终极盘古大陆：可能灭绝几乎所有哺乳动物的超级大陆

终极盘古大陆：可能灭绝几乎所有哺乳动物的超级大陆这张图片显示了2.5亿年来地球和预计的超级大陆（PangeaUltima）最温暖的月份平均温度（摄氏度），当时几乎所有哺乳动物都难以生存。资料来源：布里斯托尔大学这项研究是由布里斯托尔大学领导的一个国际研究小组进行的，有可能帮助科学家更好地理解地球气候在遥远的未来会如何因自然过程而发生变化，而不是气候变化。据估计，2.5亿年后地球的气温将急剧上升，原因有两个：一是所有大陆合并后的构造活动导致火山活动增加；二是太阳随着年龄的增长释放出更多的能量和热量。火山通过释放二氧化碳使地球自然变暖，从而起到调节温度的作用，但过多的火山活动会导致过多的二氧化碳，从而导致温度急剧上升。此外，就像哺乳动物一样，我们的太阳也会随着年龄的增长而增长，而随着太阳的增长，它也会散发出更多的热量和能量。"新出现的超级大陆将有效地造成三重打击，包括大陆效应、更热的太阳和大气中更多的二氧化碳，使地球上大部分地区的热量增加，"亚历山大-法恩斯沃思博士说，他是布里斯托尔大学的高级副研究员，也是这项研究的主要作者。"研究结果表明，哺乳动物所处的环境大多十分恶劣，缺乏食物和水源。气温普遍在40至50摄氏度之间，每天的极端气温甚至更高，再加上高湿度，最终将决定我们的命运。人类和许多其他物种将因无法通过出汗来散发热量、冷却身体而死亡"。包括人类在内的哺乳动物之所以能在地球上生存如此之久，是因为它们具有适应极端天气条件的惊人能力。然而，尽管进化的结果是哺乳动物能够降低它们在低温下的生存极限，但它们却无法提高它们在高温下的生存极限。这意味着，随着地球温度的不断升高，哺乳动物在这些新条件下生存的可能性将变得越来越小。法思沃斯博士说："遥远的未来前景似乎非常暗淡。"二氧化碳水平可能是目前水平的两倍。预计太阳辐射将增加约2.5%，而超大洲主要位于炎热潮湿的热带地区，地球上大部分地区的温度将达到40至70°C。这项工作还强调，太阳系所谓'宜居带'内的世界可能并不是最适合人类居住的，这取决于大陆是像我们今天这样分散分布，还是集中在一个大的超级大陆上。虽然2.5亿年后的超级盘古大陆可能会主宰地球，但它不会是地球历史上第一个出现在地球表面的超级大陆。科学家们假设，在地球历史上曾经存在过10个超级大陆，其中最著名的是盘古大陆，它是最近出现的超级大陆。在地球约45亿年的历史中，所有这些超大陆之所以存在，是因为板块构造的缘故，因为地球表面分为7大板块和8小板块，在漫长的地质年代中，这些板块相互碰撞并俯冲到对方下面。超级盘古大陆将如何改变地球的可居住性，科学家们在未来几年和几十年中会对超大陆有什么新的发现？只有时间会告诉我们答案。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390519.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390519.htm

