温室气体的发现表明先进的外星文明可能正在积极改造遥远的行星

温室气体的发现表明先进的外星文明可能正在积极改造遥远的行星 艺术家构想的正在进行地球化的系外行星。在遥远的行星上检测到特定的强效温室气体，可能会指向正在进行地球化的先进文明。图片来源：Thibaut Roger/伯尔尼大学如果外星人改造了太阳系中的一颗行星，使其变得更温暖，我们就能分辨出来。加利福尼亚大学河滨分校的一项新研究确定了人造温室气体，这些气体是地球改造过的行星的特征。一颗经过地形改造的行星已被人工改造成适合生命生存。利用现有技术，即使太阳系外行星大气中的气体浓度相对较低，也能检测到研究中描述的气体。这可能包括詹姆斯-韦伯太空望远镜或未来欧洲主导的太空望远镜概念。包括人造大气气体在内的各种行星技术信号图示。资料来源：Sohail Wasif/加州大学河滨分校虽然在地球上必须控制这些污染气体，以防止对气候造成有害影响，但在系外行星上也有可能故意使用这些气体。"对我们来说，这些气体是有害的，因为我们不想加剧气候变暖。但是，如果一个文明想要阻止即将到来的冰河时期，或者像人类为火星提出的那样，在他们的星系中对一颗不适合居住的行星进行地球化改造，那么这些气体对他们来说就是好的。"UCR天体生物学家、该研究的主要作者爱德华-施维特曼（Edward Schwieterman）说。由于这些气体在自然界中不可能大量存在，因此它们必须是人工制造的。因此，找到它们将是智慧生命、使用技术的生命形式的标志。这种迹象被称为技术特征。研究人员提出的这五种气体在地球上被用于制造计算机芯片等工业用途。它们包括甲烷、乙烷和丙烷的氟化版本，以及由氮和氟或硫和氟制成的气体。最新发表的一篇《天体物理学杂志》论文详细介绍了这些气体作为地球改造气体的优点。一颗假想的类地行星的定性中红外透射和发射光谱，该行星的气候已被人工温室气体改变。资料来源：Sohail Wasif/UCR它们的一个优点是，它们是非常有效的温室气体。例如，六氟化硫的增温能力是二氧化碳的 23500 倍。相对少量的六氟化硫就能将冰冻星球加热到液态水可以在其表面持续存在的程度。至少从外星人的角度来看，拟议气体的另一个优点是它们的寿命特别长，可以在类似地球的大气层中持续存在长达5万年。施维特曼说："它们不需要经常补充，就能维持适宜的气候。"还有人建议将制冷剂化学品（如氯氟化碳）作为技术特征气体，因为它们几乎完全是人造的，在地球大气中是可见的。然而，氟氯化碳可能并不具有优势，因为它们会破坏臭氧层，而新论文中讨论的全氟化气体则不同，它们具有化学惰性。施维特曼说："如果另一种文明的大气层富含氧气，那么他们也会希望保护臭氧层。氯氟化碳在催化臭氧层破坏的同时，也会在臭氧层中分解。由于 CFCs 更容易分解，其寿命也很短，因此更难被检测到。"最后，氟化气体必须吸收红外线辐射才能对气候产生影响。这种吸收会产生相应的红外线特征，可以用天基望远镜探测到。利用现有或计划中的技术，科学家可以在某些附近的系外行星系统中探测到这些化学物质。在地球这样的大气层中，每一百万个分子中只有一个可能是这些气体中的一种，而且有可能被探测到，这种气体浓度也足以改变气候。为了得出这一计算结果，研究人员模拟了距离地球约 40 光年的 TRAPPIST-1 系统中的一颗行星。他们之所以选择这个包含七颗已知岩质行星的系统，是因为它是除了我们自己的行星系统之外研究得最多的行星系统之一。对于现有的天基望远镜来说，它也是一个现实的考察目标。研究小组还考虑了欧洲 LIFE 任务探测氟化气体的能力。LIFE 任务能够利用红外光直接为行星成像，这使它能够比韦伯望远镜瞄准更多的系外行星。这项工作是与瑞士联邦理工学院/行星研究所的丹尼尔-安格豪森（Daniel Angerhausen）以及美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心、蓝玉太空科学研究所和巴黎大学的研究人员合作完成的。虽然研究人员无法量化在不久的将来发现这些气体的可能性，但他们相信，如果存在这些气体，完全有可能在目前计划的行星大气特征描述任务中探测到它们。施维特曼说："如果望远镜已经因为其他原因对行星进行了特征描述，那么就不需要额外的努力来寻找这些技术特征了。如果能找到它们，那将是令人瞠目结舌的惊人发现。"研究小组的其他成员不仅对发现智慧生命迹象的潜力充满热情，而且还对目前的技术使我们离这一目标越来越近表示赞同。"我们的思想实验表明，我们的下一代望远镜将是多么强大。我们是历史上第一代拥有在银河系附近系统地寻找生命和智慧的技术的人，"安格豪森补充道。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA好奇号漫游车发现远古火星上存在类似地球环境的迹象

