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恐龍重返地球!?《侏羅紀世界3》曝光全新片段

《侏羅紀世界3:統治》(Jurassic World: Dominion,中文名暫譯)曝光全新片段,本片將於明年6月10日在北美上映。此次的片段史前恐龍的生存狀態,而在片段結尾,霸王龍入侵人類現代社會,一場災難在所難免。本片由科林·特雷沃羅執導,他還將與艾米麗·卡麥可共同撰寫劇本。主演包括克里斯·帕拉特、布萊斯·達拉斯·霍華德、山姆·尼爾、蘿拉·鄧恩、傑夫·高布倫等人。此次的第三部電影將緊接上一部電影的故事展開,侏羅紀世界已不復存在,恐龍正式進入人類世界。 ​《侏羅紀世界3》原定於今年6月11日在北美上映,受疫情影響,延期至明年6月10日登錄北美院線,敬請期待。來源:機核

Outerloop工作室開發新作 與《80天環游地球》作者合作

Meghna Jayanth是過去十年中最受歡迎的獨立遊戲作者之一,他目前正致力於《獵鷹時代》開發商Outerloop Games的下一款未公開遊戲中。 Jayanth因2014年的《80天環游地球》而走紅,這是一款基於儒勒·凡爾納的小說《80天環游世界》的互動小說遊戲。最初發行於iOS和Android平台,在2015年被移植到PC平台。從那時起,Jayanth繼續編寫或合作編寫了《無光之海》及其續集《無日天空》,以及Outerloop Games 2019年的冒險遊戲《獵鷹時代》,在這款遊戲中,玩家與鳥類夥伴合作,從殖民者手中奪回他們的世界。賈揚斯還為《地平線:零之曙光》的創作做出了貢獻,並因此獲得了2018年美國作家協會「傑出成就獎」。 Jayanth在Eurogamer播客上表示,她將再次與Outerloop合作開發他們的下一款遊戲,盡管其大部分開發工作仍處於保密狀態。 Jayanth告訴Eurogamer:「我一直在致力於Outerloop的下一款遊戲。不幸的是,我甚至不能告訴你遊戲名字。」 不過,Jayanth也給出了一個提示,他說:「如果你看了Annapurna公司最近的展示,就會發現他們在調侃Outerloop的新遊戲,所以我想我可以說,這款遊戲中有滑冰元素。」 7月Annapurna互動展示會上,他們詳細介紹了該發行商的新合作夥伴和現有合作夥伴,Outerloop的Chandana Ekanayake暗示這個項目,說它「感覺更接近我接下來想要處理的一些主題,即移民文化、在美國長大、八卦的阿姨和專橫的父母,以及家庭壓力。」 Outerloop的動畫師Aung Zaw Oo補充道:「我製作的每一款遊戲中都有雜技、跑酷、武術、滑板等元素」。 來源:3DMGAME

BANDAI: 21年10月 1/1000 地球防衛軍 無畏改級補給母艦 飛鳥號 官圖更新

新品價格    6,050円(稅込)  發售日期    2021年10月30日 廠商    BANDAI 『宇宙戦艦ヤマト2205 新たなる旅立ち』に登場する宇宙戦艦ヤマトの右翼を擔う補給母艦アスカが1/1000シリーズで待望のラインアップ! ■艦橋は付屬のLEDユニットにより青く発光させることが可能。 ■細部までこだわった精密なディテールと水転寫式デカールで船體甲板のラインを再現。 ■専用ディスプレイベース付屬。 【付屬品】 ■LEDユニット(青)×1 ■ディスプレイベース×1 ■ビス×1 ■水転寫式デカール×1 ■ホイルシール×1 來源:78動漫

威爾·史密斯主演,國家地理頻道紀錄劇集《歡迎來地球》發布預告

迪士尼發布紀錄劇集《歡迎來地球》正式預告,將於12月上線 Disney+ 流媒體平台。該劇由國家地理頻道與迪士尼合作出品,達倫·阿羅諾夫斯導演,威爾·史密斯擔任主演及製片人,他們表示:「雖然我們自己認為已經很了解我們的星球了,但仍有許多秘密地帶尚待發現」。劇集將帶領觀眾跟隨威爾·史密斯以及探險家的步伐,一同前往世界各地進行探險,領略地球最美的風景。《歡迎來地球》預計將於12月上線 Disney+,敬請期待。來源:機核

壽屋1/6《蝙蝠俠 地球最後騎士》ARTFX版蝙蝠俠雕像公布!

由Scott Snyder與Greg Capullo這對黃金搭檔贈於DC BLACK LABEL的作品《蝙蝠俠:地球最後騎士》(Batman: Last Knight on Earth)加入了ARTFX產品系列!與黑暗騎士一同旅行的,是以脖子以上的頭顱姿態示人,被裝在提燈容器里的蝙蝠俠宿敵小丑(Joker)。以漫畫《蝙蝠俠:地球最後騎士》的封面主藝術畫作為主題,商品將原作者筆觸下獨特的體型不平衡點表現賦予明朗化的手法,使得角色逐漸從漫畫里的剪影中走出來,並且以尺寸約30cm立體化設計表現出蝙蝠俠手臂、大腿與腹肌等軀幹上的原作韻味。這位蝙蝠俠左手持握提燈內的人物對象,是他旅途上結伴而行的夥伴小丑,請務必關注小丑頭顱細節表達與精緻造型。底座是一個印有蝙蝠俠胸標的金屬板,可以簡易地從盒子裡拿出來裝飾。每個年代都有不同藝術家繪制的蝙蝠俠,壽屋將以合理的價格提供給收藏家的你。本商品將在2021年12月21日停止預購,將在2022年5月上市,稅後售價為17,600日元。【商品內容】原作名稱:《蝙蝠俠:地球最後騎士》商品系列:ARTFX 商品比例:1/6原型設計:Victor Hugo商品尺寸:全高含地台約300mm商品式樣:PVC預塗裝簡易組立手辦模型商品材料:PVC・ABS版權所屬:BATMAN and all related characters and elements © & ™ DC Comics. (s21)更多商品情報請訪問壽屋官方商品頁面了解獲取。 ...

歐空局視頻顯示劇烈的日冕物質拋射撞擊地球磁層 照亮了天空

2021年10月9日,在太陽向太空噴射出一團劇烈的快速移動的等離子體後,歐空局等待著「風暴」的到來。幾天後,日冕物質拋射(CME)抵達地球,撞我們星球磁層,照亮了天空。 CME從太陽的日冕層拋射出來的同時加速了太陽風--從太陽的上層大氣不斷釋放的帶電粒子流。雖然大部分太陽風被地球的保護性磁層所阻擋,但一些帶電粒子卻被困在地球的磁場中,流向地磁兩極,與高層大氣碰撞,形成美麗的極光。 這段令人驚嘆的視頻是由位於瑞典基律納的一台全天空照相機在最近10月12日凌晨極光活動劇烈的這段時間內每分鍾拍攝的圖像製作而成的--這是歐空局空間氣象服務網絡的一部分。這類相機的目標是盡可能多地觀察天空,因此它們配備了一個「魚眼」鏡頭。 這段視頻以半速運行,以突出美麗的極光運動,以大量的綠色旋轉結構開始,當太陽風中的高能粒子與地球大氣中的氧氣碰撞時產生,然後「激發」出電磁波譜中的綠色范圍的光。這通常發生在離地球表面大約120-180公里的地方。由於我們人類已經進化到非常善於看到不同色調的綠色,它是我們看到的最主要的顏色。更難看到的是視頻中後來看到的紫色極光,這次是由於高能粒子撞擊地球大氣中的"離子"氮而產生的。 研究人員稱,這樣的觀察對於理解太陽和地球之間復雜的、有時是危險的相互作用至關重要。 「我喜歡這段視頻的原因是有機會看到這種美麗的、紫色的極光,在強烈的地磁暴期間更清晰可見。」駐ESOC的RHEA空間天氣應用科學家Hannah Laurens解釋說。 「這種漩渦狀結構在空間和時間上的運動通常被稱為極光動力學,在研究電離層和磁層之間的關系時,這是非常重要的,因為電離層和磁層是由磁場線連接的。極光是在遙遠的磁層中運行的復雜驅動力的表現,這使得它成為監測空間天氣狀況的有用的、美麗的工具。」 全天候極光相機由瑞典空間物理研究所(IRF)的基律納大氣和地球物理觀測站(KAGO)操作,這里的數據是作為歐空局空間安全計劃內的空間天氣服務網絡的一部分提供的。 這是該儀器在被納入歐空局空間天氣門戶網站後捕捉到的第一個極光顯示,該門戶網站為任何受太陽爆發影響的人提供及時的信息--從航空公司的飛行員,到太空飛行器和電網的運營商,甚至是充滿希望的極光獵人。 雖然地球上的人類受到地球磁場的保護,但空間天氣會對在軌衛星和地球上的基礎設施產生極端的破壞性影響,並最終影響我們的社會。出於這個原因,歐空局的空間氣象服務網絡繼續監測我們的恆星和地球周圍的情況,以提供信息,保持我們的系統安全。 2027年,歐空局將發射一項首創的任務,從一個獨特的有利位置監測太陽。從側面研究我們的恆星,它將提供一個數據流,在地球上看到潛在的危險區域之前發出警告。來源:cnBeta

滅絕恐龍的小行星在撞擊地球時發生了什麼?

