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（Curtin University）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（Hamed Gamaleldien）博士说，通过分析西澳大利亚中西部地区杰克山（Jack Hills）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（Hugo Olierook）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CAMECA 1300HR3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： 手机版：

开创性的方法揭示了地球表面深处微生物群落的关键信息

开创性的方法揭示了地球表面深处微生物群落的关键信息 由比奇洛海洋科学实验室研究人员领导的科学家团队开发出一种创新方法，将生活在地球表面深处无氧环境中的单个微生物的遗传学和功能联系起来。测量这两个属性更重要的是将它们联系起来长期以来一直是微生物学的一项挑战，但对于了解微生物群落在碳循环等全球过程中的作用至关重要。比奇洛实验室单细胞基因组学中心开发的新方法使研究人员发现，在死亡谷地下近半英里处的地下含水层中，一种消耗硫酸盐的细菌不仅数量最多，而且是最活跃的生物。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上，表明这种方法可以成为测量不同生物在这些极端环境中活跃程度的有力工具。洞察微生物群落动力学"以前，我们不得不假定所有细胞都以相同的速率运行，但现在我们可以看到，微生物群落个体成员之间的活动水平存在很大差异，"研究科学家兼论文第一作者梅洛迪-林赛说。"这有助于我们了解这些微生物群落的能力，以及它们可能对全球生物地球化学循环产生的影响"。沙漠研究所团队从死亡谷的钻孔中提取样本。图片来源：杜安-莫泽，沙漠研究所最近的研究是一个更大项目的一部分，该项目将微生物的遗传密码它们能做什么的蓝图与它们在任何特定时刻实际在做什么联系起来。方法论方面的进展由美国国家科学基金会 EPSCoR 计划资助的"基因组到表型组"项目是毕格罗实验室、沙漠研究所和新罕布什尔大学之间的一项合作项目。该项目利用单细胞基因测序的最新进展，创造性地采用流式细胞仪估算细胞内呼吸等过程的速率。流式细胞仪是一种分析单个环境微生物的方法，比奇洛实验室将其从生物医学科学中改造出来，使研究人员能够快速分拣出含水层水样中的活微生物。这些微生物被一种特殊设计的化合物染色，当细胞内发生某些化学反应时，这种化合物就会在流式细胞仪的激光下发光。比奇洛实验室的实习学生通过实验得出了细胞在激光下发出荧光的程度与这些反应速度之间的关系，然后将其应用到死亡谷的样本中。测量并分离出活性细胞后，研究小组对它们各自的基因组进行了测序。研究人员还使用了元转录组学（一种确定哪些基因正在活跃表达的方法）和放射性同位素示踪剂（一种测量微生物群落活动的更传统的方法）。这样做既是为了"双重检查"他们的结果，也是为了获得更多关于这些微生物的基因能力与它们实际活动之间联系的信息。单细胞基因组学中心是世界上唯一一家为研究人员提供这种新技术的分析机构。"这项研究对我们的研究团队和南加州地质调查局来说是一个令人兴奋的机会，可以帮助我们更好地了解地下巨大而神秘的微生物生态系统，"比奇洛实验室高级研究科学家、南加州地质调查局局长兼该项目的首席研究员拉穆纳斯-斯泰潘纳斯卡斯（Ramunas Stepanauskas）说。这项新研究首次展示了这种量化单个细胞活性的方法。2022 年底，研究小组发表了关于海水中微生物的研究结果，显示一小部分微生物消耗了海洋中的大部分氧气。在这篇新论文中，研究小组扩展了这一方法，表明它可用于低生物量环境中不依赖氧气的微生物。例如，在从加利福尼亚州地下含水层提取的样本中，科学家们估计每毫升水中有数百个细胞，而一般地表水每毫升中有数百万个细胞。"我们一开始研究海洋中的有氧呼吸生物，因为它们更活跃，更容易分类，也更容易在实验室中生长，"林赛说。"但有氧呼吸只是微生物学中可能存在的一个过程，所以我们想在此基础上进一步拓展"。扩大微生物研究范围研究结果证实，Candidatus Desulforudis audaxviator 细菌（绰号"勇敢的旅行者"）不仅是这一环境中数量最多的微生物，也是最活跃的微生物，它能将硫酸盐还原为能量。与之前研究中的海水样本相比，研究小组测得的总体活性率较低，但单个微生物的活性差异很大。研究小组目前正努力将他们的方法应用于测量其他厌氧反应，如硝酸盐还原，并应用于新的环境，包括缅因州沿海的沉积物。由美国国家航空航天局（NASA）资助的一个相关项目也使林赛和她的同事们能够在海洋深处的地下测试这种方法。"现在，我们正在世界各地进行这些点测量，它们确实有助于我们更好地了解微生物的活动情况，但我们需要扩大其规模。因此，我们正在考虑如何将这种方法应用到新的地方，甚至有可能应用到其他星球上，并扩大应用范围。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