NASA好奇号漫游车发现远古火星上存在类似地球环境的迹象 美国宇航局的"好奇号"漫游车继续寻找火星盖尔陨石坑条件可能支持微生物生命的迹象。图片来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS洛斯阿拉莫斯国家实验室空间科学与应用小组的帕特里克-加斯达（Patrick Gasda）是这项研究的第一作者，他说："氧化锰很难在火星表面形成，所以我们没想到会在海岸线沉积物中发现如此高浓度的氧化锰。"在地球上，这类沉积物经常出现，因为大气中的高氧是由光合生命以及帮助催化锰氧化反应的微生物产生的。"在火星上，我们没有生命存在的证据，火星古老大气中产生氧气的机制也不清楚，因此氧化锰是如何形成并集中在这里的确实令人费解。"加斯达补充说："这些发现表明火星大气或地表水中存在更大的过程，也表明需要做更多的工作来了解火星上的氧化作用。"ChemCam 由洛斯阿拉莫斯公司和法国国家空间研究中心（CNES）共同开发，它利用激光在岩石表面形成等离子体，然后收集光线，以量化岩石中的元素成分。漫游车探索的沉积岩由沙、淤泥和泥混合而成，与构成盖尔陨石坑大部分湖床岩石的泥质相比，沙质岩石的孔隙更大，地下水更容易通过沙质岩石。研究小组研究了锰如何在这些砂岩中富集例如，地下水渗过湖岸或三角洲口的砂岩以及哪种氧化剂可能导致岩石中锰的沉淀。在地球上，由于大气中的氧气，锰会变得富集，而微生物的存在往往会加速这一过程。地球上的微生物可以利用锰的多种氧化态作为新陈代谢的能量；如果远古火星上有生命存在，那么湖岸边这些岩石中增加的锰含量就会成为生命的有用能源。ChemCam仪器的首席研究员尼娜-兰扎（Nina Lanza）说："这些古老岩石所揭示的盖尔湖环境，为我们提供了一个了解宜居环境的窗口，它看起来与今天地球上的地方惊人地相似。锰矿物在地球上湖岸的浅层含氧水域中很常见，在古老的火星上发现这种可识别的特征非常了不起"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

