壤中的植物油脂和雨水混合,产生气味并释放到空气中。科学家推测,植物产生这些油脂是为了限制在于燥期对稀缺水源的竞争,因为油脂可抑制种子发芽。
这些通过空气传播的油脂与其他化合物结合,从而产生特殊的气味,尤其是在潮湿的林地。土壤中的放线菌喜欢潮湿的条件,它们在干燥期产生孢子,同时分泌一种常见的化合物——土臭味素。孢子聚集在土壤里,当雨水击打地面时,孢子被送到空中,土臭味素则被潮湿的空气传进人的鼻孔。在大旱过后的第一场大雨后,土臭味素的气味非常明显。对人来说,这种气味不仅不臭,反而如麝香般好闻。研究表明,人的鼻子对土臭味素特别敏感。
臭氧(由三个氧原子结合在一起形成的分子)在雨(特别是在雷雨后)的气味中也起了作用。大气层中的氧分子和氮分子的电荷被闪电撕裂后结合生成氧化氮,氧化氮与大气层中的其他化合物反应形成臭氧。臭氧在高处能被传送到很远的距离,所以有时你甚至能在风暴来临前便闻到空气中的臭氧气味(刺鼻,有点像氯)。
这里还有一个更深层次的问题:人为什么喜欢雨的气味?一些科学家猜测这是进化的结果。例如,澳大利亚的一个土著部落的人们会把雨的气味和绿色联系在一起,这暗示他们把雨、植物生长和猎物联系在了起来。可以想象,原始人也会做类似的联想。 神奇的盐滩
天然盐滩一般是指发现于沙漠中的被盐和其他矿物质覆盖、通常在阳光下闪亮发白的大片开阔地。盐滩是在水聚集和蒸发的地方形成的。如果不是在沙漠中,盐滩也可以是一座湖或一个池塘——水的蒸发速度赶不上沉降速度。如果水不能流进土壤中,它就会留在表面蒸发,并剩下矿物质(从水中溶解的盐离子沉积而来)。经过成千上万年,这些矿物质(通常是盐)就会累积在地表。它们反射太阳的光线,所以看上去通常是白色的。
盐滩具有一定的危险性:盐壳下可能隐藏有泥沼,会吞没车或人。撒哈拉沙漠东部著名的盖塔拉洼地(也是盐滩)上就有许多这样的陷阱,它们在第二次世界大战中被作为战略性屏障。
玻利维亚的乌尤尼盐滩是世界上最大的盐滩,含有全球锂藏量的50%~70%。下面用图片形式介绍乌尤尼盐滩。
水仙花为什么有“喇叭”
水仙花是少有的几种有副花冠(俗称“喇叭”)的植物之一。新研究暗示,水仙花的“喇叭”并不是先前所认为的是花瓣的延伸,而是在基因上与雄蕊(制造花粉的繁殖器官)更接近的一种不同的器官。科学家通过研究水仙花的发育,发现“喇叭”是在花的其余部分都出现后才开始形成的,这显示“喇叭”并非是花瓣或雄蕊的直接改良,而是独立的器官。
来自“地狱”的蛔虫
科学家最近宣布,通过过滤来自钻孔中的水,他们在地下1300米深处的南非贝阿翠丝金矿中发现了四种线虫(蛔虫),其中包括一种新发现的线虫。这种线虫被取名为“地狱线虫”,长0.5毫米,以生长于温暖矿壁上的细菌膜为食。“地狱线虫”的大小是其所吃细菌的100万倍,而地下1300米的温度在37℃左右,超过大多数陆地线虫能够忍耐的最高温度。在南非另一座矿井的地下3600米深度,科学家也取到了另一种未知线虫的DNA,那里的温度高达48℃左右。
科学家在实验室里培养“地狱线虫”,结果发现它们更青睐矿井中原生的细菌,这暗示“地狱线虫”早已适应矿井环境。不过,“地狱线虫”可能原本发源于地面,后来到了地下,经过一些基因改良后在“地狱”中生存下来。这些线虫还提示人们:在与地球上的“地狱”类似的外星环境中,是否也存在生命呢?