10月19日消息,據媒體報導,希克蘇魯伯隕石坑隱藏在墨西哥灣的水面之下,平均直徑約180公里。6600萬年前,一顆小行星撞向地球,在墨西哥尤卡坦半島留下了這個橢圓形的大型遺跡——地球表面最大的撞擊地形。據估計,這場災難性事件在全世界所有已知的爆炸事件中規模排名第一,相當於10^14 TNT當量。 該事件造成的最嚴重結果,便是地球生命的第五次大滅絕:大約80%的動物物種滅絕,其中就包括非鳥恐龍。哺乳動物與恐龍的直系後代鳥類則存活下來,並輻射演化,成為新生代的優勢動物。那麼,當這顆小行星與地球相撞時,到底發生了什麼?通過研究希克蘇魯伯隕石坑和世界其他地方的地質情況,科學家將各種線索串聯了起來,向我們展示了那可怕的一天及後來歲月里所發生的事情。 研究人員指出,這顆小行星在撞擊地球之前就擺好了要毀滅地球的架勢,最終以最具破壞性的角度撞向地球,這顆小行星的直徑約為12公里,以每小時4.3萬公里的速度撞向地球表面,留下了一道200公里寬的「傷疤」。更重要的是,這顆小行星在撞擊時與地平線呈60度的夾角,這個角度的破壞性特別大,會使小行星向大氣中噴射出大量的塵埃和氣溶膠。 在該地區所發現的證據支持了對這一角度的估計。這些證據包括隕石坑的不對稱結構,地幔岩石的隆起位置,以及該區域核心處獨特的沉積序列,特別是缺乏一種獨特的岩石類型:蒸發岩,比如岩鹽和石膏。 這場劇烈的撞擊使該區域的蒸發岩蒸發殆盡,將3250億噸硫以硫氣溶膠的形式釋放到大氣中,同時將向大氣釋放了435億噸二氧化碳。 被拋入大氣層的物質主要由碎石和硫酸液滴組成;硫酸主要來自於撞擊期間蒸發的、富含硫酸鹽的海相岩石,即硬石膏。含有大量微小物質的雲在地球周圍形成了一個覆蓋層,阻擋了來自太陽的熱量和光線。由此導致的長期降溫極大地改變了地球的氣候。當時熱帶地區的平均溫度27攝氏度下降到5攝氏度。隨著陽光變得黯淡,植物的光合作用減弱,陸地和海洋食物鏈的基礎都不可避免地崩潰,最終導致恐龍和許多其他動物的滅絕。 在小行星撞擊後的幾天內,空氣中的硫酸導致了致命的酸雨,殺死了生活在海洋、湖泊和河流上層的無數動物。 小行星撞擊還引發了巨大的海嘯,淺水波在全球海洋中傳播。根據模擬研究,這些波浪最初達到近1.5公里高,以每小時143公里的速度移動;其他區域的波浪也達到了巨大的高度,比如大西洋的波浪高達15米,北太平洋高達4米。在美國路易斯安那州附近的沉積物記錄中,還保留著當時巨大波浪的證據。一項對路易斯安那州地下的3D地震調查顯示,那裡曾出現過長而不對稱,且高達16米的巨型波浪,並指向墨西哥灣的撞擊地點。 肆虐的火災 撞擊發生後,岩石碎屑和火山灰傾瀉回到地面,引發了一系列野火。由此產生的煙霧和火山灰可能加劇了大氣層的「冷卻罩」作用,進一步減少了陽光照射。 地質學家在研究岩層時很容易就能估計出小行星撞擊的時間,在世界各地的白堊紀末期(6600萬年前)岩層中,都有一層富含銥元素的薄黏土。銥在地球上十分罕見,但在太空岩石中卻很常見。盡管野火、海嘯和其他壯觀的事件更能引起人們的想像,但最重要的是地球大氣的變化,可怕的大氣覆蓋層導致了持續了十多年的寒冷歲月。 「唯一會造成大規模滅絕事件的方式就是用某個東西攪亂整個地球,這里有直接的證據可以證明這一點。」 恐龍大滅絕 白堊紀-古近紀滅絕事件又稱白堊紀末滅絕事件,是地球歷史上第五次,也是最近一次大規模滅絕事件。在五次大滅絕中,這次事件的滅絕程度只能排到第四,但由於非鳥恐龍的集體滅絕,使其成為大多數人認知中最著名的一次滅絕事件。除了非鳥恐龍,地球上大部分的動物和植物,包括滄龍科、蛇頸龍目、翼龍目、菊石亞綱和多種植物都遭遇了滅絕,哺乳動物和恐龍的直系後代鳥類則存活下來,最終成為新生代的優勢動物。 大多數科學家推測,這次滅絕事件是由一個或多個原因造成的,包括小行星引起的撞擊事件,或是長時間的火山噴發。希克蘇魯伯隕石坑以及德干暗色岩的火山爆發,都與白堊紀-古近紀界線的時間相近,被認為是這次滅絕事件的最可能原因。撞擊事件或火山爆發使大量灰塵進入大氣層,遮蔽了陽光,削弱了植物的光合作用,進而影響全球的生態系統。也有少數科學家認為,這次滅絕事件是緩慢發生的,是逐漸改變的海平面和氣候導致了滅絕。 作為當時地球上最大的脊椎動物類群,恐龍首先受到了環境改變的沖擊,多樣性開始衰退。火山噴發出來的懸浮粒子使得全球氣候逐漸冷卻、乾旱,小行星撞擊事件則最終導致依賴光合作用的食物鏈崩潰,使陸地和海洋生態系統遭遇滅頂之災。來源:cnBeta

研究:太陽和恆星影響著我們日常的雲層並最終影響地球的能源預算

據媒體報導,來自丹麥技術大學(DTU)Space和耶路撒冷希伯來大學的研究人員在一項新研究中追蹤了太陽噴發對雲層和地球能量平衡的影響。「我們測試了宇宙射線對大氣層的影響,為期約兩周。當太陽爆炸減少到達地球的宇宙射線通量時,它們會暫時減少小氣溶膠的產生。這些氣溶膠是空氣中的分子團,通常生長為低層雲的水滴種子,」這項研究的論文首席作者Henrik Svensmark說道。 據了解,這項研究的突破之處在於,對地球能量預算的影響已經通過NASA Terra和Aqua衛星上的CERES儀器的詳細衛星觀測得到了直接的量化。觀察結果是,地球在宇宙射線最小值的4到6天內吸收了幾乎為2W/m2的額外能量。 這項由Jacob Svensmark、Martin Bødker Enghoff和Nir Shaviv參與的研究將雲層和地球能量預算的可觀測變化跟丹麥實驗室實驗和理論聯系起來。它顯示了宇宙射線是如何幫助製造最重要的氣溶膠並加速其成長為雲凝結核的。 該小組以前的研究預測,這種影響在海洋上空的低空液體雲中應該是最明顯的,新研究則證實了這一點。空間地圖驗證了主導性的淨輻射強迫變化是來自於原始海洋上的低空液態雲。 Nir Shaviv教授補充稱:「我們現在同時觀察到了下降的宇宙射線、氣溶膠、雲層和能量預算,這相當令人驚訝。」 「這項研究中的太陽效應時間太短,無法對氣候產生持久影響。然而它們確實使宇宙射線-雲層機制戲劇化,在較長的時間尺度上更有耐心地發揮作用。希望這一結果將有助於重新思考太陽活動和宇宙射線對氣候的長期影響,」Henrik Svensmark說道。來源:cnBeta

挑戰重元素的大爆炸之謎 地球工廠通過核轉化創造元素

長期以來,人們一直認為,在宇宙形成的大爆炸期間,氫、氦和鋰是唯一存在的化學元素,而超新星爆炸,即恆星在其壽命結束時爆炸,負責將這些元素轉化為更重的元素,並將它們分布到我們的宇宙中。然而,化學元素不是僅僅在超新星爆炸中產生的,也可能在地球下層地幔深處產生。 ...

地球物理學終極命題:在地球深處探測到的全球規模量子相變

結合理論預測、模擬和地震斷層掃描,由材料物理學家和地球物理學家組成的多學科團隊正嘗試發現地球地幔中的自旋轉換。地球內部依然充滿很多謎團,尤其是在 660 公里以下的深度。 ...

科學家正在跟蹤幾顆不會對地球構成真正威脅的近地小行星

美國宇航局(NASA)和世界各地的其他空間機構為發現和追蹤所有近地小行星付出了相當大的努力。「近地」這個名字讓很多人覺得這些小行星離我們的星球非常近,但它們通常在數百萬英里之外。雖然這在宇宙范圍內很近,但通常情況下,近地小行星對我們的星球沒有構成真正的威脅。 ...

10月9日爆發的太陽風暴產生的物質已經抵達地球

2021年10月9日從太陽爆發出來的大量太陽物質已經於10月12日到達地球。面向地球的日冕物質拋射,或CME,將Kp指數(衡量對地球磁場的干擾)提升到6(中等水平),Kp指數的范圍從0(安靜)到9(強烈)。 該CME與來自活動區域2882的M1.6級太陽耀斑有關,該耀斑在10月9日6:38 UTC(美國東部時間上午2:38)達到頂峰。M級耀斑的大小是最強烈的耀斑,即X級耀斑的十分之一。這個數字提供了關於其強度的更多信息。一個M2的強度是M1的兩倍,一個M3的強度是三倍,以此類推。該耀斑還產生了一個太陽高能粒子爆發,由美國宇航局的日地關系觀測站-Ahead,即STEREO-A太空飛行器在UTC7:51(美國東部時間上午3:51)檢測到。 如圖所示,活躍區2882靠近太陽盤的中間,在2021年10月9日爆發了一個中等水平的太陽耀斑。這個gif動畫顯示了來自美國宇航局太陽動力學觀測站太空飛行器/大氣成像組件儀器的131盎斯道的圖像。資料來源:NASA/SDO STEREO-A也從其遠離地球的有利位置探測到了CME。據NASA月球至火星空間天氣作業辦公室估計,該CME的初始速度約為每秒983公里(610英里/秒)。有關該事件的這一信息和其他信息在空間天氣通知、知識、信息資料庫(DONKI)目錄中報告。 美國宇航局日地關系觀測站-A太空飛行器上的COR2日冕儀,通過遮擋其明亮的表面來觀察太陽的日冕,在2021年10月9日檢測到了這個面向地球的CME。 NOAA的空間天氣預測中心是空間天氣預報、觀察、警告和警報的官方來源。請訪問http://spaceweather.gov了解有關這一事件的潛在影響的信息。來源:cnBeta

俄國家航天集團:太空電影「攝制組」在著陸地球後自我感覺良好

 俄國家航天集團在Twitter上發布消息稱,「攝制組」成員俄女演員尤利婭∙佩列西利德、導演希片科,以及太空人奧列格∙諾維茨基在著陸後自我感覺良好。消息中稱:「載人飛船『聯盟MS-18』返回艙垂直落地並受到保護。乘組人員自我感覺良好!」 著陸後,搜索隊守住返回艙,然後幫助三名太空人離開「聯盟」號。當場體檢後,專機會把他們帶往莫斯科州。下周二(10月19日),這個由影視工作者組成的太空人小組將召開自己的新聞發布會。 來源:cnBeta

未來數周多顆小行星將掠過地球 大小接近美國帝國大廈

科學家預計,未來幾周內將有幾顆巨大的小行星靠近地球,其中一顆行星的大小接近美國帝國大廈。根據美國宇航局近地天體研究中心的數據,預計當地時間本周六將有兩顆小行星出現在地球附近,接下來數日將會有更多光臨地球附近。 就在本周五,直徑達到525英尺(約160米)的小行星2021 SM3 預計將在距地球約350萬英里(約563萬公里)的地方飛馳,這顆小行星的尺寸比埃及的胡夫金字塔還要大。 美國宇航局將「近地天體」定義為「被附近行星的引力推入軌道並使其能夠進入地球附近的彗星和小行星。」 有專家表示,盡管這些小行星距離地球相對較近,但實際上它們與地球之間仍然相距很遠。 與地球最接近的小行星之一是2021 TJ15小行星,它將於本周六在距離地球23.8854萬英里(約38萬公里)的地方掠過地球,這一距離恰好也相當於地球與月球之間的距離。 來自美國宇航局的科學家指出:「那顆小行星的直徑為5.6米到13米。這是一顆很小的小行星,它要到達地區還有很長的路要走,因此它根本無法撞擊地球。」 另外一顆小行星2004 UE的直徑達到1246英尺(約379米),接近帝國大廈的大小,它將在11月13日接近距離地球約260萬英里(約418萬公里)的地方。 美國宇航局表示,今年迄今為止,經過地球的最大的小行星是今年3月掠過地球的小行星2001 FO32,它也被稱為「混沌之神」阿波菲斯,其直徑據達到了1100英尺(約335米)。來源:cnBeta

物理學家提出保護地球免遭宇宙岩石撞擊的新方法

據媒體報導,2013年2月,世界各地的天空觀察者將他們的注意力轉向2012 DA14小行星,這顆直徑約150英尺(50米)的宇宙岩石將比為我們帶來衛星電視的太空飛行器更接近地球。 ...