科学家预测未来的超级大陆将引发哺乳动物统治的终结

科学家预测未来的超级大陆将引发哺乳动物统治的终结我们今天所熟悉的大陆布局远非一成不变--它只是一个慢动作过程中的定格画面，这个过程需要数亿年才能完成。大约3.35亿年前，地球由一个被称为"盘古大陆"的大陆块主宰，在侏罗纪早期开始解体。从那时起，这些我们称之为大陆的碎片就开始漂移开来。但是，在一个圆形的世界上，它们只能漂移这么远的距离，然后又开始漂移到一起。科学家们预测，大约2.5亿年后，所有大陆将再次结合成一个新的超级大陆，被称为"盘古终极大陆"。在一项新的研究中，科学家们创建并分析了未来这个超级大陆上的气候超级计算机模型--它所描绘的景象对我们哺乳动物来说并不乐观。根据这些模型，届时地球上只有8%到16%的陆地适合哺乳动物居住。这一小片天堂将存在于沿海地区，而内部地区将被一望无际的沙漠覆盖，那里的温度通常会飙升到40到70°C（104到158°F）。PangaeaUltima的大部分地区之所以不适宜居住，不仅仅是因为远离水源，还有其他一些因素也会导致炎热。它的位置可能在赤道附近，由于火山活动的增加，二氧化碳的含量可能会增加一倍，甚至到那时太阳的温度和亮度也会增加2.5%。研究报告的第一作者亚历山大-法恩斯沃思博士说："新出现的超级大陆将有效地造成三重打击，包括大陆效应、更热的太阳和大气中更多的二氧化碳，使地球大部分地区的热量增加。"研究报告的主要作者亚历山大-法恩斯沃思博士说："其结果是，地球上大部分地区环境恶劣，哺乳动物缺乏食物和水源。人类和许多其他物种将因无法通过出汗来散发热量、冷却身体而死亡。"拟议中的超大陆盘古大洲的近似地图，以及其一年中最热月份的模拟温度亚历克斯-法恩斯沃思和奇尔斯-斯科塞斯当然，这些模型还有很大的回旋余地。例如，超大陆可能最终位于热带地区，这将使气候向最坏的情况倾斜，但研究小组表示，它也有可能位于北极附近，这可以抵消一些热量。鉴于我们还有25亿年的时间来应对这种末日景象，生命有足够的时间来进化和适应高温。不过，研究人员说，哺乳动物对温度的耐受上限相当稳定，同时它们在寒冷天气下的生存能力也有了很大的调整。因此，研究小组表示，这可能意味着哺乳动物统治地球的终结（假设它们在此之前没有灭绝的话）。其他生命形式，如植物，也会遇到麻烦。现代人类可能不太可能还在地球上抱怨炎热。我们要么已经进化成了其他生物，要么已经离开地球去寻找更绿的牧场，要么很可能已经灭绝了。从好的一面来看，研究人员说，生命本身仍然可以挺过去。毕竟，地球在其45亿年的历史中经历过多次全球性的大灾难，至少有一些生命形式在这些灾难中幸存了下来。无论哪种形式的生命在大灾难中获胜，它们都有可能在太阳吞噬地球之前一统天下。这项研究发表在《自然地球科学》（NatureGeoscience）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386389.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386389.htm

科学家研究打造地球之外的人工碳循环

科学家研究打造地球之外的人工碳循环例如，宇航员每天需要近一公斤的氧气来维持生命。因此，每年必须运输数吨氧气才能在地外建立空间站，从而增加了任务的成本和风险。预计在地外站点建立人工碳循环可以改变这种状况。在地球上，碳循环使碳原子从大气层（以二氧化碳和甲烷等气态碳化合物的形式存在）转移到地球（以糖、淀粉等形式存在），最后返回大气层，完成循环。这种生物地球化学循环的能量输入由太阳能提供，植物或其他生物吸收太阳能，通过光合作用将CO2和H2O转化为碳基化合物和氧气。鉴于目前的目标地外地点（即月球和火星）拥有充足的太阳光照射，并显示出丰富的二氧化碳和水储备，因此可采用这种光合作用策略在地外地点建立人工碳循环系统，为太空任务提供充足的推进剂和生命支持。随着在地外星球发现丰富的二氧化碳和水储备，有人提出也可以在地外星球实施光催化二氧化碳转化，建立人工碳循环系统，为太空任务提供推进剂和生命支持。人工光合作用：可持续的解决方案在此背景下，通过光催化二氧化碳转化进行人工光合作用，有望实现可持续循环。具体来说，这种策略可以模仿绿色植物光合作用的作用，有望在地球上重建目前因二氧化碳排放过量而中断的自然界碳循环。这种人工光合作用战略如果作为ISRU的一部分在地外站点成功实施，也可以在地外站点建立人工碳循环。迄今为止，通过光催化二氧化碳转化已成功生产出多种产品，如CO、CH4、CH3OH和HCHO。然而，光催化CO2的转化效率仍不能满足实际应用的需要。因此，开发具有优异光转化效率和产品选择性的光催化二氧化碳转化技术，不仅在地球上，而且在地外也有很大的应用前景。地外光催化的研究前景最近，中国科学技术大学熊玉杰教授领导的研究团队撰写了一篇关于地外光催化二氧化碳转化的评论，为光催化二氧化碳转化的发展及其在地球以外的应用提供了简明清晰的指导。他们首先概述了光催化二氧化碳转化的基本和一般原理。然后，他们总结了光催化技术在地外实施过程中可能遇到的问题。最后，对这一领域的发展进行了展望。相关成果发表在《中国催化学报》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382765.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382765.htm

