扰动深海：新研究揭示人类强烈影响了地球的隐秘深处

扰动深海：新研究揭示人类强烈影响了地球的隐秘深处温室气体排放和森林砍伐等人类活动对地球表面的影响有据可查。最近，亚利桑那大学的水文研究人员探索了人类对地球表面以下数百米到数公里深层地下的影响。亚利桑那大学水文与大气科学系教授、《地球的未来》（Earth'sFuture）杂志上一篇论文的资深作者詹妮弗-麦金托什（JenniferMcIntosh）说："我们研究了石油和天然气的流体生产率与水的自然背景循环的比较，结果显示人类如何对地下流体的循环产生了巨大影响。"这项研究的主要作者、亚利桑那大学水文与大气科学系兼职教授、萨斯喀彻温大学环境与可持续发展学院教授格兰特-弗格森（GrantFerguson）说："对大多数人来说，深层地下是看不见、摸不着的，我们认为有必要为这些拟议的活动提供一些背景资料，尤其是当涉及到我们对环境的影响时。"研究报告称，预计未来，这些由人类引起的流体通量将随着人们提出的气候变化解决方案而增加。这些策略包括：地质碳封存，即在地下多孔岩石中捕获并储存大气中的二氧化碳；地热能源生产，即通过高温岩石循环水发电；以及从地下富含矿物质的盐水中提取锂，为电动汽车提供动力。这项研究是与加拿大萨斯喀彻温大学、哈佛大学、西北大学、韩国地球科学和矿产资源研究所以及瑞典林奈大学的研究人员合作完成的。这项研究的共同作者、亚利桑那大学地球科学系教授彼得-莱纳斯（PeterReiners）说："负责任地管理地下水是实现绿色转型、可持续未来以及将升温控制在几度以下的希望所在。"麦金托什说，在石油和天然气生产过程中，总会有一定量的水来自地下深处，通常是盐水。这些地下水通常已有数百万年的历史，其盐度或来自远古海水的蒸发，或来自与岩石和矿物质的反应。为了更有效地采油，会在盐水中加入更多来自近地表的水，以弥补去除的石油量，并保持储油层的压力。然后，混合盐水被重新注入地下。这就形成了一个生产流体并将其重新注入深层地下的循环。同样的过程也发生在锂提取、地热能源生产和地质碳封存中，这些操作都涉及将地下残留的盐水重新注入。研究表明，这些石油和天然气活动的流体注入率或补给率高于自然发生的情况。研究小组利用各种来源的现有数据，包括与石油和天然气开采以及地热能源注水有关的流体运动测量数据，发现目前由人类活动引起的流体运动速率高于人类干预之前的流体运动速率。随着碳捕集与封存和锂提取等人类活动的增加，研究人员还预测了这些活动可能会如何被记录在地质记录中，地质记录是组成地壳的岩石中记录的地球历史。人类活动不仅有可能改变深层地下流体，还有可能改变生活在地下的微生物。随着流体的流动，微生物环境可能会因水化学变化或将新的微生物群落从地球表面带到地下而发生改变。例如，使用水力压裂技术（一种用加压液体破碎地下岩石以开采石油和天然气的技术），以前没有任何可检测到的微生物数量的深层岩层可能会突然出现大量微生物活动。麦金托什说，关于地球深层地下及其如何受到人类活动的影响，还有很多未知数，继续研究这些问题非常重要。我们需要利用地下深层作为气候危机解决方案的一部分。"然而，我们对火星表面的了解要多于对我们脚下深处的水、岩石和生命的了解。编译自/scitechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428756.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428756.htm