地球視角看神舟十三號:劃過星河 場面動人

10月16日0時23分,長征二號F遙十三運載火箭從酒泉衛星發射中心起飛,成功將載有3名航天員的神舟十三號載人飛船送入預定軌道。航天員進駐核心艙後,將按照天地同步作息制度進行工作生活,6個月後,搭乘飛船返回東風著陸場。 毫無疑問,在遠地點高度356km的神舟十三號上看地球,必然是波瀾壯闊的一番景象。同時,在地球上看到神舟十三號,同樣也有別樣一番的美感。 10月16日凌晨,有網友哎北京延慶天文觀測台,拍攝到了神舟十三號劃過北京上空的視頻,在靜謐的夜空中,神舟十三號成為空中最亮的「星」,急速駛過祖國上空(視頻)。 視頻中,神舟十三號左右兩側還好似拖著兩個發光尾巴,呈現出扇形的發光區,美輪美奐。 據了解,神舟十三號作為空間站任務的第二艘載人飛船,此次搭載3名航天員上天,將繼續完成空間站關鍵技術驗證及建造任務。 為適應空間站組合體不同構型及來訪太空飛行器不同停靠狀態,實現與空間站前向、後向、徑向交會對接和分離,中國航天科技集團五院神舟團隊設計了新的交會路徑和繞飛模式,增加了繞飛、快速交會對接、徑向交會對接各項功能。 來源:cnBeta

首個俄羅斯太空電影攝制組准備返回地球

俄羅斯國家航天集團公司的直播信號顯示,俄羅斯「加加林號」聯盟MS-18飛船於莫斯科時間10月17日1時1分左右關閉了與國際空間站的通道艙門,開始准備分離工作。俄羅斯太空人奧列格·諾維茨基將帶領首個太空電影攝制組的兩名成員啟程返回地球,返回艙預計於莫斯科時間7時36分著陸。 俄中央軍區已經組織了約200人、12架直升機、3架固定翼飛機和20台特種設備組成的隊伍在哈薩克斯坦境內預定著陸場區進行保障工作。 由一名導演和一名女演員組成的電影攝制組於10月5日乘坐聯盟MS-19飛船抵達國際空間站,並在12天內首次實現了人類在太空拍攝電影的活動。據介紹,這部影片暫命名為《挑戰》,講述了一名女外科醫生為搶救病重而無法返回地球的太空人在空間站進行手術的故事。目前,該電影的劇本仍處於保密狀態,預計影片中有45分鍾左右為在太空拍攝的片段。 俄羅斯國家航天集團總經理羅戈津表示,攝制組的此次太空飛行不僅具有藝術價值,也具有現實意義,為空間站成員遭遇緊急情況時從地面派遣人員進行緊急救助提供了寶貴經驗。 來源:cnBeta

研究:1986 DA或是死亡原行星的碎片 金屬儲量比地球上所有的儲量都多

據媒體報導,現代文明賴以建立的許多材料在太陽系的其他地方都存在,而且數量多得多。 Juan Sanchez領導的一個科學家團隊分析了小行星1986 DA的光譜,其是一類罕見的富含金屬的近地小行星。他們發現這顆特殊的太空岩石的表面有85%的金屬,可能包括鐵、鎳、鈷、銅、金和鉑族金屬,這些都是工業用途的材料,從汽車到電子產品等。 ...

我們能用巨大的推進器改變地球的軌道嗎?

據媒體報導,將我們的地球遷移到一個更安全的軌道上,或許是在所有冰川融化之後保護地球生命的唯一方法。在已知的宇宙歷史中,地球最穩定的屬性之一就是其圍繞太陽運行的軌道。在過去的45億年,即使發生了一系列奇妙的事件——大規模撞擊、月球形成、地球自轉持續放緩以及生命的出現等——地球圍繞太陽的軌道也幾乎沒有變化。 甚至如果我們考慮太陽系和銀河系中所有其他物體的引力影響,地球也仍有超過99%的可能性繼續保持原有軌道,不會發生任何可察覺的變化。 從長遠來看,這將給整個地球帶來一場無法避免的災難。即使是全球變暖所造成的最壞情況,包括溫室氣體濃度不受控制地上升,導致嚴重的氣溫上升和地球上所有極地冰川的融化等,與太陽輻射最終造成的後果相比也顯得蒼白無力。如果地球軌道沒有顯著的變化,不斷增加的太陽能量輸出將在未來10到20億年內蒸發掉地球上所有的海洋,可能會殺死地球上所有的生命。 有沒有辦法讓地球擺脫這種命運?答案是肯定的,那就是改變地球的軌道,將我們的星球家園遷移到太陽系的另一個位置。這可能是我們最後,也是最理想的希望。也許我們需要在南極建造一台巨大的推進器,才能最終拯救整個地球。 美國國家航空航天局噴氣推進實驗室的NEXIS離子推進器是一個長期推進器的原型,可以在很長的時間尺度上移動大質量物體。 當太陽變成一顆真正的紅巨星時,地球本身可能都會被吞沒,並且肯定會經歷前所未有的炙烤。然而,如果我們能在此之前讓地球遠離太陽,不僅能避免地球被吞沒,地球上的生命也能再延續數十億年。 環境問題 這是我們現在所見到的太陽,它的溫度、能量輸出和與地球的距離決定了地球仍處於宜居狀態。隨著太陽能量輸出的增加,我們必須把地球移到距離太陽更遠的軌道上,否則太陽輻射的增加將會使所有海洋蒸發。 如果你認為我們當前正在經歷的全球變暖已經非常糟糕,那你或許可以了解一下太陽可能給未來的地球帶來什麼影響。今天,地球氣候變化和氣溫上升的主要原因與太陽無關,而是由工業革命以來人類活動造成的大氣變化所驅動的。人類向大氣中排放了大量溫室氣體(主要是二氧化碳和甲烷),加上水汽濃度長期的反饋驅動,使地球的能量收支在過去近200年間發生了巨大變化。 在寒冷的天氣里蓋上毯子,可以幫助人體更好地保存體內的熱量,防止熱量被輻射出去;與此類似,大氣中溫室氣體的增加也有助於地球保持熱量。正如2021年諾貝爾物理學獎得主真鍋淑郎在50年前提出的那樣,二氧化碳濃度增加一倍會導致地球溫度上升2攝氏度甚至更高;在最壞的情況下,溫室氣體增加會導致地球上所有極地冰川在幾千年內融化。當然,地球歷史上並不是沒有出現過完全無冰的情況,但這對如今地球上的人類和其他生命而言卻是非常糟糕的。 不過,隨著時間的推移,太陽可能會給地球帶來更嚴重的影響。在太陽內部,核聚變只發生在核心,那裡的溫度超過400萬K;在核的最中心,溫度可高達1500萬K(相比之下,太陽表面的溫度約為5800K),那裡的核聚變反應速率會隨溫度升高而迅速增大。但隨著時間的推移,問題來了: 不同溫室氣體排放場景的預測,以及它們到2100年將導致的變暖程度。請注意,任何更樂觀的場景都需要二氧化碳排放量顯著而迅速地下降,但這一點目前還無法實現。 距離光源越遠,輻射通量就越小。圖中顯示了亮度與距離呈平方反比關系。 1)太陽核心將相當數量的氫轉化為氦; 2)氦在內核中聚集,但此時還不能進一步聚變; 3)濃縮的氦導致引力收縮,進而導致太陽內部升溫; 4)內核的溫度升高,導致「400萬K及以上」區域擴大,占據更大的內部空間; 5)這導致太陽的核聚變速率逐漸增大,從而增加了太陽的總能量輸出。 隨著越來越多的太陽能量到達地球,地球上的防禦和反饋機制便逐漸「力不從心」。一旦全球平均氣溫上升到100攝氏度以上,所有海洋都將會蒸發。這一情景可能發生在10到20億年後。無論從何種角度,這都將標志著地球上復雜生命不可避免的終結。 能量問題 盡管地球軌道在不同的時間尺度上經歷著周期性的振盪變化,但也有一些非常小的長期變化會隨著時間累積起來。地球軌道形狀的變化與這些長期變化相比是很顯著的,但後者是累積性的,因此也會對地球產生重要的影響。 如果不能阻止太陽升溫,那麼讓地球遠離太陽也許可以作為最終的解決方案。亮度和距離之間有一個簡單而直接的關系:每當你與光源的距離增加一倍,你感受到的亮度就減少四分之一。以此推算,如果太陽的能量輸出增加10%,我們只需要將地球與太陽的距離增加4.9%,就能保持接收到的能量不變。 由於目前太陽的能量輸出每過10億年就會增加10%,因此這是一個長期的問題,但如果我們想讓地球繼續保持宜居,總有一天就必須解決這個問題。乍看之下,使地球軌道改變幾個百分點似乎並不是一個特別艱難的任務。畢竟,地球繞太陽運行的軌道是橢圓的,離太陽最近的距離為1.471億公里,最遠的距離為1.521億公里。這兩個點接收到的輻射差約為6.5%,意味著如果我們能夠將地球當前的軌道替換為一個保持在遠日點距離的軌道,就可以使地球在3億多年的時間里不增加能量輸入。 然而,這不僅是一項艱難的任務,甚至可以說是一項天文難度的任務。地球之所以在今天這樣的軌道上繞太陽運行,就是因為在這些位置上,地球的動能(或者說繞太陽運行的能量)與當前距離上太陽的重力勢能相平衡。如果我們設法使地球的動能減少,就會導致地球以更快的速度沉入更接近金星的軌道。同樣地,如果我們想要上升到更接近火星的軌道,就需要給地球注入能量,使其淨速度小於目前繞太陽運行的速度。 這個概念並不難,但所涉及的能量總額卻異常驚人。例如,在未來20億年裡,我們必須將地球到太陽的平均距離從目前的1.496億公里推到1.64億公里,以保持從太陽輸入到地球的能量不變。但請記住,地球有著令人難以置信的質量:約為6×10^24千克。要讓地球進入一個更遠離太陽的穩定軌道,我們必須向地球額外輸入4.7×10^35焦耳的能量:這相當於人類連續20億年為各種目的產生的累計能量的50萬倍。 推進器的作用是什麼? 由於角動量守恆,行星會在軌道上穩定地運行。然而,某種沖擊或推動力可能會給地球帶來我們所渴望的改變,使其最終遷移到更遠離太陽的軌道上。 要向地球輸入如此巨大的能量看起來似乎是很高的要求,但也是可能的。事實上,太陽本身就有足夠的能量供我們收集。要知道,太陽是向四面八方發射輻射的,在目前的地日距離下,只要沒有東西擋住太陽光,則每平方米區域都能接收到1500w的連續光能,即每秒1500焦耳的能量,而我們有20億年的時間(約6×10^16秒)來完成以下工作: 1)收集太陽能; 2)將太陽能轉換成推力; 3)利用這種推力來改變地球的動量和動能。 收集能量是這個問題中最困難的部分之一。有研究者提出了一個可能具有巨大前景的設想,那就是在太空中建立太陽能收集陣列。這可能需要一個規模驚人的陣列,總面積達到5×10^15平方米,大約相當於10個地球的表面積,才能收集到必要的太陽能。這種能量必須是可用的。更重要的是,從另一個角度來看,我們需要的太陽能「只占」太陽總能量的0.000002%:這樣的能量規模仍然相當巨大,但並非不可能。 另一個關鍵是如何有效地利用這些能量提升地球的軌道。從物理學的角度,這個任務對引力場中的任何物體都是一樣的:我們必須在一定時間內施加一個外力,產生一個能產生加速度的脈沖,從而改變物體的動量。將火箭發射到太空的物理原理同樣適用於將地球發射到更高的軌道。我們所要做的就是施加一個推力,使地球的動量向正確的方向改變,最終推動地球離太陽更遠。 於是,我們就需要一台推進器:這種裝置(加速地球)的作用力與一個大小相等、方向相反的反作用力(排出乏燃料)相平衡。理想情況下,我們要一直確保推進器的作用方向是准確的,使其推動地球朝著既定的移動方向前進。然而,在一個快速且持續旋轉的星球上,做到這一點非常困難。因此,假設我們能夠收集、控制、運輸並將能量轉化為有用功,那麼更好的策略便是連續多次啟動行星加速推進器。 為什麼是南極? 在太空中收集太陽能的概念已經存在很長一段時間,但從來沒有人設想過一個面積達到50億平方公里的陣列。如此規模的陣列可以收集足夠的能量,將地球遷移到一個足夠高的軌道上。 這也正是我們為什麼選擇南極作為推進器安裝地點的原因。一旦地球表面的冰全部融化,南極洲就會暴露出來。今天的南極大陸還覆蓋著巨大的冰層,但仍有一大片陸地遠遠高出海平面;如果我們把南極洲的冰全部移走,就會發現南極點的海拔約為3000米。當我們把巨大的推進器安裝在那裡,並持續啟動,就會發生一系列積極的變化: 1)地球開始加速,並將被推到更高的軌道上; 2)所有的推力將被利用起來,不會有一絲一毫浪費在地球當前的運動方向上; 3)地球將被「抬升」出目前的地-日平面,但幅度較小,經過20億年的推進,地球的軌道將比現在的平面高出幾度。 不過,最重要的一點是,當我們通過持續推進增加地球動能時,我們也能更順利地跳出太陽的引力勢阱。這將使地球的軌道與太陽距離更遠,使輸入地球的太陽輻射逐漸減少,我們的行星家園也就能延續更長的時間。 隨著上億年的時間過去,我們將不得不開始面臨大陸漂移的問題。但只要推進器定期調整位置,保持在南極點,並直接指向地球的旋轉軸,我們就不必擔心地球軸傾角的災難性改變。這是一個巨大的隱憂,因為地球擁有的總旋轉動能「只有」2×10^29焦耳,還不到推動地球以進入更高軌道的能量的百萬分之一。只有在推進時不斷與地球的軸向旋轉保持一致,我們才能消除地球自轉被擾亂的風險。 由於地球繞軸旋轉,我們施加在地球表面的任何力都會顯著改變地球的自轉,只有兩個地方不會有這種問題,那就是北極和南極。考慮到北極在海洋之上,而南極洲是一片陸地,選擇南極安裝推進器是一個顯而易見的決定。 仔細想想,這真的是地球工程的終極壯舉。我們說的不是通過化學或反饋過程來改變地球,而是通過純粹的「蠻力」。在長遠的時間尺度上,我們所見到的流星雨將會與現在很不一樣,因為不斷變化的軌道會使地球移出某些長周期天體的路徑,並進入其他天體的路徑。不過,通過正確的技術發展和資源投資,我們的最終目標是有可能實現的,那就是減少太陽輻射對地球生命造成的傷害,並防止由於不斷增加的太陽能量輸入而導致的海洋蒸發。 我們要記住的重要一點是,無論人類活動如何,地球和太陽都會發生一些長期的變化。太陽會燃燒掉它的燃料,太陽核心會擴張並升溫,其總能量輸出會增加。這反過來又會增加到達地球的輻射量。這些變化將極其緩慢,但像太陽這樣的恆星本身生命周期就很長:我們今天所接收到的能量大約比40億年前多30%,而且這種趨勢會一直繼續下去,大約每10億年增加10%。 我們無法阻止太陽耗盡氫燃料,最終進入紅巨星階段,但我們可以通過將地球軌道遠離太陽,為地球上的生命多爭取幾十億年的生存時間。在我們已知的整個世界歷史上——也許是整個宇宙歷史上——這將是人類進行的最宏偉的工程。如果我們選擇這麼做的話,這就將展示我們人類真正的力量;如果我們什麼都不做,那麼在10到20億年後,太陽將煮沸地球上的海洋,終結地球生命的歷史。如果人類能夠開發並實施南極推進器所需的技術,那這項宏偉的工程可能就是在所有冰川融化之後,真正拯救地球的唯一手段。來源:cnBeta

