新研究提供了气候变化中人类"指纹"存在的明确证据

新研究提供了气候变化中人类"指纹"存在的明确证据 最近的研究强调了人类对海面温度（SST）的明显影响，揭示了与人类活动相关的季节性温度周期的显著变化。这项研究利用各种观测数据集和气候模型，确定温室气体是这些变化的主要驱动因素，对海洋生态系统、海洋作为碳汇的作用以及全球气候模式具有深远影响。"我们的研究表明，海表温度（SST）季节周期中的人为信号已经从自然变化的噪声中显现出来。海表温度季节周期振幅（SSTAC）变化的地理模式揭示了两个显著特点：北半球中纬度地区的上升与混合层深度变化有关，而南纬40°至55°之间的强偶极子模式则主要受地表风变化的驱动，"发表在《自然-气候变化》（Nature Climate Change）上的这项新研究说。"我们发现的证据非常明确。研究基于四组不同的海面海洋温度观测数据，分析了来自不同监测系统的数据，包括卫星记录以及世卫组织海洋研究所自 1950 年以来通过船只和浮筒收集的海洋测量数据。所有这些数据都提供了相同的故事和相同的结论：SSTAC 中的人为信号非常强烈，而且具有非常独特的模式。"佐证和影响在四种不同的观测到的 SST 产品和 51 个模型实现的历史气候演变中，模型预测的 SSTAC 变化模式具有很高的统计置信度。根据各个强迫的历史变化进行的模拟显示，温室气体的增加是 SSTAC 变化的主要驱动力，人为气溶胶和臭氧强迫的贡献较小但很明显。太平洋上的波浪。图片来源：伍兹霍尔海洋研究所 Hannah Piecuch这项研究的灵感来自桑特早先的工作，他从事气候指纹识别工作已有30多年。以前的研究利用卫星记录来识别对流层中上层温度季节周期变化中的人类指纹。然而，这是第一项揭示季节性海面温度气候变化详细模式的指纹研究。气候变化与海洋影响"海面温度的季节周期振幅正在发生变化，而且变得越来越强。我们最大的发现之一是，夏季变暖的程度大于冬季。在北半球和南半球，海洋混合层深度都在变薄，这会显著放大夏季温度。北半球的变暖更为极端，与海洋盆地面积变小有关。在南半球，我们发现海面温度的变化主要是由大气变暖引起的风向转变模式驱动的。这项研究驳斥了近期气温变化是自然现象的说法，无论是太阳还是气候系统的内部周期。"桑特说："就我们正在研究的海洋季节性温度变化而言，自然解释几乎是不可能的。这项研究进一步排除了这样的说法：因为气候变化是自然现象，所以我们不必认真对待。"社会和环境后果海洋表面温度季节性周期中这一强有力的人类指纹预计将对海洋生态系统产生广泛影响。这会极大地影响渔业和营养物质的分布。深入了解人类活动对季节性的影响具有科学、经济和社会方面的重要意义。2023 年，海洋上层热量含量达到有记录以来的最高值，引起了科学界的强烈关注。海洋吸收了地球因全球变暖而产生的大约 90% 的多余热量，在调节地球气候系统方面发挥着至关重要的作用。"海洋温度简直高得离谱。很多人都想知道发生了什么，"桑特说。"答案的很大一部分是人类活动使世界海洋逐渐变暖。科学界一直关注海洋年平均温度的变化。这篇论文表明，根据季节变化进行指纹识别也是至关重要的。"海洋是一个重要的碳汇，它吸收了我们因燃烧化石燃料而产生的 25% 的二氧化碳。然而，海洋吸收二氧化碳的能力与温度有关。随着海洋变暖，我们必须了解海洋吸收二氧化碳的能力是如何受到影响的。"随着海洋吸收二氧化碳，会产生广泛报道的酸化现象，这会对海洋生物造成负面影响。如果我们开始改变海洋的酸碱度，就有可能影响食物链底层生物的结构完整性。在美国和全球范围内，我们现在面临着如何应对气候变化的重要决策。这些决定应该基于我们对人类对平均气候和季节影响的现实性和严重性的最佳科学理解。"编译自: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：