有750条腿的虫
发现于1928年、如今被认为已灭绝的一种千足虫——伊拉克姆千足虫,不久前在美国加利福尼亚州被重新发现。这种身长仅3厘米的虫子的雌性竟然有多达750条腿(雄性有超过550条腿),被认为是世界上腿最多的虫子。事实上,其他大多数千足虫都只有80到100条腿。伊拉克姆千足虫还有一个不同寻常之处——它们能用覆盖自己背部的长毛纺丝制作“衣服”,目的可能是为了更好地附着在岩石底面。由于它们生活在地下,所以腿上进化出了爪子以适应挖洞和攀附在地下岩石上。它们的惊人解剖结构还包括:相对于身体大小而言很大的触角(用来在黑暗中探路);锯齿状并且透明的外骨骼。与其他千足虫不同的是,伊拉克姆千足虫的口器结构特殊,适于穿透和吸食植物组织。科学家说,“千足虫”这个名字名不副实,因为迄今还未发现有1000条腿的千足虫。
敢吃毒蟾蜍的蜥蜴
在澳大利亚东部地区,生长着一种有毒植物——梅花草。科学家最近发现,生活在该地区的适应了梅花草毒素的蓝舌蜥蜴对毒蟾蜍毒素(两者的毒素几乎完全相同)也拥有了免疫力,从而让毒蟾蜍也上了蓝舌蜥蜴的“食谱”。而在澳大利亚其他地区,当这种原生于中美洲和南美洲的蟾蜍到达后,作为杂食动物的蓝舌蜥蜴的数量剧减(它们被自己吃下的毒蟾蜍害死)。梅花草原生于马达加斯加,作为装饰性植物被引入澳大利亚,但它们成功逃离花园苗圃,如今已成为昆士兰州和新南威尔士州的入侵物种。它们的入侵先于毒蟾蜍,这使得一些地区的蜥蜴有机会在毒蟾蜍到达之前就进化出了对蟾蜍毒素的抵抗力。
奇特的双面猫
2012年,一只名叫“维纳斯”的双面猫在美国大出风头:它的一半张脸为纯黑色、绿眼睛,另一半张脸却是典型的橘色猫斑和蓝眼睛。就连生物学家都说没见过这么奇特的猫。有些报道说“维纳斯”是“嵌合体”——同时拥有两套DNA(由于两个胚胎嵌合造成的)。大多数雄性龟斑猫就是嵌合体。但是,“维纳斯”清晰的橘色斑纹和黑色毛皮表明,它有一个多余的x染色体,这意味着它不一定是嵌合体。如果“维纳斯”真的不是嵌合体,那么怎样解释它的双面呢?生物学家认为这纯属偶然:在它的一半张脸上,或许所有细胞里的黑色素都被随机激活;而在另一半张脸上,橘红色素被激活。此外,这两半张脸在猫的发育过程中完美结合于身体的中线上。同样奇特的是“维纳斯”的那只蓝眼睛。猫眼一般都是绿色或黄色的,而非蓝色。蓝眼猫通常见于暹罗猫,或者身上有很多白色的猫。“维纳斯”看来只在胸部有一块白斑,不足以解释它的那只蓝眼睛。总之,在得到基因检测结果之前是不可能破解这只双面猫的奥秘的。
发现1400万年前的生命
俄罗斯科学家最近宣布,在排除一切污染可能,并进行世界数据库比对后,他们可能已发现了在南极冰下湖——沃斯托克湖中冰封了1400万年的、前所未知的新生命形式。沃斯托克湖位于3700米厚的冰层下,科学家在确保无污染的情况下钻取了这座湖的水样。水样中新发现的生命形式尚待进一步分析和确认。科学家说,这座漆黑的冰下湖不仅能让我们窥探冰期以前的地球,而且有可能为外星生命提供线索。
北极熊胖者生存
科学家过去10年来一直在跟踪研究西哈德逊湾的北极熊。这里的海冰几乎每个夏季都完全融化,11月底~12月初重新冰封。这对冰上掠食者北极熊提出了严峻挑战。虽然北极熊是游泳健将,但它们利用海冰旅行、捕猎、交配和休息。
北极熊适应海冰消失的办法,就是每年夏季迁往陆地。在陆地上,北极熊无法捕食海豹,必须依赖体内储存的脂肪生存,一直等到海冰回归。因此,对北极熊来说,胖者生存。
灭绝蛙胚胎克隆成功