威廉王子給「太空競賽」潑冷水:我們要修復地球 不是尋找替代品

據報導,太空探索技術公司「藍色起源」昨晚剛剛進行了第二次載人太空飛行,威廉王子(Prince William)今日就給「太空競賽」潑冷水,稱我們要做的是修復地球,而不是尋找其替代品。 ...

科幻片《流浪地球2》開機現場圖曝光 吳京、劉德華現身

10月13日,有網友在微博曬出《流浪地球2》開機現場圖,吳京、劉德華、張豐毅等演員現身。電影《流浪地球2》是《流浪地球》的續集,繼續由郭帆執導,該項目於2020年11月在金雞獎期間正式官宣,故事梗概為:太陽即將毀滅,人類在地球表面建造出巨大的推進器,尋找新的家園。然而宇宙之路危機四伏,為了拯救地球,流浪地球時代的年輕人再次挺身而出,展開爭分奪秒的生死之戰…… 《流浪地球2》開機路透圖(圖源微博網友:豬離開了它的外套OO) 《流浪地球2》概念海報 2021年6月,劉德華曾在影迷會33周年的直播活動中向粉絲透露,自己確定出演《流浪地球2》,而張豐毅出演《流浪地球2》的消息則是首次曝光。另外,吳京的回歸也是影迷們的關注點——在前作中,吳京飾演的劉培強已經犧牲,在續作中要如何回歸呢? 該片目前定檔2023大年初一上映。來源:cnBeta

《流浪地球2》開機現場圖 吳京劉德華張豐毅現身

今日(10月13日)《流浪地球2》開機路透照曝光。從照片中可以看到吳京、劉德華、張豐毅等人現身。開機儀式現場聚滿了人,很是熱鬧。劉德華曾在影迷會33周年的直播活動中,透露會出演《流浪地球2》,但張豐毅出演該部影片還是首次曝光。根據備案信息顯示,該片由郭帆執導、劉慈欣監制,將在2023年大年初一上映。 ...

電影《流浪地球2》今天開機!吳京劉德華和張豐毅加盟

電影《流浪地球》取得了巨大成功,如今全新的《流浪地區2》即將和影迷見面。今天貓眼電影官方微博發文,電影《流浪地球2》今日開機,已知陣容有吳京、劉德華、張豐毅等出演,這部電影定於2023年大年初一上映。 ...

研究:極端的二氧化碳溫室效應或是年輕地球被加熱的答案

據媒體報導,大氣中非常高的二氧化碳水平可以解釋30至40億年前仍年輕的地球上的高溫。當時,我們的太陽的光照強度只有現在的70%到80%。然而年輕地球上的氣候顯然是相當溫暖的,因為幾乎沒有任何冰川。這種現象被稱為「年輕弱小太陽悖論」。 資料圖 如果沒有有效的溫室氣體,年輕的地球就會凍成一坨冰。究竟是二氧化碳、甲烷還是一種完全不同的溫室氣體加熱了地球,這在科學家中引起了爭議。 由科隆大學的Daniel Herwartz博士、哥廷根大學的Andreas Pack教授和奧胡斯大學(丹麥)的Thorsten Nagel教授展開的新研究現在表明,高二氧化碳水平是一個合理的解釋。這還將解決另一個地球科學問題:海洋溫度顯然太高。這項研究現在已經發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。 地球科學中一個備受爭議的問題涉及早期海洋的溫度。有證據表明它們非常熱。對非常古老的石灰岩或矽質岩石上的氧同位素的測量表明海水溫度高於70°C,這些岩石可以作為地溫計使用。只有當海水改變了它的氧同位素組成,更低的溫度才有可能。然而這長期以來被認為是不可能的。 新研究的模型顯示,大氣中的高二氧化碳水平可能能提供一種解釋,因為它們還會引起海洋成分的變化。「因此,高二氧化碳水平將同時解釋兩種現象:第一,地球上的溫暖氣候,第二,為什麼地溫計會出現熱海水,」科隆大學的Daniel Herwartz說道,「考慮到海水不同的氧同位素比率,我們將到達接近40°C的溫度。」 可以想像的是,大氣中也有大量的甲烷。但這不會對海洋的組成產生任何影響。因此,它不能解釋為什麼氧氣地溫計顯示的溫度太高。「這兩種現象只能用高水平的二氧化碳來解釋,」Herwartz補充道。研究人員估計,二氧化碳的總量約為一巴。這就好比今天的整個大氣層都是由二氧化碳組成。 「今天,二氧化碳只是大氣中的一種微量氣體。與此相比,一巴聽起來是一個荒謬的數量。然而,看看我們的姐妹行星金星,其大約90巴的二氧化碳,就可以把事情看清楚了,」哥廷根大學的Andreas Pack表示。 在地球上,二氧化碳最終被從大氣和海洋中移除並以煤炭、石油、天然氣和黑頁岩以及石灰岩的形式儲存起來。這些碳庫主要分布在大陸上。然而年輕的地球基本上被海洋覆蓋,幾乎沒有任何大陸,所以碳的儲存能力是有限的。 「這也解釋了從今天的角度來看,年輕地球的二氧化碳含量巨大,」奧胡斯大學的Thorsten Nagel指出,「畢竟,大約30億年前,板塊構造和可以長期儲存碳的陸塊的發展剛剛提速。」 對於碳循環,板塊構造的出現改變了一切。有山脈的大塊陸地提供了更快的矽酸鹽風化,進而將二氧化碳轉化為石灰石。此外,隨著海洋板塊的俯沖,碳被有效地困在地球的地幔中。板塊構造因此導致大氣中的二氧化碳含量急劇下降。反復出現的冰期表明,地球上變得明顯更冷。 「早先的研究已經表明,古代玄武岩中的石灰石含量表明大氣中的二氧化碳含量急劇下降。這跟同一時期氧氣同位素的增加很吻合。一切都表明,大氣中的二氧化碳含量在板塊構造開始後迅速下降,」Daniel Herwartz總結道。不過在這里,「迅速」指的是幾億年。來源:cnBeta

NASA和ESA正制定多任務計劃 旨在將首批火星樣本帶回地球

美國宇航局(NASA)的「毅力號」探測器已經在火星表面停留了大約八個月,在這段時間里,它已經採集了火星岩石的樣本,以確定其中可能包含的秘密。然而,「毅力號」並不打算在火星表面自行分析這些樣本,而NASA和歐空局(ESA)正在制定一個多任務計劃,在數年後將這些樣本帶回地球進行分析。 這項被稱為「火星樣本返回」(Mars Sample Return)的任務仍在開發中,但NASA和ESA已經意識到了將這些樣本帶回地球時擺在他們面前的後勤問題。正如NASA噴氣推進實驗室網站上的一篇新文章所解釋的那樣,火星樣本返回需要多次任務,向火星發送一個軌道器、一個著陸器,甚至一個新的漫遊車。 NASA的解釋是,新的漫遊車將從「毅力號」上收集樣本,然後由著陸器上的機械臂裝入火箭的頂端。從那裡,這些樣本將被運送到軌道器上,在那裡它們將被安全地包裝起來,以便返回地球。通過在地球上分析這些樣本,科學家們將有機會獲得不可能被送往火星的實驗室技術。 當然,這並不像把樣品裝進小瓶里然後送回地球那麼簡單。NASA仍然必須確保這些樣本在回程中不被污染,並且在到達地球後不會污染任何東西。 NASA在周二發表的一篇文章中釋了確保這些岩芯樣本被裝在密封和安全的容器中送回的挑戰,這些容器不會讓任何火星塵埃流出。NASA正在試驗的一個解決方案是將樣本裝入鈦瓶中,然後用一種叫做釺焊的工藝將其密封,在這種工藝中,金屬被熔化,基本上將蓋子粘在小瓶上,並對縫隙中的任何灰塵進行消毒。 「我們現在最大的技術挑戰之一是,在距離約1000華氏度(或538攝氏度)熔化的金屬幾英寸遠的地方,我們必須將這些非凡的火星樣本保持在它們在火星上可能經歷的最熱溫度以下,即約86華氏度(30攝氏度),」戈達德團隊的系統工程師Brendan Feehan說,他負責開發將這些樣本送回地球的系統。「我們的釺焊解決方案的測試的初步結果肯定了我們走在正確的道路上。」來源:cnBeta

地球在500年後會變成什麼樣?