"气候指纹"揭示了人类对大气温度变化的明显影响

"气候指纹"揭示了人类对大气温度变化的明显影响从国际空间站看地球表面，图中可以看出地球大气层的层次。资料来源：美国国家航空航天局新的研究表明，现在自然原因几乎不可能解释卫星测量的地球大气热结构的变化。劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家和同事进行的分析首次表明，将"指纹"技术用于识别人类对气候的影响，扩展到中高层平流层（地球表面以上25-50公里）后，可将人类对气候的影响的检测率提高五倍之多。LLNL气候科学家和发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文的共同作者StephenPo-Chedley说："将中高层平流层包括在垂直指纹中会产生人类对地球大气热结构影响的明确证据。"对流层（大气层下层）和平流层下层温度趋势之间的差异长期以来被认为是人类对气候影响的一个"指纹"。然而，这种指纹忽略了来自中高层平流层的信息，根据同样在LLNL的共同作者KarlTaylor。Taylor说："将指纹识别扩展到平流层上部，并将改进后的气候模型结果与现在涵盖37年的观测温度测量结果进行比较，意味着现在自然原因几乎不可能解释卫星测量的地球大气层完整结构中的趋势。"对流层的噪声可能包括日常天气、厄尔尼诺和拉尼娜现象引起的年际变化以及气候的长期自然波动。在平流层上部，变异性的噪音较小，而人类造成的气候变化信号较大，因此信号可以更容易区分。可探测性的发生是由于二氧化碳排放造成的平流层温度变化的独特模式和幅度。人类引起的平流层降温很大，并随着高度的增加而增加。相比之下，平流层温度的自然变化较小，产生不同的冷却模式。在1967年用一个简单的辐射对流气候模型进行的模拟中，SyukuroManabe和RichardWetherald量化了二氧化碳的温度影响。他们的研究得出了对流层变暖和平流层变冷的结论，并预测冷却会随着对流层顶以上的高度增加而放大。Manabe和Wetherald预测的温度垂直分布后来被更复杂的模型和观测所证实。但是，早期基于模式的研究，寻求在气象气球和卫星大气温度数据中发现人类的指纹，却忽略了平流层的中上部，在那里，二氧化碳增加的温度信号预计会比对流层或平流层下部大得多。Po-Chedley说："在寻找人类的二氧化碳信号时，平流层中上部有一个额外的优势，即它比低层大气受颗粒物污染和人类造成的平流层臭氧变化的影响要小。"这项新工作扩展了早期的指纹研究，这些研究仅仅依靠微波探测仪（MSU）数据来估计大气温度变化的纬度-高度分布。在新的研究中，研究小组将改进后的卫星数据集中看到的大气温度趋势与较新的历史时期的模型模拟中获得的趋势进行了比较。这些模拟提供了由于人类对气候的影响而产生的预期"信号"的估计。该小组还使用了工业化前控制运行的集合，其中没有人类或自然外部因素的逐年变化。控制运行提供了多模型对气候的自然内部变化所产生的"噪音"的估计。卫星观测到的大气温度变化与人类造成的变化一致，并产生了很大的信噪比。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362557.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362557.htm

研究：嗅觉会影响人类对颜色感知

研究：嗅觉会影响人类对颜色感知一项新研究发现，嗅觉会影响人类对颜色的感知，例如当人们闻到不同气味时，眼中的“颜色”会随之改变。新华社星期天（10月8日）报道，这项发表在国际学术期刊《心理学前沿》上的新研究发现，人类大脑会“整合”视觉、听觉、嗅觉等多种感官信息来理解周围环境。此前已有研究发现，颜色会影响人们对气味的感知，例如人们可能会觉得橙色的饮料是橙子味的，而实际上饮料是樱桃味的。为了探究气味是否会影响人们对颜色的感知，英国利物浦约翰·穆尔斯大学等机构的研究人员对24名嗅觉和色觉正常的成年人展开测试，其中包括11名男性和13名女性，年龄介于20岁至57岁。受试者需面对屏幕上的一个正方形色块，并通过手动调整滑块，把正方形调成中性灰色。同时，他们所在房间会被随机注入咖啡、焦糖、柠檬等不同物体的气味。结果显示，当受试者闻到咖啡气味时，他们眼中的“灰色”更偏红棕色；当闻到焦糖、柠檬等的气味时，他们眼中的“灰色”也和真正的中性灰色有所出入；而在没有特殊气味的情况下，他们辨识出了真正的中性灰色。研究员说，这表明气味的确会影响人们对颜色的感知，但这种影响的程度还有待进一步研究，例如闻到不太常见的气味，人们又会如何感知颜色。

