由冰到铁：阿拉斯加"生锈"的河流与永久冻土融化效应

由冰到铁：阿拉斯加"生锈"的河流与永久冻土融化效应 2023 年 7 月 23 日大地遥感卫星 9 号上的陆地成像仪-2 号拍摄的Tukpahlearik溪卫星图像、研究人员怀疑，永久冻土融化也是导致阿拉斯加数十条溪流变成橙色的原因。研究人员发现，与附近清澈的河流相比，阿拉斯加的溪水除了外观怪异外，往往含铁量更高、溶解氧更低，酸性也更强。永冻土的定义是连续两年或两年以上存在于 0 °C 或 0 °C 以下的土壤、岩石和任何其他地表下的地球物质。目前北半球（北纬 20° 至北纬 90°）的永久冻土地图是根据国际永久冻土协会于 1997 年绘制的这幅地图绘制的。资料来源：国际永久冻土协会Tukpahlearik 溪就是这样一条呈现新色调的溪流。2023 年 7 月 23 日，陆地卫星 9 号的 OLI-2（陆地成像仪 2 号）拍摄到了这条锈迹斑斑的溪流。这条小溪流经阿拉斯加西北部，毗邻科布克山谷国家公园，位于北极圈以北。关于这些溪流呈现橙色并改变化学成分的确切原因仍有争议，但已经出现了几种假说。一种假说认为，细菌在解冻的永久冻土中消化动植物物质时，与甲烷一起产生一种还原的可溶性铁。当这些铁到达流淌的溪流时，就会变成含氧铁或"铁锈"，使水变成橙色。这张 1997 年永久冻土地图的第二版地图于 2012 年 2 月 21 日更新，经过数字化和简化，显示了连续永久冻土、不连续/零星永久冻土、孤立的永久冻土区以及冰原和冰川。资料来源：国际永久冻土协会另一种与细菌过程并不排斥的观点认为，水在解冻的永久冻土层下遇到了富含硫化物矿物质的基岩，这很可能是几千年来从未发生过的事情。随之而来的化学反应使水中硫酸成分激增，酸性水可能会浸出岩石中的重金属，并将它们带到下游。这些过程与采矿活动污染附近水体的过程类似。水化学的改变会降低鱼类、小型水生动物和昆虫幼虫的栖息地。沉淀的铁会阻碍鱼类的呼吸，窒息鱼卵等。水质的急剧变化可能会让那些依靠发源于永久冻土地区的河流获取鱼类和饮用水的村庄感受最深。美国国家航空航天局地球观测站的图片，由 Ross Walter 和 Michala Garrison 使用美国地质调查局的 Landsat 数据拍摄。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

今天一则来自阿拉斯加的消息不太起眼，

今天一则来自阿拉斯加的消息不太起眼， 但真的很像一部好莱坞恐怖片的开头。 今天，阿拉斯加渔业和狩猎部史无前例地取消了白令海的冬季雪蟹捕捞季。 原因很简单：以往海底满坑满谷的雪蟹不见了。 突然不见了。 过去两年，估计10亿只雪蟹在阿拉斯加海域神秘地消失了。这标志着它们的数量下降了90%。 科学家们现在很担心，一个海洋种群数量的突然暴跌，无论对北极生态系统意味着什么，都不会是一个好的信号。 "他们是否跑到北方更冷的水域去了？" 加布里埃尔-普劳特问道，他的科迪亚克岛渔业生意在很大程度上依赖于雪蟹数量。 "他们是否完全越过了边界？ 他们是否从边缘的大陆架上下来穿越过白令海？" 然而，没人知道答案。 #阿拉斯加雪蟹不见了# 【网评】说阿拉斯加河流里上溯产卵的King Salmon数量也是锐减（九成以上）。片子里的研究人员一直在归因，最后落到阿拉斯加近海大量出现的虎鲸。虎鲸的行为模式也发生了巨大的变化。