據媒體報導,雖然科學家可以對未來做出一些相當准確的預測,但預測500年後的地球會是什麼樣子卻是一項困難的任務,因為有許多因素在起作用。想像一下,1492年的克里斯多福·哥倫布試圖預測今天的美洲。 ...

新研究顯示地球上的天然碳匯在氣候斗爭中具有重要的力量

據媒體報導,地球上從兩極到赤道的廣大棲息地有強大的能力從大氣中清除二氧化碳,這是因為以前沒有發現的岩石氮氣風化反應將天然肥料分布在世界各地。新研究強調了保護這些生態系統的重要性,並在康奈爾大學、北亞利桑那大學和加州大學戴維斯分校領導的研究小組發表在《Global Biogeochemical Cycles》上的一篇論文中作了詳細介紹。 ...

太陽熱量如何到達地球?為什麼陰雲密布時感受不到溫暖?

10月12日消息,太陽是光和熱的至高來源。太陽的能量通過輻射到達地球。當有雲層覆蓋的時候,由於雲層的隔離效果,太陽的溫暖會急劇下降。你是否曾經渴望像太陽一樣耀眼,為你所愛的人帶來溫暖和舒適?太陽不僅是我們地球的主要能源,也是我們生活中希望和樂觀的經典象徵。 太陽距離我們有數百萬公里,但太陽卻從未中斷為我們提供光和熱。太陽賜予的光和熱,是地球生命的重要泉源。 想像你自己正沐浴在陽光下。縷縷陽光溫暖著你的雙腳,讓你倍感愜意。突然,烏雲盤旋在頭頂,擋住了陽光。你無法再感受到柔和的暖陽。這時,你可能會問,太陽的熱量既然能夠穿越如此遙遠的距離到達地球,卻又為何被雲層輕易地遮擋呢? 太陽輻射 要了解這些問題的科學答案,讓我們從了解基礎原理開始。熱量從溫度較高的物體流向溫度較低的物體。這種熱傳遞過程會持續發生,直至兩個物體達到相同的溫度,稱為熱平衡。 熱傳遞有三種不同的機制: 1)傳導 從微波爐中取出盤子的時候,你是否不小心燙到手?燙手的罪魁禍首就是熱傳導。 在這個過程中,熱量以動能的形式從相互接觸的高溫區域傳遞到低溫區域。這個過程不涉及分子從一個地方到另一個地方的實際運動,而只是被激動的分子將它們的能量傳遞給相鄰的分子。這個過程會持續發生,直至兩個區域達到相同的溫度,沒錯,就是達到熱平衡。 這是最簡單的熱傳遞形式,且主要發生在固體間。熱傳導也稱為漫射。 熱傳導 例如,拿在手上的巧克力會融化,這是因為你手上的熱量通過熱傳導傳遞給了巧克力,使得巧克力溫度上升,進而融化。 2)對流 泡茶的時候,你是否觀察過水杯中茶葉向上的移動?造成這種有趣現象的正是熱對流。 在這個過程中,由於熱流體和冷流體的密度不同,熱量通過分子在整個流體(液體和氣體)中的實際運動來傳遞。這種持續的分子流動在流體內形成一股氣流。 當流體被加熱時,靠近熱源的分子獲得能量並開始更快速地移動。由於這些分子被加熱,密度降低,它們開始向上移動。更重、溫度更低的分子則占據了快速向上移動的分子留下的空位,這個過程會持續進行。於是,一股氣流在流體內形成。 對流過程 例如,陸風和海風形成於陸地和海洋之間的溫差引起的對流;反過來,這些陸風和海風又會導致陸地和海洋上方空氣的溫差。 3)輻射 即使你沒有坐在篝火附近,你也可以感受到篝火的溫暖。在這種情況下,輻射有助於熱傳遞。 在這個過程中,能量的傳遞是通過電磁波中的光子(能量包)來實現的。電磁波(如光、微波和紅外輻射)的傳播不需要介質。沒有任何接觸,你的身體也可以吸收電磁波。 太陽的熱量如何能夠穿越如此遙遠的距離到達地球? 地球表面和大氣之間的不同熱傳遞機制 太陽的熱量通過真空傳播到我們的地球,這個現象就是輻射。太陽光到達地球大約需要8分20秒。當這種能量到達地球大氣層時,熱傳導和熱對流都將發揮重要作用,把太陽的熱量分散到地球各處。 為什麼陽光無法穿過烏雲呢? 要回答這個問題,我們需要先了解「隔熱」一詞。 隔熱是在冷熱物體之間製造一個屏障以阻止熱量傳遞的過程。有助於隔熱的材料稱為絕熱體。熱量無法通過絕熱體流動,從而限制了熱量的傳遞。 雲層起到了隔熱的作用 雲層起到了隔熱的作用,阻擋了來自太陽的熱量。這就是為什麼當雲層覆蓋的時候,你感受到不到溫暖的陽光。雲層的這種特性對於維持地球夜間的最佳溫度至關重要。大氣層周圍的雲層吸收了從地球表面逸出的熱量,然後在夜間使我們保持溫暖。 寫在最後 幾個世紀以來,人們一直把太陽當做神祇來敬拜。太陽是地球上生命的供養者。生命的維持離不開來自太陽的能量。這種能量由核聚變產生。在高溫高壓下,氫原子核融合形成一個氦原子,同時釋放出大量光和熱。 對日常現象和事件做一點點的科學探索可以讓我們對周圍環境有更深入的了解。所以,請不要停下學習的步伐!來源:cnBeta

太空人從國際空間站分享地球神秘發光事件的圖像

太空人Thomas Pesquet於10月8日從國際空間站拍攝的一張照片記錄了極為罕見的東西。下面看到的照片清楚地顯示了地球地平線上的一個明亮的藍白色發光事件。Pesquet從一個較長的延時攝影中拍下了顯示藍色發光事件的單幀照片。 雖然這張照片看起來像某種爆炸,但它不是,地面上的大多數人可能永遠不會注意到這個事件的發生。Pesquet捕捉到的被稱為"瞬時發光事件",它類似於閃電,但在地球的高層大氣中向上沖擊。該事件的另一個名稱是上大氣層閃電。 瞬時發光事件是一組相關現象,通常發生在雷暴期間。雖然與閃電相似,但它們發生的高度明顯高於正常的閃電,而且工作方式也不同。屬於瞬時發光事件類別的不同類型的事件包括由閃電引發的發生在低平流層的"藍色噴流"。要發生這樣的事件,閃電必須通過雷雨雲的負電荷區域傳播,然後到達下面的正電荷區域。 如果發生這種情況,閃電就會向上擊打,從而導致分子氮的藍色光芒。還存在一種被稱為紅色SPRITES的現象。紅色SPRITES是一種通常為紅色的放電,發生在雷暴單元的高處,由下面的閃電觸發,有趣的是,科學家在幾十年前還不相信它們的存在。 在科學界同意這種現象存在之前,位於高空層的飛行員們已經觀察到了這種現象。今天,我們知道地球不僅存在過境發光事件,而且它們還影響氣候。目前還不清楚我們在Pesquet在國際空間站上拍攝的照片中看到的是什麼類型的事件。值得注意的是,這種類型的現象在地面上的照片中很難捕捉到。 來源:cnBeta

沉寂 350 萬年之後,迄今最大的彗星朝向地球而來

多年以來,科學家一直對天王星和海王星大氣層明顯缺乏氨的現象十分困惑,氨以其難聞的氣味而聞名,它在宇宙中很常見。近期,天文學家在木星上發現大量富含氨的冰雹,被稱為「蘑菇冰雹」,事實上氨並未在木星大氣中消失,可能僅是隱藏在該行星大氣層深處,目前的科學儀器無法到達那裡。 1、 木星發現「蘑菇冰雹」 最新研究顯示,在雷暴期間,木星大氣層高處會形成含有氨的蘑菇雲,即使在零下 90 攝氏度的極低溫度下,氨也能將冰融化成液態水。當這些蘑菇冰雹穿過大氣層時,會吸收越來越多的氨,最終積累了 1 公斤的質量,氨被輸送到大氣層深處,在那裡這些物質仍然被鎖定在雲層底部之下。基於這項最新研究,或將解釋為什麼天王星和海王星大氣中迄今未探測到氨。 2、 鬣狗熔岩洞發現人類頭骨碎片 數千年以來,沙烏地阿拉伯北部一個蜿蜒復雜的熔岩洞是鬣狗的家園,在這里發現了大量可怕的證據,岩洞地面上覆蓋著成堆被啃咬過的骨頭,甚至一些是屬於人類。科學家分析稱,鬣狗可能不會殺死人類,很可能是從附近墳墓中刨出屍體,然後拉到熔岩洞中吃掉 。2009 年,部分研究人員將此處熔岩洞描述為「狼穴」,因為他們懷疑狼收集大量人骨,然而,對骨堆、糞化石和單個骨頭的最新分析卻顯示,這個洞穴屬於斑紋鬣狗,它們曾經吞食了包括人類在內的多種動物屍體,最早可追溯至 4500 年前。 3、 嬰兒行星浸泡在賦予生命的「氰化湯」 恆星從巨大的氣體雲和塵埃中誕生,這些氣體雲和塵埃在自身重量的作用下坍縮成盤狀結構,這些圓盤的中心通過摩擦和增加壓力而升溫,直到它們點燃成為聚變動力恆星,而周圍物質慢慢聚集成更大的塊狀物。美國哈佛大學天體化學家卡琳·奧伯爾格稱,行星是在年輕恆星周圍盤狀結構中形成的,這些盤狀結構中包含的分子有助於預測未來行星的構成,令我們興奮的是,我們發現了氰化物分子的豐度和分布,氰化物通常被認為是一種毒藥,盡管許多關於生命起源的理論都認為這類化學物質起著重要作用,現在大量觀測數據顯示,一些行星可能在氰化物中逐漸形成,而這些物質為生命出現提供了動力。 4、「 大腦起搏器」幫助患者擺脫嚴重抑鬱症 在所有可用治療方案均失敗之後,一位患有嚴重抑鬱症的女性患者通過植入新裝置獲得了病情緩解,該裝置可以向她大腦中的特定部位發送短脈沖電流。這種名為 「NeuroPace RNS」 的電池供電系統不僅能刺激大腦,還能監測人體器官內部的電活動。目前,加州大學舊金山分校一支研究團隊認為該技術可用於治療嚴重抑鬱症患者。 5、 沉寂350 萬年之後,迄今最大的彗星朝向地球而來 一顆巨大的彗星——可能是迄今為止發現最大的彗星之一,正快速地朝向太陽系內部移動,預計將在 10 年後到達。這顆彗星被命名為「貝納迪內利-伯恩斯坦彗星」,直徑至少 100 公里,比一般彗星質量大 1000 倍,據...