2023年全球二氧化碳排放量飙升至创纪录水平

2023年全球二氧化碳排放量飙升至创纪录水平 根据一个国际科学家小组的估计，化石燃料产生的二氧化碳排放量在2023年再次上升，达到创纪录的水平。科学家们说，石油、煤炭和天然气燃烧产生的排放量持续上升，阻碍了限制全球变暖的进程。全球碳预算评估这一发现是一项名为"全球碳预算"的地球碳循环年度检查的一部分。在这项年度评估中，科学家们量化了燃烧化石燃料和土地利用变化给大气增加了多少碳，以及从大气中清除并储存在陆地和海洋中的碳有多少。科学家对2023 年数据的早期分析表明，2023 年化石燃料的排放量比 2022 年增加了 1.1%，使 2023 年化石燃料的二氧化碳总排放量达到了 368 亿吨。如果将其他来源（如加拿大的森林砍伐和极端野火季节）包括在内，2023 年的总排放量估计为 409 亿吨。分析显示，2023 年和 2022 年化石燃料产生的二氧化碳排放量都创下了历史新高。气候影响和研究成果报告合著者、美国宇航局戈达德太空飞行中心科学家本-保尔特说："排放的方向是错误的，我们需要限制全球变暖。大气中的二氧化碳浓度已从工业时代开始的 1750 年的约百万分之 278 上升到 2023 年的百万分之 420。"导致地球气温飙升的主要原因是二氧化碳和其他温室气体的增加。2023 年的全球地表温度比美国国家航空航天局基准期（1951-1980 年）的平均温度高出 1.2摄氏度（2.1华氏度），成为有记录以来最热的一年。上面的可视化图像显示了 2021 年（可获得数据的最近一整年）二氧化碳进入、围绕和流出地球大气层的情况。它们依靠的是美国宇航局的戈达德地球观测系统（GEOS），这是一个用于研究地球天气和气候的建模和数据同化系统。为了描绘碳排放或吸收的位置，研究人员使用了植被、人口密度以及野火、发电厂、公路、铁路和其他基础设施位置的数据。可视化显示的二氧化碳主要来自四个方面：化石燃料（黄色）、生物质燃烧（红色）、陆地生态系统（绿色）和海洋（蓝色）。虽然陆地和海洋都是碳汇这意味着它们通过从大气中清除二氧化碳而储存的碳多于排放的碳但在某些时间和地点，它们也可能是碳源。绿点和蓝点代表被陆地和海洋吸收的碳。海洋和陆地吸收"令人惊讶的是，海洋和陆地继续吸收我们排放的碳的一半左右，"保尔特说。"每年只有约 44% 的排放量留在大气中，减缓了气候变化的速度，但却造成海洋酸化，改变了陆地生态系统的功能。"在过去的 60 年中，即使人类造成的排放量持续增加，停留在大气中的二氧化碳比例（即空气中的部分）仍然保持着惊人的稳定。但是，科学家们对这种稳定是否会持续以及会持续多久提出了质疑。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）领导的一项研究发表于 2023 年，该研究分析了二十年来海洋中的碳储存情况，发现有证据表明这种碳汇可能正在失去部分储存能力。他们推测，由于海洋已经积累了大量的二氧化碳，因此海洋的吸收速度已经放缓。全球海洋环流的变化可能会减少从表层水转移到海底的碳量，而碳可以在海底储存数百年。上图显示了从 1960 年到 2023 年全球碳循环的综合组成。它显示了化石燃料（黄色）和土地利用变化（橙色）排放了多少碳，以及大气（紫色）、海洋（蓝色）或陆地（绿色）吸收了多少碳。全球碳循环与排放趋势全球碳预算依靠多种数据来源来绘制地球碳循环的完整图景。主要数据来源是各国政府和能源机构收集的排放清单。美国国家航空航天局（NASA）的 OCO-2（轨道碳观测站-2）仪器提供的卫星数据也被用来估算陆地和大气之间的碳通量。报告显示，包括欧洲和美国在内的一些地区的二氧化碳排放量略有下降，但全球排放量仍在上升。2023 年排放量增幅最大的国家是印度和中国。2015年12月，来自196个国家的代表通过谈判达成了《巴黎协定》，呼吁将全球平均气温控制在"远低于工业化前水平2摄氏度"，同时"努力将气温升幅限制在1.5摄氏度以内"。全球碳预算小组还分析了在排放将地球温度推高到 1.5 度之前的剩余碳预算。他们估计，按照目前的排放水平，"全球变暖有50%的可能会在大约7年内持续超过1.5℃"。美国国家航空航天局（NASA）和其他美国联邦机构定期收集温室气体浓度和排放数据，如上图中的可视化数据。这些数据现在可在最近启动的美国温室气体中心获取，该中心由多个机构组成，整合了来自观测和模型的信息，目的是为决策者提供一个数据和分析地点。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