巴西塞拉多地区遭遇700年来最严重干旱

巴西塞拉多地区遭遇700年来最严重干旱 亚内朗洞穴位于米纳斯吉拉斯州亚努阿里亚的佩鲁阿苏洞穴国家公园。公园里的许多洞穴都很大，洞顶高达 100 米，位于 200 米峡谷的底部。圣保罗大学的地质学家正在洞穴中研究 1000 年来的气候变异。图片来源：阿塔利巴-科埃略气温飙升扰乱了水文循环，导致大部分降雨在滋润土壤之前就已蒸发，从而导致暴雨次数减少但强度加大，含水层补给减少。干旱有可能使该流域的主要河流圣弗朗西斯科河的支流枯竭。在最近发表于《自然-通讯》（Nature Communications）的研究中，研究人员分析了亚努阿里亚气象站的温度、降雨量、溪流和水文平衡记录，该气象站是米纳斯吉拉斯州最古老的气象站之一，记录可追溯到 1915 年。他们将这些记录与附近佩鲁阿苏洞穴国家公园一个洞穴中石笋化学成分的变化联系起来。"我们利用地质数据将全球变暖导致干旱的看法延伸到气象站记录开始之前的很长一段时间，并能够重建远至七个世纪前的天气模式。"南太平洋大学地球科学研究所教授、该研究报告的共同作者弗朗西斯科-威廉-达克鲁斯（Francisco William da Cruz Junior）说："这证明，塞拉多地区比以前更干旱了，干旱天气与人类活动（尤其是温室气体排放）导致的气温升高对水文循环的破坏有关。""我们得到的信息是，现在发生的干旱与上世纪 70 年代并不相称。值得注意的是，我们的研究发现气温从上世纪 70 年代开始上升。这种上升尚未达到顶峰。"克鲁兹补充说："这种现象预计会变得更加严重。"尼古拉斯-斯特里科斯在佩鲁阿苏洞穴国家公园的翁萨洞穴采集石笋标本 图源：Daniel MeninOnça 洞穴是美洲豹的藏身之处，在这里收集了石笋化学成分数据。与该小组研究的其他洞穴不同，Onça 洞穴入口开阔，虽然位于 200 米峡谷的底部，却受到外部温度变化的影响。"像这样对开放洞穴的研究少之又少。我们通常研究的是封闭环境中的洞穴，在这种环境中，几乎没有空气流通，全年温度稳定，"克鲁兹解释说。"昂萨洞穴与外界气候的联系使我们能够确定干旱也改变了岩浆（地下洞穴中地下水形成的矿物质沉积，包括石笋和钟乳石）的化学性质。气候变暖导致蒸发量增加，从而减少了为洞穴滴水提供补给的地下水。与水分蒸发有关的岩石化学变化向我们表明，目前的干旱是前所未有的。"创新气候研究技术这项研究是旨在了解公元 850 年至 1850 年间气候多变性和变化的更广泛计划的一部分。该项目利用南美洲中东部的岩浆和年轮数据来追踪历史气候模式。"我们研究中分析的新方法和数据验证为在其他洞穴、地区和生物群落中开展更多研究铺平了道路。这种方法可以用来更精确地重建巴西的气候，"克鲁兹说。"我们的研究利用岩浆化学数据检测水文循环变化，并将这些变化与热带地区气候变暖引起的变化联系起来，这是一项创新。"该小组还分析了佩鲁阿苏洞穴国家公园的树木化石，以便与同样参与专题项目的生物学家合作开展古气候研究。"在洞穴中发现了巴西良木豆Amburana cearensis的化石。500多年来，它们一直受到保护，免受阳光照射。克鲁兹说："通过将我们的研究结果与对这些树木化石的研究相结合，我们获得了与这一现象相关的独立数据。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