科學家在NASA提供的數據中發現地球磁層邊緣令人驚訝的「駐波」

據媒體報導,磁層是指在太陽風和行星磁場的相互作用下,行星原來磁場的磁力線被太陽風壓縮在一個有限的空間。科學家們預計,沿著磁層行駛的波會向太陽風的方向盪漾。但是一項新研究顯示,有些波的作用正好相反。 研究這些傳輸能量的磁層波,有助於科學家了解太陽活動在地球周圍空間的復雜表現。由太陽驅動的空間條件的變化被稱為空間天氣。這種天氣可以影響我們的技術,從軌道上的通信衛星到地面上的電力傳輸。「了解任何系統的邊界是一個關鍵問題,」領導這項新研究的倫敦帝國學院空間物理學家Martin Archer說,該研究於2021年10月6日發表在《自然通訊》上。「這就是東西進入的方式:能量、動量、物質。」 Archer專注於表面波,意思是需要一個邊界的波--在這種情況下,是磁層的邊緣--來沿途傳播。以前,他和他的同事們的研究確定,磁層的邊界像鼓一樣振動。當一陣強烈的太陽風拍打著磁層時,波向地球的磁極移動,並被反射回來。 最新的工作考慮了在整個磁層表面形成的波,使用了美國宇航局THEMIS任務的模型和觀測數據的組合,即磁層亞暴期間事件和宏觀互動的時間歷史。 研究人員發現,當太陽風脈沖襲擊磁層時,形成的波不僅在地球磁極和磁層前端之間來回移動,而且還逆著太陽風前進。Archer將這兩種運動比作渡河。一條船可以從一個河岸到另一個河岸(向兩極移動),也可以「逆流而上」(對抗太陽風)。在磁層的前端,這些波似乎是靜止的。 THEMIS衛星在磁層內的觀測首先暗示了一些波可能是逆著太陽風前行的。研究人員用模型說明了來自太陽的風的能量和逆風的波的能量是如何相互抵消的。Archer說:「它看起來就像你根本沒有移動,盡管你付出了大量的努力。」 這些「駐波」可以比那些隨太陽風傳播的「駐波」持續更久。這意味著它們在近地空間加速粒子的時間更長,從而導致輻射帶、極光或電離層的潛在影響。Archer預計,「駐波」可能發生在宇宙的其他地方,從其他行星的磁層到黑洞的外圍。研究離家很近的波可以幫助科學家了解這種遙遠的邊界。來源:cnBeta

沉積物研究揭示更新世湖泊死水周期與地球軌道變化之間的聯系

東非裂谷湖涵蓋了從淡水到高鹼性的水系統,具有相當豐富的生態多樣性。與此同時,這些裂谷湖泊的沉積庫也留下了「高解析度」的環境記錄,使得科學家們能夠更好地了解過去幾百萬年來、與東非人類進化相關的環境和氣候背景。在最近發表於地質學(Geology)期刊上的一項新研究中,喬治亞洲立大學研究團隊就介紹了他們的最新見解。 馬加迪湖西岸俯瞰(來自:Hominin Sites and Paleolakes Drilling Project) 研究一作、來自喬治亞州立大學的 Dan Deocampo 與一支國際研究人員團隊在當地開展了鑽探工作,以期從東非裂谷的湖盆中收集深層沉積岩芯。 作為古人類遺址與古湖泊鑽探工程(HSPDP)的主要工作之一,研究人員檢查了馬加迪湖(肯亞裂谷南部的一個鹽鹼湖)收集的鑽孔岩心沉積物的地質大學記錄。 Dan Deocampo 表示:「我們正試圖了解地球表面環境在過去幾百萬年中是如何變化的,以及這對早期人類棲息地產生了怎樣的影響」。 在馬加迪湖遺址鑽采樣本 地質化學的分析結果,揭示了這個不尋常的裂谷湖系統近百萬年的古環境記錄。可知胡波沉積物中的鉬、砷、釩等元素的濃度最高。 這些元素的超積累,此前未在其它東非湖泊中觀察到,因其通常只在相當的閉塞(euxinic)條件下形成(比如在乾旱導致的負水平衡事件期間觸發)。 湖中富含硫化物的沉積物中積累的鉬含量,無法直接告訴古人類生活的棲息地的結構。但這些生存要素與淡水條件之間的波動,還是可以揭示一些與環境變化有關的信息。 研究團隊分析鑽采的樣品 研究合著者指出,死水事件在大約 70 萬年前變得普遍,且隨後傾向於在地球軌道變得更加橢圓的間隔期間內發生(周期約 10 萬年)。 隨著軌道變得越來越橢圓,地球與太陽的距離也被拉大,進而引發季節性的氣候大變化。同時此類事件也為該地區在廣泛的冰川時期發生的嚴重乾旱事件提供了一個重要的指標。 科學高幅度的環境波動,主力推動了死水與「混合良好」的湖泊條件之間的轉變。從而在生物進化的時間尺度上,對植被的可用水量產生了深遠的影響。 最後,馬加迪湖的地球化學記錄,在一定程度上表明了環境變化與哺乳動物物種更替、與 50~32 萬年前肯亞裂谷南部的中石器時代的首次技術顯現有關。 Deocampo 總結道:「對於人類學家來說,這是一個很好的切入點。他們正在思考環境變化的幅度、基因庫修改、棲息地結構,以及首次 / 最後出現的變化之間的聯系」。 感興趣的朋友,可移步至近日出版的《地質學》(Geology)期刊查閱全文,原標題為《Orbital control of Pleistocene euxinia...

對沉積物庫的分析表明:環境變化是由地球軌道變化驅動的

據媒體報導,非洲東部的大裂谷湖泊是各種生態系統的家園。這些裂谷湖泊也是沉積物庫,產生了高解析度的環境記錄,可以有針對性地更好地了解過去幾百萬年來非洲東部人類進化的環境和氣候背景。最近發表在《地質學》上的一項新研究考察了從馬加迪湖--肯亞南部裂谷的鹽鹼湖--收集的鑽芯沉積物的地球化學記錄,該記錄提供了一個不尋常的裂谷湖泊系統的近一百萬年的古環境記錄。 研究主要作者、喬治亞州立大學的Dan Deocampo和一組國際合著者對馬加迪湖進行了考察,作為人類遺址和古湖泊鑽探項目(HSPDP)的一部分,該項目從東非裂谷的湖泊盆地收集深層沉積物芯。 Deocampo說:「我們正試圖了解地球表面環境在過去幾百萬年中是如何變化的,以及這對早期人類的棲息地有何影響。我們正在使用許多不同的古代環境代用指標,以了解環境如何變化,棲息地如何變化,從而了解早期人類的危害和資源是如何隨時間變化的。」 馬加迪湖樣本的地球化學分析顯示,像鉬、砷和釩這樣的元素在湖泊沉積物中的濃度是迄今為止最高的。這些元素的過度積累以前沒有在其他東非湖泊中觀察到,而且通常需要uxinic條件。當湖水處於缺氧和硫化狀態時,就會出現uxinic條件,通常在乾旱等負水平衡事件中觸發。 Deocampo說:「湖中富含硫化物的沉積物中積累的鉬的數量不會告訴我們棲息地的結構,也不會告訴我們人的生活地點,但是那些euxinic條件和更新鮮的水條件之間的波動,可以告訴我們一些關於環境變化的速度。」 Deocampo和合著者發現,在大約70萬年前euxinia現象變得很普遍,隨後傾向於在地球軌道更加橢圓的時間段內發生,這在10萬年的周期內發生。隨著地球的軌道變得更加橢圓,地球可以變得離太陽更遠,這導致季節性氣候的更大變化。Euxinia的出現提供了一個重要的指標,表明該地區在廣泛的冰川時期發生了強烈的乾旱。 這些高振幅的環境波動促使湖泊條件在良好的混合環境之間發生變化,這將在進化的時間尺度上深刻地影響水分供應和植被。 馬加迪湖的地球化學記錄所表明的環境變異在時間上與哺乳動物的物種更替和50萬至32萬年前肯亞南部裂谷首次出現的中石器時代技術有關。 Deocampo說:「現在這是與古人類學家的一種接觸點,他們正在思考環境變化幅度的變化以及這與基因庫的修改和棲息地結構的變化、首次出現和最後出現的關系。」來源:cnBeta

研究稱用核彈撞擊小行星可幫助保護地球

據媒體報導,向與地球相撞的小行星發射核彈,聽起來像是科幻電影中的情節,但一項新研究表明,即使是晚期干預也可以幫助避免滅絕級的撞擊。近幾十年來,所謂的小行星破壞的可能性已被充分論證,因為天文學家和美國國防機構試圖弄清楚地球在小行星即將撞擊的情況下可以做些什麼。 當然,這樣的事件將是罕見的:宇宙很大,而地球相對來說是很小的。盡管如此,一顆小行星與地球相撞可以給一個物種的未來帶來嚴重的影響。 對有朝一日可能對地球構成危險的潛在危險天體進行遠距離探測的努力仍在進行中。不幸的是,總是有可能存在「漏網之魚」。美國能源部下屬的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)研究了通過動能撞擊器或核爆炸手段進行後期干預可能涉及的內容。 由主要作者Patrick King發表在《Acta Astronautica》上的研究結果顯示,勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的行星防禦小組計算了在不同時間尺度上進行的不同規模的干預的不同影響。"雖然科學家希望有更多的預警時間,"LLNL科學家指出,"但他們需要為任何可能的情況做好准備,因為許多近地小行星仍未被發現。" 事實證明,人們可能不需要像以前認為的那樣擔心。通過使用基於不同天體軌道和碎片速度分布的流體力學計算,研究人員探討了如果一個100萬噸的核彈頭在距離表面幾米的地方爆炸,將如何影響一個Bennu形狀、直徑100米的小行星。 研究人員考慮了五條軌道,在所有五種情況下,核彈都能夠將撞擊地球的質量大幅減少,即使爆炸發生在小行星即將撞擊的兩個月前。這意味著99.9%的小行星質量實際上會在爆炸後錯過地球。 研究人員總結說,如果較大的太空石被更早地擊中,可能出現的情況仍會有效。"對於較大的小行星來說,分散將不那麼有力,"LLNL解釋說,"但如果在撞擊日期前至少提前六個月進行破壞,即使分散速度降低一個數量級,也會導致99%的質量錯過地球。" 事實上,核爆炸並不是處理對地球的這種威脅的首選方式。例如,動能撞擊器--比如在DART任務中使用的--有更多現實世界的證據證明其有效性。然而,它們也需要更多的准備時間,使得核彈成為一個很好的替代方案,在這種情況下,初期的打擊可能會更快。 一個挑戰是,盡管小行星可能被擊中,但仍然必須考慮到所有剩餘的碎片和片斷的潛在影響。"這是一個復雜的軌道問題,"研究報告的共同作者麥可-歐文解釋說,"如果你把一顆小行星分解成碎片,所產生的碎片雲將各自圍繞太陽追求自己的路徑,與對方和行星發生引力作用。該雲將傾向於伸展成一個彎曲的碎片流,圍繞小行星原來的路徑。這些碎片擴散的速度有多快(加上距離雲層穿過地球的路徑還有多長時間)告訴我們有多少會撞擊地球。" 為了使之更容易,歐文和該團隊的其他成員修改了一個名為Spheral的軟體,該軟體以前曾被用來模擬小行星的核破壞情況。在此基礎上,他們將由此產生的碎片雲的引力演變加入到組合中,包括太陽的影響和附近其他碎片的影響。 白宮目前正在進行一個項目,探索地球如何能夠更好地應對即將到來的天體撞擊,其基礎是假設未來的撞擊是一個"何時"而不是"是否"發生的問題。美國國家近地天體(NEO)准備戰略和行動計劃旨在利用這類模型來改善對未來危險的警告,此外還想出一些方法來減少對地球的影響。來源:cnBeta