中国古猿头骨揭示人类双足行走的演化过程

中国古猿头骨揭示人类双足行走的演化过程 相关研究成果在线发表于期刊《创新》。多数关于猿类运动演化的研究都集中在头后骨骼的证据上。然而，现存猿类多样化的运动方式以及化石记录的不完整性，阻碍了我们对人类双足行走起源的研究。同时，头后骨骼会在猿类个体的生活时期内发生形态变化，不一定能代表祖先的状态。为了解决这一问题，研究团队转而研究演化较为保守的内耳。论文第一作者、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士生张一南解释说：“半规管是内耳中负责感受平衡的器官，位于我们的颅骨内部。其形态与猿类和人类的运动方式相关。利用现代成像技术，我们可以通过猿类化石的半规管形态来推断已灭绝的猿类是如何运动的。”禄丰古猿生活在距今1250万至620万年前的晚中新世，其化石在云南的多个地方被发现。这些化石为我们理解人猿演化关系提供了宝贵的线索。然而，由于长期的地质作用，许多头骨化石已经被挤压变形，导致以前的研究人员认为脆弱的半规管没能保存。“我们使用最先进的3D多尺度多模态成像系统扫描头骨时，惊讶地发现了内耳及其骨骼半规管。我们虚拟重建了精确的半规管结构并与其他现生和化石猿类以及现代人进行比较。分析表明，早期的猿类具有一种与人类双足行走相关的运动方式。同时发现，内耳结构是除头后骨骼外推断运动方式的新证据。”论文通讯作者倪喜军教授解释说。研究团队使用进化树来分析和比较半规管的形态，确定了猿类运动演化的几个关键节点。倪喜军表示，该研究提出了人类双足行走的三阶段演化过程。首先，最早的猿类具有长臂猿式的运动方式。其次，猿类和人类的中新世祖先演化出与禄丰古猿相似的运动，结合了攀爬和跳跃、前肢悬挂、双足行走和四足行走。最终，这种禄丰古猿型的运动方式演化成为人类的双足行走。这一发现为理解人猿演化关系提供了新证据。 ... PC版： 手机版：

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's Future）杂志上一篇论文的资深作者詹妮弗-麦金托什（Jennifer McIntosh）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（Grant Ferguson）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（Peter Reiners）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： 手机版：

美国电动汽车和电网升级所需的铜远远超过目前的产量

美国电动汽车和电网升级所需的铜远远超过目前的产量 密歇根大学的一项研究显示，美国无法迅速开采铜矿，以满足《减少通货膨胀法案》中提出的向可再生能源过渡的需求。电动汽车和电网升级所需的铜远远超过目前的产量。该研究建议政策制定者考虑铜供应的局限性，并提议将重点放在混合动力汽车上，这是一个更容易实现的目标，同时也能满足全球在发展重要基础设施时对铜的需求。2022 年签署成为法律的《通货膨胀削减法案》要求到 2035 年，100% 的汽车都必须是电动汽车。但电动汽车所需的铜是内燃机汽车的三到五倍，更不用说电网升级所需的铜了。"一辆普通的本田雅阁需要大约 40 磅铜。同样的电池电动本田雅阁需要近 200 磅铜。陆上风力涡轮机需要大约 10 吨铜，而在海上风力涡轮机中，铜的用量可能会增加一倍以上，"麻省理工大学地球与环境研究教授亚当-西蒙说。"我们在论文中表明，采矿公司基本上不可能生产出所需的铜量。"这项研究审查了铜矿公司 120 年来的全球数据，并计算了美国电力基础设施和车队升级为可再生能源需要多少铜。研究发现，可再生能源对铜的需求将超过铜矿目前的产量。这项研究由西蒙和康奈尔大学研究员劳伦斯-卡特尔斯（Lawrence Cathles）领导，由国际能源论坛发表，并在题为"铜矿开采与汽车电气化"的网络研讨会上进行了讨论。资金短缺的部分原因在于采矿公司的许可程序。西蒙表示，从发现新的铜矿藏到获得建矿许可平均需要 20 年左右的时间。采矿挑战与全球需求铜矿由 100 多家公司开采，矿场遍布六大洲。研究人员提取了 1900 年以来的全球铜产量数据，从而得出了 120 年来全球采矿公司的铜产量。然后，他们模拟了铜矿公司在本世纪余下时间里的产量。研究人员发现，在 2018 年至 2050 年期间，仅为满足"一切照旧"的要求，全球需要开采的铜矿将比 2018 年之前人类历史上开采的铜矿多 115%。这将满足我们目前对铜的需求，并在不考虑绿色能源转型的情况下为发展中国家提供支持。为了满足全球汽车电气化对铜的需求，在未来几十年中，每年必须有多达六个新的大型铜矿投产。新铜矿约 40% 的产量将用于与电动汽车相关的电网升级。"我是《降低通货膨胀法》的忠实粉丝。我认为它太棒了。我有太阳能电池板、电池和电动汽车，"西蒙说。"我完全支持能源转型。但是，需要以一种可以实现的方式来完成。"研究人员建议，与其让美国车队完全电气化，不如集中精力生产混合动力汽车。西蒙说："我们希望这项研究能被决策者采纳，他们应该把铜作为能源转型的限制因素，并考虑如何分配铜。例如，我们知道丰田普锐斯实际上比特斯拉对气候的影响稍好。与其在美国每年生产2000万辆电动汽车，在全球每年生产1亿辆电池电动汽车，不如集中精力生产2000万辆混合动力汽车更可行。"铜匮乏的广泛影响研究人员还指出，发展中国家需要铜来建设基础设施，例如为大约 10 亿尚未用上电的人口建设电网；为大约 20 亿尚未用上清洁水的人口提供清洁水饮用设施；为 40 亿尚未用上卫生设施的人口提供废水处理设施。"可再生能源技术、清洁水、废水处理、电力这些都离不开铜。因此，在欠发达国家建设基础设施需要多少铜与能源转型需要多少铜之间，我们最终会面临矛盾。我们认为，我们的研究突出表明，美国可以在减排方面取得重大进展。然而，如果环保团体和政策制定者不彻底改变对采矿业的看法，就无法通过铜和其他金属的上游矿山生产来满足当前（几乎是唯一的）对下游可再生能源技术制造的重视。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究揭示波斯高原是人类迁徙之谜的关键所在