耶鲁大学新研究揭示小行星撞击可能引发了"雪球"地球时期

耶鲁大学新研究揭示小行星撞击可能引发了"雪球"地球时期 一个由耶鲁大学领导的研究小组提出，大型小行星撞击可能会突然引发"雪球"地球时期，即地球被冰雪包裹的时期，从而解决了有关这些气候剧变的长期争论。他们利用复杂的气候模型进行的研究表明，在某些寒冷的气候条件下，小行星撞击可能会在十年内使地球进入全球冰川状态。图片来源：人工智能生成的图片，由 Michael S. Helfenbein 创建和编辑根据一项新的研究，这些所谓的"雪球"地球时期，即地球表面被冰覆盖数千年甚至数百万年的时期，可能是由撞向地球的大型小行星突然引发的。这项研究结果发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上，可能回答了几十年来困扰科学家的一个问题，即地球历史上已知的一些最剧烈的气候变化。除耶鲁大学外，参与这项研究的还有芝加哥大学和维也纳大学的研究人员。气候模型学家从 20 世纪 60 年代起就知道，如果地球变得足够寒冷，冰雪的高反射率可能会形成一个"失控"的反馈回路，产生更多的海冰和更低的温度，直到地球被冰雪覆盖。在距今 7.2 亿年至 6.35 亿年前的地球新近纪，这样的情况至少出现过两次。然而，要解释这些被称为"滚雪球地球"事件的全球冰川期的起因，却一直没有定论。大多数理论都认为，大气中的温室气体以某种方式减少到了"滚雪球"开始的程度。全球冰川作用的新视角第一作者、耶鲁大学文理学院地球与行星科学系理查德-福斯特-弗林特博士后傅敏敏说："我们决定探索另一种可能性。如果是地外撞击导致气候变化过渡非常突然呢？"在这项研究中，研究人员使用了一个复杂的气候模型，该模型在不同条件下表现了大气和海洋环流以及海冰的形成。该气候模型与用于预测未来气候情景的气候模型类型相同。在这种情况下，研究人员将其模型应用于假设的小行星撞击在过去四个不同时期造成的后果：工业化前（150 年前）、末次冰川最盛时期（2.1 万年前）、白垩纪（1.45 至 6600 万年前）和新近纪（10 亿至 5.42 亿年前）。研究人员发现，对于两种较暖的气候情景（白垩纪和工业化前），小行星撞击不太可能引发全球冰川。但在末次冰川极盛时期和新近纪的情景中，地球的温度可能已经冷到足以被视为冰河时期小行星撞击可能会使地球进入"雪球"状态。"我们的研究结果最让我惊讶的是，在足够寒冷的初始气候条件下，小行星撞击后的'雪球'状态可以在短短十年内就在全球海洋上形成，"合著者、耶鲁大学文理学院海洋与大气科学教授阿列克谢-费多罗夫（Alexey Fedorov）说。"到那时，赤道的海冰厚度将达到 10 米左右。相比之下，现代北极地区的海冰厚度通常为一到三米。"至于小行星在未来几年引发"雪球地球"时期的可能性，研究人员表示这种可能性不大部分原因是人类造成的气候变暖使地球升温尽管其他撞击可能具有同样的破坏性。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