《地球防衛軍6》最新兵器敵人等情報公開 2022年發售

D3P社旗下經典遊戲系列新篇《地球防衛軍6》已經確定將於2022年發售,10月7日今天官方公開了最新遊戲系統情報,展示了新敵人以及兵等,一起先睹為快。 ·《地球防衛軍6》的劇情將承接上一代作品,本作中《地球防衛軍5》時代的地防軍已經處於主要戰鬥力近乎全失的慘狀,不過這破敗戰場上仍然有一名傳說戰士還在繼續同外星怪物英勇作戰,據傳將極有可能是引導之前大戰走向勝利的主人公「風暴1」。 ·母體怪物。 之前的大戰中,在地下洞穴被發現的侵略生物α的巨大個體,全長超過50米,擁有極其強大的戰鬥力。 ·瞬間移動錨點。 被侵略者大量投放到地球各處,會不斷傳輸出各種侵略生物,從何處傳送而來不得而知。 ·尾錨。 新型瞬間移動錨點,可以觀測到傳送來的是安卓類機器敵人。 ·挖地型機器。 以攻擊人類為目標的機器人,活動范圍極廣。 ·強食性侵略生物。 與α型相近的外形,不過性質完全不同,沒有強力裝甲,比想像中脆弱的多。 ·邪神·庫魯魯。 擁有極其可怕的造型,淡淡看一眼就會讓人喪失理智。 來源:3DMGAME

NASA Moon WiFi計劃在地球應用的一個意外好處

據媒體報導,當涉及到修復傳回到地球上的WiFi時,月球可能不是一個讓太空人能夠保持連接的地方,但NASA正在研究未來的太空技術如何幫助人們在家裡保持連接。隨著永久性月球基地計劃的不斷發展,那裡的一些基礎設施的經驗可以填補裝備不良的美國城市的覆蓋空白。 就像近年來網狀網絡幫助在家庭中提供一致的WiFi網絡一樣,NASA的月球計劃側重於分布式硬體。多個基站和中繼器將使在月球周圍不同地點工作的太空人能夠相互通信並同時提供跟深空網絡的視距通信。 不過,同樣的方法也可以在互不相通的城市中獲得紅利。NASA格倫研究中心跟Greater Cleveland Partnership(GCP)進行接觸以幫助找出一種方法從而使克利夫蘭目前沒有寬帶接入的約31%的家庭能以最有效的方式上網。這是全美范圍內推動填補網際網路空白的一部分,並與此同時幫助平衡數字不平等。 格倫大學技術孵化和創新部主任Mary Lobo在談到這項合作時說道:「這提供了一個很好的機會,它可以為我們在Artemis計劃下將太空人送上月球所面臨的挑戰制定解決方案,同時還可以幫助解決我們家鄉一個日益嚴重的社會問題。」 雖然月球表面和克利夫蘭市可能在很多重要方面有相當大的不同,但解決缺乏連接性的問題被證明存在一些關鍵的重疊。通過應用月球網絡理論,格倫的Compass實驗室計算出約20000個分布在城市周圍的WiFi路由器將足以提供穩定的網際網路覆蓋。 這些路由器可以安裝在燈柱或其他電線桿上。間隔不超過100碼,這將足以提供約7.5Mbps的下載連接。雖然這不算快--美國食品和藥物管理局(FDA),美國的最低寬帶速度應該是25Mbps--但足以滿足視頻通話、瀏覽和電子郵件等需求。 「如果我們把路由器移近一點,相隔50-75碼就能大大改善帶寬,」NASA格倫分校Compass團隊負責人Steve Oleson說道。有些地方可能需要一個助推器或中繼器,這則由家庭或設備來決定。 NASA沒有做的是實際建立這樣一個網絡。相反,克利夫蘭所在的凱霍加縣正在發出招標書並希望能找到一種負擔得起的方式來提供這樣一個網狀網絡。 至於在月球上可能安裝的東西,其想法是將路由器安裝在24英尺高的杆子上,這些杆子將被安裝在登陸器、棲息地和其他硬體上。就像筆記本電腦和電話在家庭和辦公室的網狀路由器之間移動一樣,月球上的設備將根據它們離哪個基站最近而在基站之間動態轉換。不過,NASA未來的Artemis任務的最終計劃仍在進行中,盡管ESA一直在研究月球周圍衛星的網狀網絡--ESA Moonlight,它將為月球表面的人提供連接和定位服務。來源:cnBeta

2021諾貝爾物理學獎為什麼頒給他們?人類真的正讓地球變暖

10月5日消息,2021年諾貝爾物理學獎授予Syukuro Manabe,Klaus Hasselmann和Giorgio Parisi,獲獎理由:對我們對復雜物理系統的理解做出了突破性貢獻。Syukuro Manabe與Klaus Hasselmann共同獲得了一半的諾貝爾物理學獎,獲獎理由:建立了地球氣候的物理模型,能夠量化變化情況、以及可靠預測全球變暖。 諾貝爾物理學獎另一半授予Giorgio Parisi,獲獎理由:發現從原子級到行星級尺度物理系統的無序性與波動之間的相互作用。 簡短解讀: 研究氣候和其他復雜現象的物理學 三位物理學家因為他們對混沌和隨機現象的研究而分享了今年的諾貝爾物理學獎。Syukuro Manabe和Klaus Hasselmann為我們了解地球氣候以及人類對氣候的影響奠定了基礎。Giorgio Parisi因其對無序物質和隨機過程理論的突破性貢獻而獲獎。 復雜系統具有隨機性和無序性,令人難以理解。今年的諾貝爾獎表彰了描述復雜系統及預測其長期行為的新方法。 地球氣候是一個對人類至關重要的復雜系統。Manabe Syukuro展示了大氣中二氧化碳含量增加如何導致地球表面溫度升高的過程。20世紀60年代,他領導開發了地球氣候的物理模型,成為第一個探索輻射平衡和氣團垂直輸送之間相互作用的人。他的工作為當前氣候模型的發展奠定了基礎。 大約十年後,Klaus Hasselmann創建了一個將天氣和氣候聯系在一起的模型,回答了在天氣多變和混亂的背景下,這些氣候模型依然可靠的原因。他還開發了識別自然現象和人類活動在氣候中留下特定印記信號,即「指紋」的方法。利用這些方法,眾多研究者已經證明了大氣溫度的升高是由於人類排放的二氧化碳。 大約在1980年,Giorgio Parisi在無序的復雜物質中發現了隱藏的模式。他的發現是對復雜系統理論最重要的貢獻之一,使理解和描述許多不同的、顯然完全隨機的物質和現象成為可能,並且不僅局限於物理領域。在其他非常不同的領域,如數學、生物學、神經科學和機器學習中,這些理論也發揮了重要作用。 諾貝爾物理學委員會主席Thors Hans Hansson說:「今年獲獎的這幾項發現表明,我們關於氣候的知識基於堅實的科學基礎,以及對觀測結果的嚴格分析。今年的獲獎者都為我們深入了解復雜物理系統的特性和演變做出了貢獻。」 深度解讀: 溫室效應對生命至關重要 200年前,法國物理學家約瑟夫·傅立葉對太陽向地表發出的輻射、以及從地表向外發出的輻射之間的能量平衡展開了研究,弄清了地球大氣在這一平衡中扮演的角色:在地球表面,地球接收的太陽輻射會轉化為向外發出的輻射(即所謂的「暗熱量」),這些輻射會被大氣吸收,從而對大氣起到加溫作用。大氣發揮的這種保護作用如今被稱作「溫室效應」。太陽的熱量可以透過大氣到達地表,但會被困在大氣層內部。不過,大氣中的輻射過程還遠比這復雜得多。 科學家的任務與傅立葉當年差不多——弄清向地球發出的短波太陽輻射與地球向外發出的長波紅外輻射之間的平衡關系。在接下來200年間,多名氣候科學家紛紛貢獻了更多的細節信息。當代氣候模型更是為科學家提供了極為強大的工具,不僅幫助我們進一步理解了地球的氣候,還讓我們得以了解由人類導致的全球變暖。 這些模型都是建立在物理定律的基礎上的,由天氣預測模型發展而來。天氣通過溫度、降水、風或雲等氣象物理量描述,受海洋和陸地活動影響。氣候模型則建立在通過計算得出的天氣統計特徵基礎之上,如平均值、標准差、最高與最低值等等。這些模型雖無法准確告訴我們明年12月10日斯德哥爾摩的天氣如何,但可以讓我們對斯德哥爾摩在12月的氣溫和降水情況獲得一定了解。 確定二氧化碳的作用 溫室效應對地球上的生命至關重要。它控制溫度,因為大氣中的溫室氣體——二氧化碳、甲烷、水蒸氣和其他氣體——會首先吸收地球的紅外輻射,然後釋放該吸收的能量,加熱周圍和下方的空氣。 溫室氣體實際上只占地球乾燥大氣的一小部分。地球的乾燥大氣中99%為氮氣和氧氣,二氧化碳其實僅占0.04%。最強大的溫室氣體是水蒸氣,但我們無法控制大氣中水蒸氣的濃度,而二氧化碳的濃度則是可以控制的。 大氣中的水蒸氣含量高度依賴於溫度,進而形成反饋機制。大氣中的二氧化碳越多,溫度越高,空氣中的水蒸氣含量也就越高,從而增加溫室效應,導致溫度進一步升高。如果二氧化碳含量水平下降,部分水蒸氣會凝結,溫度也隨之下降。 關於二氧化碳影響的一塊重要拼圖來自瑞典的研究人員和諾貝爾獎獲得者Svante Arrhenius。順便提一下,他的同事、氣象學家Nils Ekholm,在1901年,率先使用溫室這個詞來描述大氣的熱量儲存和再輻射。 Arrhenius通過十九世紀末的溫室效應弄清楚了該現象背後的物理學原理——向外輻射與輻射體的絕對溫度(T)的四次方(T⁴)成正比。輻射源越熱,射線的波長越短。太陽的表面溫度為6000°C,主要發射可見光譜中的射線。地球表面溫度僅為15°C,會再次輻射我們看不見的紅外輻射。如果大氣不吸收這種輻射,地表溫度幾乎不會超過–18°C。 Arrhenius實際上是想找出導致最近發現的冰河時代現象的背後原因。他得出的結論是,如果大氣中的二氧化碳水平減半,這足以讓地球進入一個新的冰河時代。反之亦然——二氧化碳量增加一倍,會使地球溫度升高5-6°C,這個結果在某種程度上與目前的估計值驚人地接近。 開創性的二氧化碳效應模型 20世紀50年代,日本大氣物理學家Syukuro Manabe和東京大學其他一些年輕而有才華的研究人員一樣,選擇離開被戰爭摧毀的日本,前往美國繼續其職業生涯。他的研究目的和70年前的瑞典科學家斯萬特·阿倫尼烏斯一樣,都是為了理解二氧化碳水平的增加如何導致氣溫的上升。不過,彼時的阿倫尼烏斯專注於輻射平衡,Manabe則在20世紀60年代領導了相關物理模型的發展,將對流造成的氣團垂直輸送以及水蒸氣的潛熱納入其中。 為了使這些計算易於進行,Manabe選擇將模型縮減為一維,即一個垂直的圓柱體,進入大氣層40公里。即便如此,通過改變大氣中的氣體濃度來測試模型還是花費了數百小時的寶貴計算時間。氧和氮對地表溫度的影響可以忽略不計,而二氧化碳的影響非常明顯:當二氧化碳水平翻倍時,全球溫度上升超過2攝氏度。 Manabe的氣候模型 Syukuro Manabe是第一個探索輻射平衡與對流引起的氣團垂直輸送之間相互作用的研究人員,同時他還考慮到了水循環貢獻的熱量。 來自地面的紅外熱輻射部分被大氣吸收,使空氣和地面變暖,而另外一些則輻射到太空。 熱空氣比冷空氣輕,所以它通過對流上升。熱空氣還攜帶著水蒸氣(一種強大的溫室氣體)。 空氣越暖,水蒸氣的濃度就越高。再往上,大氣較冷的地方會形成雲滴,釋放儲存在水蒸氣中的潛熱。 二氧化碳使大氣升溫 二氧化碳含量的增加導致低層大氣溫度升高,高層大氣溫度降低。由此,Manabe的研究證實了溫度的變化是由二氧化碳水平上升導致的;如果這是由太陽輻射增加引起的話,那整個大氣應該都會變暖。 當二氧化碳含量減半時,地表溫度下降了2.28攝氏度;當二氧化碳水平增加一倍時,地表溫度上升了2.36攝氏度。 該模型證實,這種升溫確實是由二氧化碳濃度增加導致的;它預測了靠近地面的溫度上升,而上層大氣的溫度變低。如果太陽輻射的變化是溫度升高的原因,那麼整個大氣應該在同一時間被加熱。 60年前,計算機的速度比現在慢了幾十萬倍,因此這個模型相對簡單,但Manabe掌握了正確的關鍵特徵。他指出,模型必須一直簡化,你無法與自然界的復雜性競爭——每一滴雨都涉及到如此多的物理因素,因此不可能完全計算出一切。在一維模型的基礎上,Manabe在1975年發表了一個三維氣候模型,這是揭開氣候系統奧秘道路上的又一個里程碑。 混亂的天氣 在Manabe之後大約十年,Klaus Hasselmann通過找到一種方法來戰勝快速而混亂的天氣變化(這些變化對計算而言極其麻煩),成功地將天氣和氣候聯系在一起。我們地球的天氣發生巨大變化,是因為太陽輻射在地理上和時間上的分布十分地不均勻。地球是圓的,所以到達高緯度地區的太陽光比到達赤道附近低緯度地區的太陽光要少。不僅如此,地球的地軸也是傾斜的,從而在入射輻射中產生季節性差異。暖空氣和冷空氣之間的密度差異導致了不同緯度之間、海洋和陸地之間、高低氣團之間的巨大熱量傳輸,從而形成了我們地球上的天氣。 眾所周知,對未來十天以上的天氣做出可靠的預測是一大挑戰。二百年前,法國著名科學家皮埃爾-西蒙·德·拉普拉斯曾說,如果我們知道宇宙中所有粒子的位置和速度,就應該可以計算出在我們世界中發生了什麼和將要發生的事情。原則上,應該是這樣;牛頓三個世紀以來的運動定律(也描述了大氣中的空氣傳輸)是完全確定的——不受偶然的支配。 然而,就天氣而言,就完全是另一回事了。部分原因在於,在實踐中,我們不可能做到足夠精確——說明大氣中每個點的氣溫、壓力、濕度或風況。此外,方程是非線性的;初始值的微小偏差可以讓天氣系統以完全不同的方式演變。基於蝴蝶在巴西扇動翅膀是否會在德克薩斯州引起龍卷風這個問題,這種現象被命名為蝴蝶效應。在實踐中,這意味著不可能給出長期的天氣預報,也就是說天氣十分混亂;這是在上世紀六十年代由美國氣象學家Edward...

