科学

美国河流系统的一项新分析揭示了一个令人惊讶的行为。远非总是作为碳源，一些位于干旱地区的河流实际上是天然的 CO₂ 汇。 这项研究利用人工智能模型显示，西部的多个河道吸收的碳多于释放的碳。这一模式挑战了关于全球碳动态的数十年假设。 研究结果迫使人们重新考虑如何计算地球的气候平衡，并强调半干旱环境在大气调节中的重要性。 捕获碳的河流 多年来，人们假设所有的河流释放 CO₂是由于有机物的分解。这一观点主要来源于对美国东北部的研究，那里的河道穿过密集的森林。 在那种环境中，微生物呼吸远远超过光合作用，导致碳的持续排放。这种动态被视为全球模型。 然而，新的分析表明，河流生态系统并不统一，其条件决定了其气候行为。 光和有机物的决定性作用 西部的河流流经开阔的空间，阳光充足，而叶子和植物废物的输入最小。这种组合促进了比生物呼吸更强烈的光合作用过程。 因此，水捕获 CO₂ 而不是释放它，成为一个天然汇。这种对比表明，碳流动深受景观和可用能量的影响。 研究估计，约 25% 的西部河段履行这一功能，是东部相应河段的两倍多，东部的比例仅为 11%。 利用人工智能理解河流动态 为了获得更全面的碳活动地图，研究团队整合了水文数据并使用机器学习模型。 这些工具分析了温度、光线、营养物和水速等变量，以预测每个河段的行为。 然后，这些模型被应用于全国数千条河道，揭示了传统方法无法察觉的模式。 一个更干旱的星球和可能的气候盟友 尽管在全国范围内，河流仍然排放的 CO₂ 多于吸收的 CO₂，但差异小于预期。在一个干旱和半干旱地区覆盖约 65% 的地球表面的世界中，这一发现尤为重要。 流经这些地区的河道可能在大气碳调节中发挥比预期更重要的作用。这一发现为研究和评估高太阳辐射景观中的河流生态系统开辟了新途径。 这一发现的环境影响 作为碳汇的河流为改善全球气候模型提供了机会。纳入其行为可能会调整对全球变暖进程的估计。 这些系统还强调了保护干旱地区河道的重要性，这些河道可能在默默地为CO₂ 缓解做出贡献。 此外，了解哪些条件允许碳捕获可以指导河流恢复战略，增强河流清洁大气的自然能力。

一组古生物学家发现了一种新的化石龟物种，并以歌手夏奇拉的名字命名。 这种被命名为Shakiremys colombiana的物种是由南美国家的古生物学家在塔塔科亚沙漠发现的。 该发现是由哥伦比亚罗萨里奥大学的专家完成的，属于中中新世的一个标本。 特别是，这个标本大约有1300万年的历史。 一个完整且独特的化石龟 发现的标本包括一个完整的头骨和两个连在一起的甲壳，使其成为该地区发现的最完整的化石之一。 根据罗萨里奥大学的说法，这只龟的解剖特征使其成为一个从未在Podocnemididae家族的其他标本中见过的独特组合。 团队由四位古生物学家和一名大学生组成，并与塔塔科亚博物馆合作。 专家们在挖掘、准备和科学分析方面工作了两年半。 在宣布这一新物种时，塔塔科亚博物馆馆长安德烈斯·瓦内加斯承认这是“前所未见的”。 Shakiremys colombiana，命名为纪念夏奇拉的化石龟 这只龟体型较小，甲壳长度不超过40厘米。 通过计算机断层扫描，科学家们重建了其神经解剖结构，并发现了独特的适应性： 背向的眼窝：其眼睛向上看，表明它生活在水体底部； 甲壳的切口：颈部附近有一个U形切口，使其颈部更灵活； 生态多样性：能够适应各种水生生态系统，从湖泊到河流； 杂食性：以不同来源的食物为食，包括植物和动物。 埃德温·卡德纳，研究的首席古生物学家，解释说这种多样性“可能使其能够在塔塔科亚地区存在的多样化水生生态系统中与多种龟类共存”。 Shakiremys能够在黑暗和清澈的水域中生存，这在其家族中是很少见的适应性。 科学对夏奇拉的致敬 这个名字结合了夏奇拉的姓氏和希腊词根“emys”，意为淡水龟。 研究人员决定以此致敬是因为多种原因：这位艺术家的音乐伴随着他们在沙漠中的野外工作。 团队还发现古生物学与歌手歌词之间的联系，如短语“我们是同一棵老树的枝桠”，反映了对共同祖先的研究。 歌曲《赤脚》的歌词之一与这只龟的形态相符：“千百年来你赤裸着存在。并且面对恐龙，在没有屋顶和盾牌的情况下。” 在公开宣布之前，科学家们联系了这位巴兰基亚歌手，并获得了使用其名字的许可。 古生物学家卡德纳指出，使用这样一个有影响力的人物的名字是一个有效的科学传播策略，使看似遥远的主题更接近大众。 发现的科学重要性 这一发现对于理解今天居住在南美洲北部主要河流系统的龟类的进化至关重要：亚马逊河、奥里诺科河和马格达莱纳河。 Shakiremys colombiana的标本目前在位于乌伊拉省拉维多利亚的塔塔科亚自然历史博物馆展出。 这一发现巩固了塔塔科亚沙漠作为南美洲最重要的化石遗址之一，用于研究史前历史。