这块有5万年历史的冰块揭示了目前二氧化碳水平的真实状况

这块有5万年历史的冰块揭示了目前二氧化碳水平的真实状况俄勒冈州立大学（OSU）和圣安德鲁斯大学（UniversityofStAndrews）的科学家们与美国国家科学基金会（USNationalScienceFoundation）合作，在一项新的研究中采用了这种大胆的方法，通过南极冰层中的微小气泡，揭开了大气中二氧化碳长达5万年的时间线，这些气泡在地球表面下数英里处被时间冻结。奥斯陆大学助理教授、该研究的第一作者凯瑟琳-温特（KathleenWendt）说："研究过去可以告诉我们今天有什么不同。今天的二氧化碳浓度变化速度确实是前所未有的。"研究小组利用通过钻探两英里（3.2千米）深的南极西部冰原（WAIS）分水岭冰芯提取的冷冻样本，对冰块中保存的小块气体进行了化学分析，以清楚地了解大气中二氧化碳在许多许多年中的变化情况。研究人员发现，大气中的二氧化碳浓度曾有过远超过"正常"范围的升高期，但与我们现在所面临的情况相比，人为温室气体排放所造成的二氧化碳浓度就显得微不足道了。在5万年的时间里，大气中二氧化碳的自然消长确实在55年中增加了大约百万分之14，每7000年左右增加一次。而现在，每隔五到六年，大气中的二氧化碳含量就会增加相同的数量。从根本上说，现在二氧化碳含量的增长速度是过去5万年任何时候的10倍。温特说："我们的研究确定了有史以来观测到的二氧化碳自然上升的最快速度，而今天主要由人类排放驱动的二氧化碳上升速度要高出10倍。"研究小组的分析为我们描绘了一幅清晰的地球大气二氧化碳历史波动的长期图景，其中还揭示了与北大西洋寒冷间歇（或海因里希事件）相吻合的峰值，而北大西洋寒冷间歇与突如其来的重大气候变化有关。"这些海因里希事件确实非同寻常，"这项研究的共同作者、美国俄亥俄州立大学副教授克里斯托-布伊泽特（ChristoBuizert）说。"我们认为它们是由北美冰盖的剧烈崩塌引起的。这引发了一连串的连锁反应，包括热带季风、南半球西风以及从海洋中排出的大量二氧化碳。"现有的气候数据预测，随着地球变暖，这些西风可能会变得更强、更频繁，如果是这样的话，就会降低至关重要的南大洋吸收和容纳人类产生的二氧化碳的能力。可以说，随着地球持续变暖，这并不是科学家们希望看到的正反馈循环。温特补充说："我们依靠南大洋吸收我们排放的部分二氧化碳，但迅速增强的南风削弱了南大洋吸收二氧化碳的能力。研究人员总结说："本研究解析的大气二氧化碳上升速度和幅度为气候突变期间的碳循环变异性提供了重要的制约因素，并敦促人们警惕现代南大洋碳汇有可能因南大洋西风的持续极向增强而减弱。"这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430851.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430851.htm