针对亚北极的新研究可以揭示火星寒冷冰冷的过去

针对亚北极的新研究可以揭示火星寒冷冰冷的过去 几十年来，火星是否曾经孕育生命的问题一直吸引着科学家和公众的想象力。这一发现的核心是深入了解地球邻居火星过去的气候：这颗行星是否温暖潮湿，拥有与我们地球上相似的海洋和河流？还是寒冷而冰冷，因此可能不那么容易支持我们所知的生命？一项新的研究发现，火星上的土壤与加拿大纽芬兰的土壤有相似之处，都属于寒冷的亚北极气候。从美国宇航局好奇号漫游车看到的盖尔陨石坑边缘和坑底。图片来源：NASA/JPL-Caltech这项研究发表在7月7日的《通讯地球与环境》（Communications Earth and Environment）杂志上， 研究人员在地球上寻找与火星盖尔环形山具有相似物质的土壤。科学家经常利用土壤来描述环境历史，因为土壤中的矿物质可以讲述地貌随时间演变的故事。进一步了解这些物质是如何形成的，有助于回答有关这颗红色星球历史条件的长期问题。盖尔陨石坑的土壤和岩石提供了 30 亿年至 40 亿年前火星气候的记录，当时火星上的水量相对丰富这也是地球上首次出现生命的时期。"盖尔陨石坑是一个古湖床显然曾经有水存在。但水存在时的环境条件如何呢？"现就职于 DRI 的土壤学家和地貌学家安东尼-费尔德曼（Anthony Feldman）说。"我们永远也不可能找到与火星表面直接类似的东西，因为火星和地球的条件差别太大了。但我们可以研究地球条件下的趋势，并利用这些趋势尝试推断火星问题。"纽芬兰台地的研究地点。图片来源：Anthony Feldman/DRI美国国家航空航天局的好奇号漫游车自2011 年以来一直在调查盖尔陨石坑，并发现了大量被称为"X 射线无定形物质"的土壤材料。土壤中的这些成分缺乏矿物所特有的典型重复原子结构，因此不容易用 X 射线衍射等传统技术进行表征。例如，当 X 射线射向钻石等晶体材料时，X 射线会根据矿物的内部结构以特征角度散射。然而，X 射线无定形材料不会产生这些特征"指纹"。好奇号漫游车使用这种 X 射线衍射方法证明，在盖尔陨石坑测试的土壤和岩石样本中，X 射线无定形材料占 15% 到 73%。"你可以把 X 射线无定形材料想象成果冻，"费尔德曼说。"它是由不同的元素和化学物质组成的汤，它们只是相互滑过而已"。"好奇号"漫游车还对土壤和岩石样本进行了化学分析，发现无定形物质富含铁和二氧化硅，但缺乏铝。除了有限的化学信息外，科学家们还不了解这种无定形物质是什么，也不知道它的存在对火星的历史环境意味着什么。揭示更多关于这些神秘物质是如何形成并在地球上持续存在的信息，将有助于回答关于这颗红色星球的长期问题。费尔德曼和他的同事们走访了三个地方寻找类似的 X 射线无定形物质：纽芬兰格罗斯莫恩国家公园的台地、加利福尼亚州北部的克拉马斯山脉和内华达州西部。研究人员预计，这三个地点的蛇纹石土壤在化学性质上与盖尔陨石坑的 X 射线无定形物质相似：富含铁和硅，但缺乏铝。这三个地点还提供了一定范围的降雨、降雪和温度，有助于深入了解产生无定形物质并促进其保存的环境条件类型。在每个地点，研究小组都使用 X 射线衍射分析和透射电子显微镜对土壤进行了检查，这使他们能够更详细地观察土壤材料。纽芬兰的亚北极条件下产生的物质在化学性质上与盖尔陨石坑中发现的物质相似，但同样缺乏晶体结构。而加利福尼亚州和内华达州等气候温暖地区的土壤则不然。费尔德曼说："这表明，需要有水才能形成这些材料。但需要在寒冷、接近冰点的年平均温度条件下，才能保存土壤中的无定形物质"。无定形材料通常被认为是相对不稳定的，这意味着在原子层面上，原子还没有组织成最终的、结晶的形式。费尔德曼说："在动力学或反应速度方面，有某种东西正在减缓反应速度，从而使这些材料能够在地质时间尺度上保存下来。我们认为，非常寒冷、接近冰点的条件是使这些材料得以形成和保存的一个特殊动力学限制因素。"这项研究增进了我们对火星气候的了解。研究结果表明，盖尔陨石坑中这种物质的丰富程度与亚北极条件相符，类似于我们在冰岛等地看到的情况。编译自/ScitechDailyDOI: 10.1038/s43247-024-01495-4 ... PC版： 手机版：