航天器返回地球时污染多 日本将试射木制卫星LignoSat

航天器返回地球时污染多 日本将试射木制卫星LignoSat 英国《观察家报》17日报导，日本京都大学与住友林业合作研发木制卫星，使用的是木兰树木；经过长期实验后，确认木兰木是最坚固、也是最合适的木材。第一次测试是在仿照太空环境的实验室进行，木兰木样本没有出现任何可测量到的变化，既没有分解、也没有损坏的情况。研究计划负责人、京都大学教授村田功二说，木兰木承受太空环境的能力让科学家们都相当惊艳。之后，木兰木样本被送上国际太空站（ISS），在那里进行了约一年的环境暴露实验，然后带回地球，依然完好无缺。村田教授说，这应该是因为太空里没有任何可以导致木材燃烧的氧气，也没有任何会导致木材腐烂的生物。木制微型卫星LignoSat的原型设计。翻摄京都大学Kyoto University京都大学现正使用木兰木来打造一个微型探测器“LignoSat”，以便确认木制卫星在太空的表现。村田教授说，“卫星任务之一是要测量木制卫星结构在太空中变形的情况。木材在某一个方向受力时可能很稳固，但在另一个方向就可能变形或断裂”。至于要如何把LignoSat微型探测器送上太空，村田表示，可能会趁今夏美国航天总署（NASA）发射天鹅座（Cygnus）补给船到国际太空站时带上去，或者由今年稍晚民间太空公司SpaceX的天龙号（Dragon）补给船带去。LignoSat要在太空运行至少6个月，才能重返地球大气层。若LignoSat能在太空正常运作，木头成为卫星材料的可能性就更高；木材在大气燃烧时只会产生灰烬，且这是可生物降解的。日本航天员、京都大学太空工程师土井隆雄日前警告，目前所有重新进入大气层的卫星都会燃烧，产生氧化铝微粒，这些微粒在增温层（上层大气）漂浮多年，但终将影响地球环境。加拿大卑诗大学（UBC）科学家近日研究也显示，卫星重返大气层时燃烧释放的铝可能严重消耗臭氧层，并影响到达地表的阳光量。 ... PC版： 手机版：

大气中二氧化碳的月平均浓度创下有记录以来的最大增幅

大气中二氧化碳的月平均浓度创下有记录以来的最大增幅 "基林曲线"是科学家查尔斯-戴维-基林（Charles David Keeling）设想的地球大气中二氧化碳（CO2）累积情况的图示。基林曲线所显示的数据是基于夏威夷岛莫纳罗亚天文台从 1958 年至今的连续测量结果。据加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所二氧化碳项目主任、"基林曲线"原创者之子拉尔夫-基林（Ralph Keeling）称，每年 4.7ppm 的升幅是有记录以来二氧化碳浓度的最大增幅。基林说，我们"不断刷新"二氧化碳上升速度的记录，而造成这一不可否认现象的最终原因是全球化石燃料消耗量的持续增长。虽然二氧化碳浓度持续上升，但新记录的部分原因是厄尔尼诺季节的结束。厄尔尼诺是一种众所周知的全球气候现象，由热带太平洋上的风和海面温度引起。温度的变化没有规律可循，但确实有一定的周期性。二氧化碳浓度受厄尔尼诺现象的影响；上一次温室气体增长速度最快是在 2016 年厄尔尼诺季节结束时。在化石燃料排放造成的二氧化碳增长之外，自然现象造成的二氧化碳水平上升也在增加自己的温室效应份额。美国国家海洋和大气管理局去年 6 月宣布，全球二氧化碳浓度上升到 421ppm，与工业化前相比增加了 50%。更新后的基林曲线使二氧化碳浓度达到 426ppm，这是数百万年来的最高记录。在人类文明的前 6000 年，二氧化碳水平稳定在 280ppm 左右。现代人类活动通过燃烧化石燃料大大增加了温室气体排放量，进而导致洪水、致命热浪、干旱、野火等灾难性事件增多。最近的研究表明，当大气中的二氧化碳浓度与我们现在所处的水平相同时，也就是大约 1400 万年前，世界遭受了威胁人类文明的气候变化后果。在最近一次厄尔尼诺现象激增之后，科学家们现在预计二氧化碳浓度将恢复到每年增加 2-3ppm 的标准水平。基林说，这一点也不让人放心，因为我们仍然需要通过减少温室气体排放来稳定气候系统。 ... PC版： 手机版：