新研究揭示人类祖先如何在气候变化中繁衍生息

新研究揭示人类祖先如何在气候变化中繁衍生息我们的祖先是随着时间的推移适应当地的环境变化，还是寻找食物资源多样化的更稳定的环境？人类的进化是更多地受到气候时间变化的影响，还是受到环境空间特征的影响？为了定量地检验这些有关人类进化和适应的基本假设，研究小组使用了三千多件年代久远的人类化石标本和考古遗址汇编，代表了六种不同的人类物种，并结合现实的气候和植被模型模拟，涵盖了过去三百万年的时间。科学家们的分析重点是生物群落--具有相似气候、植物和动物群落特征的地理区域（如热带草原、热带雨林或苔原）。"对于考古和人类学遗址以及相应的年代，我们从气候驱动的植被模型中提取了当地的生物群落类型。"韩国釜山国立大学IBS气候物理学中心的博士生、该研究的第一作者ElkeZeller说："这揭示了已灭绝的类人物种H.ergaster、H.habilis、H.erectus、H.heidelbergensis和H.neanderthalensis以及我们的直系祖先H.sapiens青睐哪些生物群落。"类人进化和适应各种植被类型的时间表。根据这项新的《科学》研究，适应性在智人属的地理扩张中发挥了关键作用。图片来源：ElkeZeller。本作品包括改编自HCRP-UR501和Sangiran17的图片（作者：Gerbil）、Bodo（作者：RyanSomma）和DakaHomo（作者：Cretan），以CCBY3.0和DNH-134（作者：Herries,A.I.R.等，Science2020）使用。据分析，科学家们发现早期的非洲族群更喜欢生活在开阔的环境中，如草原和干燥的灌木丛。大约在180万年前，直立人以及后来的海德堡人和尼安德塔人等类人猿迁徙到欧亚大陆，随着时间的推移，他们对其他生物群落有了更高的耐受性，包括温带森林和北方森林。该研究的合著者、意大利那不勒斯费德里科二世大学的PasqualeRaia教授说："为了作为森林居民生存下去，这些群体发展出了更先进的石器，很可能还发展出了社会技能。最终，智人于大约20万年前在非洲出现，并迅速成为各行各业的主人。我们的直系祖先具有机动性、灵活性和竞争力，与之前的任何物种都不同，他们能够在沙漠和苔原等恶劣环境中生存。"在进一步研究人类偏好的地貌特征时，科学家们发现早期人类的居住地明显集中在生物群落多样性增加的地区。这项研究的合著者、韩国IBS气候物理中心主任AxelTimmermann教授说："这意味着我们的祖先喜欢马赛克地貌，在附近拥有种类繁多的植物和动物资源。研究结果表明，生态系统多样性在人类进化过程中发挥了关键作用。"作者首次在大陆尺度上证明了人类对马赛克景观的偏好，并提出了一个新的多样性选择假说：智人物种，尤其是智人，具有利用异质生物群落的独特能力。ElkeZeller补充说："我们的分析表明，景观和植物多样性作为人类的选择要素以及社会文化发展的潜在驱动力，具有至关重要的意义。这项新的《科学》研究阐明了植被变化是如何影响人类生存的，为人类史前史和生存战略提供了前所未有的视角。"气候和植被模型模拟涵盖了地球过去300万年的历史，是在韩国速度最快的科学超级计算机之一Aleph上进行的。阿克塞尔-蒂默曼（AxelTimmermann）说："超级计算机正在成为进化生物学和人类学的关键工具。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371293.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371293.htm