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"。Andrea Eccher，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：Eurac Research/Andrea De Giovanni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 Massimiliano Zampini 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 Riccardo Parin 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 Christian Steurer 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： 手机版：

我们在进化吗？新研究揭示人类大脑越来越大

我们在进化吗？新研究揭示人类大脑越来越大 研究人员假设，大脑体积的增大可能会导致大脑储备的增加，从而有可能降低老年痴呆症的总体风险。研究结果发表在《美国医学会神经病学杂志》上。查尔斯-德卡利（Charles DeCarli）是加州大学戴维斯分校阿尔茨海默病研究中心主任、神经病学杰出教授。资料来源：加州大学戴维斯分校健康中心该研究的第一作者查尔斯-德卡利（Charles DeCarli）说："一个人出生的年代似乎会影响大脑的大小，并可能影响大脑的长期健康。遗传在决定大脑大小方面起着重要作用，但我们的研究结果表明，健康、社会、文化和教育因素等外部影响也可能起到一定作用。"DeCarli 是加州大学戴维斯分校阿尔茨海默病研究中心主任、神经病学杰出教授。研究人员使用了弗雷明汉心脏研究（FHS）参与者的脑磁共振成像（MRI）。这项以社区为基础的研究于1948年在马萨诸塞州弗雷明汉市启动，目的是分析心血管疾病和其他疾病的模式。最初的研究对象包括 5209 名年龄在 30 岁至 62 岁之间的男性和女性。这项研究已经持续了 75 年，现在包括第二代和第三代参与者。核磁共振成像是在 1999 年至 2019 年期间进行的，对象是 20 世纪 30 年代至 70 年代出生的家庭健康调查参与者。大脑研究包括 3226 名参与者（53% 为女性，47% 为男性），核磁共振成像时的平均年龄约为 57 岁。与 20 世纪 30 年代相比，20 世纪 70 年代出生的人的脑容量有所增加。资料来源：加州大学戴维斯分校健康中心这项由加州大学戴维斯分校领导的研究对 20 世纪 30 年代出生的人和 20 世纪 70 年代出生的人的核磁共振成像进行了比较。研究发现，一些大脑结构在逐渐但持续地增加。例如，对大脑体积（颅内容积）的测量显示，大脑体积在十年间稳步增长。20 世纪 30 年代出生的人的平均脑容量为 1234 毫升，而 20 世纪 70 年代出生的人的脑容量为 1321 毫升，即增加了约 6.6%。皮质表面积大脑表面的测量指标显示出十年间更大的增长。20 世纪 70 年代出生的参与者的平均表面积为 2,104 平方厘米，而 20 世纪 30 年代出生的参与者的平均表面积为 2056 平方厘米，几乎增加了 15%。研究人员发现，与 20 世纪 30 年代出生的人相比，20 世纪 70 年代出生的人的大脑结构，如白质、灰质和海马体（参与学习和记忆的大脑区域）的大小也有所增加。大脑越大，痴呆症发病率越低据阿尔茨海默氏症协会称，目前约有 700 万美国人患有阿尔茨海默氏症。预计到 2040 年，这一数字将上升到 1120 万。尽管随着美国人口老龄化的加剧，老年痴呆症的发病率（即患病人口比例）在不断下降。之前的一项研究发现，自 20 世纪 70 年代以来，痴呆症的发病率每十年下降 20%。改善大脑的健康和大小可能是原因之一。DeCarli说："像我们的研究中观察到的这种较大的大脑结构可能反映了大脑发育的改善和大脑健康的提高。更大的大脑结构代表着更大的大脑储备，可以缓冲阿尔茨海默氏症和相关痴呆症等老年性脑部疾病的晚年影响。"这项研究的优势之一是FHS研究的设计，它使研究人员能够检查出生日期跨越近80年的三代参与者的大脑成像。但其局限性在于，非西班牙裔白人参与者在家庭健康调查的人群中占大多数，这在美国人口中并不具有代表性。编译来源：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：