一个国际科学家团队开发了一项革命性技术，通过恐龙化石的蛋壳化石进行测年。 这为理解这些已灭绝物种的进化开辟了新的可能性。 这一发现发表在Communications Earth & Environment上，代表了古生物学的重大进展。 迄今为止，许多化石遗址缺乏精确的测年，这使得确定古代物种的生存时间变得困难。 铀和铅：蛋壳中的地质时钟 来自斯泰伦博斯大学的Ryan Tucker博士领导了这项研究，该研究采用了先进的铀-铅测年（U-Pb）结合元素映射。 该技术测量蛋壳方解石中的这些元素的痕迹。 同位素作为一种自然时钟，可以确定蛋的埋藏日期。 现在，科学家们可以在不完全依赖于如磷灰石或锆石等矿物的情况下确定地质年代，这些矿物在遗址中常常缺失。 在犹他州和戈壁沙漠的蛋壳上进行的测试显示出比火山灰测年精确5%的结果。 因此，在蒙古，团队还记录了一个拥有化石巢和蛋的地点的首个直接年龄约为7500万年。 科学的多功能工具 “蛋壳方解石具有极高的多功能性，”Tucker博士表示。 “它为我们提供了一种新的方式来测定化石遗址的年代，在那里缺乏火山层，这一挑战限制了古生物学数十年，”他补充道。 该方法为研究提供了明显的优势： 允许在不依赖火山层的情况下直接测定恐龙化石的年代 与传统方法相比，提供5%的精确度 在其他矿物缺失的地点也能发挥作用 通过同位素可靠地记录地质年代 Lindsay Zanno，该研究的共同作者和北卡罗来纳州立大学的教授，强调了这一发现的影响。 “直接测定化石年代是任何古生物学家的梦想，”她指出。 她强调：“感谢这项新技术，我们可以解开关于恐龙进化的谜团，这在以前是无法克服的。” 国际科学合作 该研究汇集了多个国家的机构，包括北卡罗来纳州立大学、北卡罗来纳州自然科学博物馆和科罗拉多矿业学院。 蒙古科学院古生物研究所和巴西的奥鲁普雷图联邦大学也参与其中。 在蒙古的实地工作由蒙古恐龙探索联盟（MADEx）进行。 该项目还得到了国家地理学会和国家科学基金会的支持。 这些发现将使全球的研究人员能够在各种古生物遗址中应用这项测年技术。 恐龙蛋壳证明不仅仅是简单的化石遗迹。 现在，它们成为了重建数百万年前统治地球的物种进化历史的重要科学工具。