1983年,胃育蛙灭绝。这种奇特的蛙会吞下自己的卵子,在胃里孵化幼蛙,然后从嘴里吐出。20世纪70年代,科学家采集胃育蛙的组织并深度冻结了40年。在过去5年里,科学家经过反复实验,从这些组织中成功地提取了卵细胞核。然后,他们提取一种与胃育蛙关系遥远的蛙的新鲜卵子,灭活卵细胞核,代之以来自胃育蛙已经死亡的卵细胞核。其中一些卵子立即开始分裂,并且生长到了早期胚胎阶段。尽管这些胚胎都只活了几天,但基因测试证实分裂的细胞中包含来自胃育蛙的基因材料。科学家相信,在克服一些技术障碍后,未来一定能克隆出已灭绝的胃育蛙,克隆出猛犸象也并非不可能。 鸡蛋清或有助于降血压
中国科学家最近宣布,他们发现吃鸡蛋清可能有助于降低血压。科学家发现,鸡蛋清中的一种缩氨酸(蛋白质的短短片段)的降压功效堪比常用药物卡托普利。老鼠实验已经证明了这种缩氨酸的降压作用,人体试验即将展开。一个好消息是,这种缩氨酸不怕烹煮,因此在服药的同时进行鸡蛋清食疗是一个好办法。鸡蛋因胆固醇含量高而常常被描述为不利于健康,但这一研究暗示,鸡蛋其实有良好的健康作用。
穿裙子能给人成功印象
一项新研究发现,与穿裤子的女性相比,穿裙子的女性通常被认为事业更成功。研究还发现,穿裙子和夹克的女性被普遍认为更自信、收入更高、更容易适应环境。虽然强势女性如美国国务卿希拉里和德国总理默克尔等喜欢穿裤子(她们都给人雄心勃勃和成功的印象),但对大众而言,女性穿裙子能给人以更正面的第一印象。之前的一些研究暗示穿中性服装的女性通常被认为职业地位更高,而新研究则认为穿女性服装的女性仍会给人以自信和成功的感觉。看来,裙装能平衡职业能力与吸引力。就男性而言,与在高档时装店买非定做服装来穿的人相比,穿定做服装者被认为有更好的个性。哪怕两者穿着相同面料的服装,后者仍被认为更自信、更成功、更能赚钱、个性更灵活。
吃鱼或可降低死亡率
一项新的跨国大型研究表明,血液中欧米伽-3脂肪酸(来自于多脂鱼和海产品)含量高的老人的总体死亡率降低27%,心脏病死亡率降低35%,平均寿命延长2.2年。尽管吃鱼长期以来一直被认为是一种健康饮食,但此前很少有研究把欧米伽-3和老年人的死亡率联系起来。
饥饿感或可防老年痴呆
一项在老鼠身上进行的新研究发现,饥饿感或能预防老年痴呆。这项研究暗示,轻微的饥饿感以及相关的激素通道可能与“限制热量”同样重要。所谓限制热量,是指摄入的热量要低于平均值,但不能少到营养不良的程度。对许多物种的研究暗示,限制热量或许有助于预防神经退行性疾病并延长寿命。不过,这种效果尚未在人类身上得到证实。
中国比欧洲先与东非贸易
考古学家最近在肯尼亚的曼达岛上发现了一枚600年前的中国硬币,这改写了世界贸易历史——并非是欧洲人而是中国人先与非洲东部进行贸易。新发现的这枚铜币上有正方形的孔,可以把多枚铜钱串在一起。科学家说,这种铜币由明朝的永乐皇帝(1403~1425在位)御准发行,铜币上铸有他的名字。北京的紫禁城是由永乐皇帝开始建造的。他还派出大将郑和旅行于印度洋沿岸。虽然科学家知道非洲与世界其他地方一直有联系,但这枚铜钱对于研究中国与印度洋国家之间的交流颇有启发性。
冰人奥兹患有多种牙病
科学家最近首次对新石器时代冰尸——冰人奥兹的牙齿进行了检查。CT扫描数据表明,奥兹患有牙周炎、龋齿和事故引起的牙齿损伤等多种牙病,而这些牙病在现代人身上也很常见。
生活在公元前3300年左右的奥兹可能很少洁牙,但他吃的粗糙饮食对他的牙齿起到了很好的自洁作用。今天的牙周炎主要与心血管疾病有关,而奥兹也表现出与牙周炎有关的血管钙化,但这对他来说主要是由遗传决定的。
奥兹的龋齿源自他吃的高淀粉食物,例如面包和谷物粥,这类食物在农业崛起的新石器时代比较常见。此外,这些食物因含有污染物和手推石磨的摩擦脱落物而十分粗糙,这对奥兹牙齿的磨损显然起了作用。至于他所患的与外伤有关的牙病和身体其他损伤,则证明了当时生活的艰难。
冰人奥兹的尸骸发现于1991年,是世界上最古老的湿尸。自发现以来,科学家已对它进行过多次检查。例如,2007年的检查发现奥兹的死亡原因可能是体内大出血。
雌恐鸟为什么大得多?