Venus Aerospace高超声速旋转引爆火箭发动机成功完成持续燃烧试验

Venus Aerospace高超声速旋转引爆火箭发动机成功完成持续燃烧试验 自 20 世纪 40 年代以来，化学火箭发动机一直是航空航天领域的主角。这些动力装置是目前飞越地球大气层的唯一方式，而且它们确实做得非常出色。液体燃料火箭，有时在固体燃料火箭的辅助下，将第一批卫星送入轨道，将第一批宇航员送上月球。它们将机器人探测器送上了每一颗行星，还有一些卫星、小行星和彗星。但从另一个角度来看，这些火箭（无论是哪种燃料）也被放置在发射井中和世界各地的潜艇上，与至今仍有可能造成大规模破坏的亚轨道核武器一起，为更小的武器系统提供动力，小到个人榴弹发射器，大到装有火箭推进炮弹的手枪。不幸的是，火箭在其历史早期的很短时间内就取得了很大进步。虽然经过多年的不断改进，但自 1942 年第一枚纳粹 V-2 型火箭飞离地球大气层以来，化学火箭的运行一直非常接近其理论极限。因此，美国国防部高级研究计划局（DARPA）、美国国家航空航天局（NASA）和其他机构一直在研究更高效的新型发动机，用于太空旅行和推动下一代高超音速导弹。RDRE 是一种特别有前途的替代方案，它利用了一种表面上看起来有点自相矛盾的不同原理。从根本上说，RDRE 的工作原理是将爆炸转化为受控爆轰波，这种爆轰波无需移动部件就能自我维持。火箭有一个注入燃料和氧化剂的燃烧室，而 RDRE 则有两个同轴圆柱体，中间有一个间隙。燃料和氧化剂的混合物被引入并点燃。如果操作得当，它们会形成紧密耦合的反应和冲击波。冲击波在间隙内以超音速旋转，产生更多的热量和压力。除了让它工作之外，最棘手的问题是维持它的燃烧。如果能够做到这一点，理论上 RDRE 的效率至少可以提高 15%。美国国家航空航天局（NASA）已经对 RDRE 进行了长时间的管理，证明 RDRE 可以为月球着陆器提供动力，现在维纳斯宇航公司（Venus Aerospace）已经成功实现了适合高超音速导弹的持续燃烧。据该公司称，这是通过引入冷却系统来防止发动机在测试过程中熔化。RDRE 具有进一步扩大航程或增加有效载荷的潜力，它可以使用更安全、更稳定的液体推进剂，从而使操作更安全、加载时间更快，并避免了妨碍使用低温燃料的沸腾现象。维纳斯宇航公司首席技术官兼联合创始人安德鲁-达格比（Andrew Duggleby）说："在我们继续向全球高速飞行的终极使命迈进的过程中，这是一个重要的技术里程碑，因为我们已经拥有了可以飞行的发动机。"我为我们的团队继续推进这项改变世界的技术而感到无比自豪。" ... PC版： 手机版：