新研究揭示远古降温事件带来的冰冻消灭了欧洲的早期人类

新研究揭示远古降温事件带来的冰冻消灭了欧洲的早期人类新的研究显示，大约110万年前，欧洲南部出现的极端冰川降温很可能导致欧洲大陆早期人类的灭绝。这一发现对之前认为在那段时期欧洲一直有人类居住的观点提出了挑战。(艺术家概念图）欧洲已知最古老的人类遗骸是在伊比利亚发现的，这表明早期人类大约在140万年前从西亚西南部来到欧洲。当时的气候通常温暖湿润，间或有轻微的寒冷期。迄今为止，普遍的理论认为，人类一旦到来，就能够在多个气候周期中生存下来，并适应90万年前日益严酷的环境。资深作者ChronisTzedakis教授（伦敦大学洛杉矶分校地理学教授）说："我们发现在110万年前左右发生过一次极端冰川降温事件，这对早期人类持续占领欧洲的观点提出了挑战"。来自UCL、剑桥大学和巴塞罗那CSIC的古气候科学家分析了海洋微生物的化学成分，并检查了从葡萄牙海岸附近打捞上来的深海沉积物岩芯中的花粉含量。这揭示了气候突变的存在，这种突变最终导致了极度的冰川冷却，里斯本附近海域的海洋表面温度降到了6°C以下，邻近陆地上的半荒漠面积不断扩大。一段视频重点介绍了古气候证据如何显示，根据伦敦大学洛杉矶分校研究人员领导的一项新研究，大约在110万年前，南欧气候明显变冷，很可能导致欧洲大陆早期人类的灭绝。资料来源：UCL主要作者瓦西里基-玛格丽（VasilikiMargari）博士（UCL地理学）说："令我们惊讶的是，我们发现110万年前的这次降温与近代冰期最严重的一些事件不相上下"。共同作者、大英博物馆的尼克-阿什顿教授说："这种程度的降温会使小型狩猎采集人群承受相当大的压力，特别是因为早期人类可能缺乏适应能力，如足够的脂肪保温，也缺乏生火、有效的衣物或庇护所的手段"。为了评估气候对早期人类的影响，共同通讯作者、釜山国立大学IBS气候物理中心的AxelTimmermann教授及其团队在超级计算机Aleph上进行了气候模拟，以捕捉这一时期的极端条件。结合模拟输出和人类占领欧亚大陆西南部的化石和考古证据，研究小组开发出了人类栖息地模型，该模型可预测环境对早期人类占领的适宜程度。阿克塞尔-蒂默曼教授说："结果表明，110万年前，地中海周围的气候对古人类来说变得过于恶劣。"古气候数据和人类栖息地模型结果共同表明，伊比利亚以及更广泛的南欧在早更新世期间人口减少。在接下来的20万年里，石器和人类遗骸明显缺乏，这进一步提出了欧洲人长期中断活动的可能性。共同作者、伦敦自然历史博物馆的克里斯-斯金格教授说："根据这种假设，欧洲可能在大约90万年前被更有韧性的人类重新占领，这些人类在进化或行为上的变化使得他们能够在日益加剧的冰川条件下生存下来"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376641.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376641.htm

日本植物感知温度机制研究获进展 有助稳定粮食生产

日本植物感知温度机制研究获进展有助稳定粮食生产据了解，植物感知温度的机制一直是个谜团，随着气候变化持续给农作物生产造成严重影响，探明植物适应气温变化的机制对稳定粮食生产来说是一个紧迫课题。新华社星期天（12月3日）报道，日本东北大学一个研究小组最新发现，豆科植物雨树下雨时合拢叶子的现象与温度下降有关，一种控制雨树叶子夜间合拢、白天打开的分子同时充当着温度感受器。东北大学日前发布新闻公报说，温度是在很大程度上能影响细胞活动的环境因素之一，因此，感知温度对所有生物来说都非常重要，而植物感知温度的机制一直是个谜。相关成果已发表在美国《当代生物学》杂志上。东北大学研究生院理学研究科教授上田实等研究人员注意到，雨树在下雨的时候会合拢叶子，研究后发现叶子温度下降是触发叶子合拢的原因。雨树夜间会合拢叶子，早晨重新打开，这种类似植物睡觉的运动称为植物的感夜性。上田实等人2018年曾报告，控制雨树感夜性的是存在于叶柄部位细胞中的钾离子通道SPORK2。在本次研究中，他们又发现SPORK2同时也具备感知温度变化的功能。研究员还发现豆科的另外两种植物以及最常见的模型植物拟南芥的SPORK2直系同源基因的活性，发现这些基因合成的蛋白质同样是具备温度感知功能的离子通道。这证明植物界可能普遍存在温度感应分子。公报说，近年来气候变化给农作物生产造成严重影响，探明植物适应气温变化的机制对稳定粮食生产来说是一个紧迫课题。2023年12月3日5:15PM