恐鸟是大型不飞鸟。直到大约700年前,多种恐鸟生活在新西兰的森林里、草地上和群山中。当第一批波利尼西亚人到来后,这些大鸟很快就灭绝了。科学家发现,雌性恐鸟的个头是雄鸟的两倍大。这是为什么?最新研究发现,缺乏大型陆地哺乳动物如大象、野牛和羚羊等,使得新西兰鸟类长大个头来填补这些大型食草动物的生态龛。恐鸟不仅进化到了大得惊人的地步,而且它们祖先的雌雄大小差异也随着时间推移而自然放大。这就是雌鸟个头比雄鸟大一倍(雌鸟体重达200千克)的原因,而与环境压力无关。事实上,虽然雌鸟通常都比雄鸟个头小,但也有一些鸟(例如走鸟类)——包括鸸鹋和食火鸡等大型鸟的雌鸟比雄鸟魁梧得多。
大象曾经只有老鼠那么大
运用化石和活体样本,科学家最近计算出了28个不同的哺乳动物种群在过去6500万年中的生长速率。结果发现,哺乳动物至少要经过160万代,个头才能增加100倍,增加1000倍要经过500万代,增加5000倍则要经过大约1000万代。以大象为例,从老鼠大小变到现在的个头,经过了漫长的2400万代。这项研究发现,在陆生哺乳动物中,奇蹄目(例如马和犀牛)的个头增加速度最快,灵长类则最慢。为什么会这样?这还是一个谜。在所有哺乳动物中,鲸类个头膨胀速度最快,只经过了大约300万代,就增加了1000倍,这可能是因为它们的体重得到了水的浮力支撑,不然的话,它们的内脏就会被自身体重压扁。
壮观的宇宙①
“猫掌星云”的恒星诞生“婴儿潮”
大多数天文观察者对于猎户座星云都不陌生,那是离我们地球最近的恒星诞生地之一。尽管它是一些天文业余爱好者安装在家中后院里的望远镜最好的观察对象,但猎户座星云远非银河系中诞生恒星最多的区域。只要与许多更为壮观的“恒星托儿所”相比较,就能看出其中的巨大差别。例如,巨大的猫掌星云,也称NGC 6334星云,就正在经历一个恒星诞生的“婴儿潮”。
NGC 6334正在以比猎户座快得多的速度大量诞生新的恒星,其速度之迅猛可称得上大爆发。NGC 6334星云中包含有形成20万颗恒星的星尘物质,正在汇聚形成新的恒星,有些恒星的质量是太阳的30至40倍。NGC6334星云内的数万颗恒星都是最近新形成的,其中2000多颗恒星还处于幼年期,仍然还被包裹在星际尘埃之“茧”中。这些恒星中的大多数都成堆地紧密聚集在一起,互相之间的间隔仅为太阳与其他恒星“邻居”距离的1/1000。NGC 6334星云爆发恒星“婴儿潮”的原因目前尚不清楚。一般认为,两个触发因素有可能引发恒星形成大爆发:一个是受附近超新星爆发的波及,一个是星系碰撞造成的星云压缩和扰动。但是,NGC 6334星云的恒星大爆发显然不属于其中任何一种。
这也正是天文学家对神秘的NGC 6334星云感兴趣的原因之一。恒星快速形成现象往往出现在一些星光明亮的星暴星系内(如触角星系)。因为NGC 6334星云距离我们相对较近,天文学家可以探测到星云的许多细节,甚至可以计算出其中许多恒星的类型与年龄。星群爆发时可照亮早期宇宙的星系,给天文学家提供观察研究的机会。
可以想象,在不久的未来,NGC 6334将像昴宿星团的聚星团一样,布满成千上万的恒星。遗憾的是。由于它与地球的距离约5500光年,是昴宿星团的10倍以上,而且它所在的区域还有许多星际尘埃遮挡,所以从地球望远镜里望出去,它不像昴宿星团那么清晰。天蝎星座中的NGC 6334星云占据了约50光年的空间。在天空中看上去比满月略大一些。