新研究揭示波斯高原是人类迁徙之谜的关键所在 Pebdeh 洞穴位于扎格罗斯山脉南部。早在 4.2 万年前，Pebdeh 就被狩猎采集者占据。图片来源：Mohammad Javad Shoaee这项发表在《自然通讯》（Nature Communications）上的研究强调，在大约 7 万年前到 4.5 万年前的关键时期，人类并没有均匀地分布在整个欧亚大陆，这为我们了解人类在这一时期的行踪留下了空白。研究的主要结果包括：波斯高原是早期人类定居的中心：这项研究采用了一种新颖的遗传学方法，并结合古生态学建模，揭示了波斯高原是欧亚大陆人口定居浪潮的发源地。与西亚其他地区相比，该地区是一个能够养活更多人口的合适栖息地。古代和现代人口的基因相似性：在波斯高原人群中发现的基因成分强调了其在该地区的长期分化，这与该地区的枢纽性质相符，并且是已知居住在该高原的基因成分的祖先。这种遗传特征的发现得益于一种新的方法，这种方法可以将 4 万年的混血和其他干扰事件区分开来。这种基因联系强调了高原作为早期人类定居和随后迁徙的关键地点的重要性。该研究的合著者之一、格里菲斯大学澳大利亚人类进化研究中心主任迈克尔-佩特拉利亚（Michael Petraglia）教授对这些早期人类的运动进行了更为清晰的描述。佩特拉利亚教授说："我们的多学科研究为远古时代提供了一个更加连贯的视角，让我们深入了解了从非洲向外扩张到欧亚人群分化之间的关键时期。波斯高原是一个关键地区，强调了进一步考古探索的必要性"。第一作者、意大利帕多瓦大学的莱昂纳多-瓦利尼说："这一发现阐明了非洲以外地区长达2万年的智人历史，在这一时期，智人与尼安德特人种群发生了互动，并揭示了不同欧亚种群之间的关系，为了解我们这个物种在欧洲、东亚和大洋洲的人口历史提供了重要线索。"资深作者卢卡-帕加尼教授补充说："波斯高原作为早期人类迁徙枢纽的揭示为考古探索打开了新的大门，丰富了我们对人类跨洲旅程的了解，并凸显了这一地区在塑造人类历史中的关键作用。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：