城市环境中浣熊的扩展正在改变其生物学特征。根据最近的一项分析，与人类共存的浣熊相比于农村地区的浣熊，鼻子更短，这一特征通常与早期驯化过程中的物种有关。 垃圾和可用食物的持续存在加速了适应。浣熊利用人类废弃物作为食物，这减少了对攻击性行为的需求。因此，与人类的日常共存可能会促进更具包容性的个体。 这一发现引发了关于可能正在开始的现象的疑问。数千张照片记录的比较显示出明显的模式。虽然鼻子的缩短很微妙，但在种群之间表现出一致的差异。 “驯化综合征”的初步迹象 鼻子的缩短是驯化动物中观察到的典型特征之一，还可以观察到下垂的耳朵、白色斑点或更大的温顺性。 这些变化可以通过与面部发育和毛皮颜色相关的胚胎细胞的变化来解释。此外，在城市环境中，更安静的浣熊有更多机会，因为与人类的接近要求更少的攻击性，并且更容易持续获得食物。 这可能正在产生有利于温顺的自然选择。甚至，基于数千张图像的多项研究也支持这一假设。比较分析显示，城市浣熊的鼻子短了3.6%。虽然差异很小，但其一致性表明进化过程的开始。 浣熊与自然栖息地：为野生生活而生的物种 浣熊原产于北美的温带森林，其自然栖息地位于河岸地区、树木茂密的区域和可以寻找食物的空间。在那里，它们发展出夜间觅食行为和多变的社会生活。 在自然界中，这些动物以水果、昆虫、小型脊椎动物和季节性资源为食。但它们也依赖于空心树、水体和广阔的领地来生存。事实上，其适应性使其在多种环境中都能成功。 然而，它们的野生行为并不适合与人类共存。浣熊保留了明显的本能、力量和领地习性。它们在城市中的存在是由于垃圾的可用性而被迫适应，而不是一种自然变化。 驯化对物种的影响 浣熊的早期驯化可能会改变其遗传多样性。对温顺性的选择可能会减少对野生生存关键特征的变异性。这可能会削弱其对环境威胁的抵抗力。 此外，身体变化也意味着风险。与“驯化综合征”相关的特征可能会影响其捕猎和自卫能力。自然技能的逐渐丧失会破坏生态平衡。 在这方面，与人类的密切共存增加了冲突。浣熊可能会感染疾病，依赖垃圾并失去基本行为。随着时间的推移，这个物种可能会被困在两个世界之间，而无法完全适应任何一个。 一个不确定的生态现象 浣熊的城市适应是一个正在进行的过程。目前尚不清楚它们是否会进化为半驯化物种，或者这些特征是否会稳定下来。可以确定的是，城市生活正在留下明显的痕迹。 未来的研究将寻求比较不同年代的头骨。还将分析农村和城市种群之间的行为差异。这种跟踪将允许实时重建进化历史。 浣熊的转变显示了城市如何改变动物群。废弃物的持续可用性创造了新的生态位。在这种城市景观中，一些动物开始与我们一起改变。

南美洲拥有世界上最大的天文台，位于智利北部。这就是安装在阿塔卡马沙漠的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA），坐落在查南托平原，海拔超过5000米。 这个科学综合体因其观察能力和在宇宙研究中取得的进展而成为全球的标杆。 ALMA：阿塔卡马沙漠中的巨型望远镜 ALMA依靠66个精密天线的共同参与运作，作为一个巨型望远镜。其位置具有战略意义：阿塔卡马沙漠的大气层非常适合捕捉其他仪器无法看到的毫米和亚毫米波长。 所有天线信号的组合模拟出一个直径可达14公里的望远镜，使其分辨率比哈勃太空望远镜高出10倍。 其最显著的成就包括： 在理解行星系统的形成方面取得进展。 检测到宇宙中的化学成分。 为首张黑洞图像的贡献，即M87星系的超大质量黑洞。 未来：极大望远镜（ELT） 尽管ALMA目前是世界上最大的天文台，但很快将被正在阿塔卡马沙漠的阿尔马索内斯山上建设的极大望远镜（ELT）所超越。 这个由欧洲南方天文台（ESO）发起的项目将成为世界上最大的光学和红外望远镜。其任务是推动在暗物质、星系形成和寻找其他行星上的生命等领域的研究。 ELT的主要特征 ELT将拥有革命性的设计： 主镜：直径为39.3米，由798块六边形SCHOTT ZERODUR®玻璃陶瓷组成，作为一个978平方米的单一镜面工作。 光收集能力：比人眼多出数百万倍，能够观察极其微弱的物体。 次镜：凸面，直径为4.25米，是有史以来建造的最大次镜。 自适应光学：第四面镜（M4）使用8000个执行器，每秒调整其表面1000次，以纠正大气扭曲。 图像稳定：第五面镜（M5）补偿振动，以获得比空间望远镜更清晰的图像。 科学仪器：将在可见光和红外光谱中操作的光谱仪和相机。 保护穹顶：一个80米高的结构，将保护望远镜免受沙漠极端条件的影响。 智利，世界天文学之都 ALMA和未来的ELT的结合巩固了阿塔卡马沙漠作为世界上最重要的天文学地点之一。其晴朗的天空、低光污染和高海拔使其成为一个独特的环境，以前所未有的精度观察宇宙。 ALMA天文台已经在天文学历史上留下了里程碑，允许对生命起源和宇宙结构的基本发现。随着ELT的到来，智利准备引领一场新的太空探索时代，为人类提供能够回答关于暗物质、系外行星和星系形成问题的工具。