古代岩石释放的二氧化碳被发现与世界上所有火山释放的一样多

古代岩石释放的二氧化碳被发现与世界上所有火山释放的一样多加拿大麦肯齐河两岸的沉积岩，这是一个主要的河流流域，岩石风化是二氧化碳的来源。图片来源：罗伯特-希尔顿这些结果对气候变化情景建模具有重要意义，但目前气候建模还没有捕捉到岩石风化释放的二氧化碳。未来的工作重点将是人类活动是否会增加岩石风化释放的二氧化碳，以及如何控制这种情况。认识碳循环的范式转变牛津大学领导的一项新研究推翻了自然岩石风化作为二氧化碳汇的观点，表明自然岩石风化也可作为一个巨大的二氧化碳源，其作用可与火山相媲美。该研究成果于10月4日发表在《自然》（Nature）杂志上，对模拟气候变化情景具有重要意义。加拿大偏远的麦肯齐山脉高处的页岩含有大量岩石有机碳，是二氧化碳释放的热点地区。资料来源：罗伯特-希尔顿岩石与碳循环岩石中蕴藏着大量的碳，它们是数百万年前动植物的古老遗骸。这意味着"地质碳循环"就像一个恒温器，帮助调节地球的温度。例如，在化学风化过程中，当某些矿物质被雨水中的弱酸侵蚀时，岩石就会吸入二氧化碳。这一过程有助于抵消世界各地火山不断释放的二氧化碳，并构成地球自然碳循环的一部分，使地球表面在十亿年或更长的时间里一直适合生命居住。发现新的二氧化碳释放机制然而，这项新研究首次测量了岩石向大气释放二氧化碳的另一个自然过程，发现它与世界各地火山释放的二氧化碳一样重要。目前，大多数自然碳循环模型都没有包括这一过程。秘鲁安第斯山脉高地的山体滑坡使充满有机物的岩石风化，从而释放出二氧化碳。资料来源：罗伯特-希尔顿当形成于古代海床上的岩石（植物和动物被埋在沉积物中）被推回到地球表面时，例如，当喜马拉雅山脉或安第斯山脉等山脉形成时，就会发生这一过程。这使得岩石中的有机碳接触到空气和水中的氧气，从而发生反应并释放出二氧化碳。这意味着风化岩石可能是二氧化碳的来源，而不是通常认为的吸收汇。方法和研究结果迄今为止，测量岩石中风化有机碳释放的二氧化碳还很困难。在这项新研究中，研究人员使用了一种示踪元素（铼），当岩石中的有机碳与氧气发生反应时，这种元素就会释放到水中。通过对河水取样测量铼的含量，可以量化二氧化碳的释放量。然而，对全球所有河水进行取样以获得全球估计值将是一项重大挑战。为了扩大地球表面的范围，研究人员做了两件事。首先，他们计算出了地表附近岩石中的有机碳含量。其次，他们计算出了这些有机碳在哪些地方暴露得最快，即在陡峭的山区受到侵蚀的地方。法国南部的严重侵蚀使这些沉积岩暴露在风化过程中，古老的有机碳分解后释放出二氧化碳。资料来源：罗伯特-希尔顿牛津大学地球科学系领导这项研究的研究员杰西-赞德万博士（Dr.JesseZondervan）说："我们面临的挑战是如何将这些全球地图与河流数据结合起来，同时考虑到不确定性。我们将所有数据输入牛津大学的超级计算机，模拟物理、化学和水文过程的复杂相互作用。通过拼凑这幅巨大的行星拼图，我们最终可以估算出这些岩石风化并将其古老的碳排放到空气中时所释放的二氧化碳总量。然后，我们可以将这一数据与硅酸盐矿物的自然岩石风化所能吸收的二氧化碳量进行比较。研究结果发现，在许多大面积区域，风化是二氧化碳的来源，这对目前关于风化如何影响碳循环的观点提出了挑战。二氧化碳释放的热点集中在隆起率高、沉积岩裸露的山脉，如喜马拉雅山脉东部、落基山脉和安第斯山脉。研究发现，岩石有机碳风化产生的全球二氧化碳释放量为每年68兆吨碳。"罗伯特-希尔顿教授（牛津大学地球科学系）是ROC-CO2研究项目的负责人，该项目资助了这项研究："这比现今人类燃烧化石燃料所排放的二氧化碳少约100倍，但却与世界各地火山所释放的二氧化碳量相近，这意味着它是地球自然碳循环中的一个关键角色。"影响和未来方向在地球的过去，这些通量可能发生了变化。例如，在造山运动时期，许多含有有机物的岩石被抬升，二氧化碳的释放量可能会更高，从而影响过去的全球气候。目前和未来的工作正在研究人类活动导致的侵蚀变化，以及人为气候变化导致的岩石升温，会如何增加这种自然碳泄漏。研究小组现在提出的一个问题是，这种二氧化碳的自然释放在未来一个世纪是否会增加。希尔顿说："目前我们还不知道--我们的方法使我们能够提供一个可靠的全球估计值，但还不能评估它将如何变化。""虽然岩石风化释放的二氧化碳与当今人类的排放量相比微不足道，但加深对这些自然通量的了解将有助于我们更好地预测碳预算"，Zondervan博士总结道。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388189.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388189.htm

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（CharlesDavidKeeling）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（RalphKeeling）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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430434.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430434.htm