研究:極地冰的融化使地球本身發生變化 而不僅僅是海平面

據媒體報導,極地冰的融化不僅使海平面發生變化,而且還在改變地球本身。新晉博士Sophie Coulson和她的同事在最近發表在《地球物理研究快報》上的一篇論文中解釋說,隨著格陵蘭島、南極洲和北極群島的冰川融化,這些陸地下面的地殼發生了扭曲,這種影響可以在數百甚至數千英里之外測量到。 "科學家們已經在冰原和冰川下面直接做了很多工作,"Coulson說,她在地球和行星科學系做工作,並在5月從藝術和科學研究生院獲得博士學位。"所以他們知道這將定義冰川所在的區域,但他們還沒有意識到這是全球范圍的。" 通過分析2003年至2018年的融化衛星數據和研究地殼的變化,Coulson和她的同事能夠測量地殼的水平移動。他們的研究在《自然》雜志上得到了強調,發現在一些地方,地殼的水平移動比它的提升更多。 除了其令人驚訝的范圍之外,這項研究還提供了一種潛在的監測現代冰塊變化的新方法。 為了了解冰雪融化如何影響其下面的東西,Coulson建議在小范圍內想像一下這個系統。"想想看,一塊木板漂浮在一盆水的上面。當你把木板往下推時,下面的水就會向下移動。如果你把它拿起來,你會看到水在垂直方向移動,以填補這個空間。" 「這些運動對持續融化有影響。」Coulson說:"例如,在南極洲的一些地方,地殼的反彈正在改變冰原下基岩的坡度,這可能會影響冰的動態。她在科學教授Jerry Mitrovica的實驗室工作。 目前的融化只是研究人員正在觀察的最新動向。Coulson解釋說:"北極是一個有趣的地區,因為除了現代的冰原之外,我們還有一個來自上個冰期的持久信號。在更新世時代,一個冰原曾經覆蓋了現在的北歐和斯堪地那維亞半島,這個冰期始於大約260萬年前,一直持續到大約1.1萬年前。地球實際上仍在從那次冰雪融化中反彈。" "在最近的時間尺度上,我們認為地球是一個彈性結構,就像一個橡皮筋,而在數千年的時間尺度上,地球的行為更像是一個非常緩慢移動的流體,"Coulson說,她解釋了這些較新的反響是如何疊加在較舊的反響上的。冰河時期的過程需要非常、非常長的時間來進行,因此我們今天仍然可以看到它們的結果。" 這一運動的影響是深遠的。「了解導致地殼運動的所有因素對於廣泛的地球科學問題來說真的很重要。例如,為了准確地觀察構造運動和地震活動,我們需要能夠將現代冰塊流失產生的這種運動分離出來,」她說。 Coulson正作為新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的主任博士後研究員繼續她的研究,作為一個氣候小組的成員,該小組致力於冰原和海洋動力學的未來預測。 渥太華大學地球和環境科學教授Glenn Antony Milne解釋說,了解這種運動的程度可以澄清對地球地殼的所有研究。他說:"Sophie的工作很重要,因為它首次表明最近冰原和冰川的質量損失導致地球表面的三維運動,其幅度和空間范圍都比以前確定的要大。另外,人們可以在區域和更大范圍的全球導航衛星系統數據集中尋找這一信號,以便在原則上對冰塊波動和/或固體地球結構的分布產生更好的制約。"來源:cnBeta

科學家預測:地球附近的稀有小行星可能成為太空采礦的目標

據媒體CNET報導,科學家們剛剛計算出,漂浮在地球附近的兩個金屬小行星中的一個可能含有價值約11.65萬億美元的貴金屬。事實上,該小行星中所擁有的鐵、鎳和鈷可能比地球金屬儲備的總量還要多。 這些被稱為富含金屬的近地小行星,這些罕見的、巨大的礦藏寬度超過一英里。被認為是金屬母礦的那顆小行星被標記為1986 DA,另一顆是2016 ED85。根據周五發表在《行星科學》雜志上的新分析,這兩顆小行星「可能是未來的小行星采礦目標」。 太空采礦在科學界獲得了關注,因為專家們認為這一壯舉可以為月球或火星上的殖民地提供具有成本效益的金屬,最終擴大人類探索太空的范圍。有了宇宙礦,建築材料就不必經受從地球到太空的昂貴穿梭。 此外,數學背後的團隊表明,這些獨特的浮動球體可能為美國宇航局在2022年前往的金屬小行星16 Psyche的真實性提供了亟需的啟示。這顆奇怪的天體沒有樹木、海洋或綿延的土壤,而是被認為由純金屬形成的山丘和山谷組成。科學家們認為它是一個曾經被摧毀的古老岩石星球的剩餘核心。有趣的是,地球上被覆蓋的核心看起來非常相似。 新研究中描述的有價值的小型小行星被恰當地稱為"迷你 Psyches",它們可能是從一個類似的裸露核心斷開的碎片,盡管研究小組指出他們不認為這些碎片是16 Psyche的特別「分支」。 盡管如此,16 Psyche已經成為科學家甚至公眾的一個相當熱門的討論話題--它被懷疑擁有價值10000萬億美元的礦物。然而,這個昂貴的數字已經產生了相當大的疑問,因為在太空飛行器對其進行檢查之前,科學家無法確定16 Psyche是由什麼構成的。由於距離遙遠,科學家無法進行精確的光譜分析,這是一種利用電磁發射和吸收信號來了解物體成分的科學方法。 在進行這樣的檢查之前--美國宇航局(NASA)的任務打算進行這樣的檢查,研究人員不得不考慮它只是某種瓦礫的選擇。這就是來自"迷你 Psyches"的數據是不可或缺的原因 -- 它們可能提供了對其名字特徵的第一印象。靠近我們的母星使科學家更容易從地球上捕捉到岩石的光譜信息。 亞利桑那大學月球和行星實驗室副教授、資助這項工作的NASA撥款的主要調查員Vishnu Reddy在一份聲明中說:"我們在離地球這麼近的地方發現了這些"迷你 Psyches",這很有意義。 通過對收集到的數據進行篩選,研究人員發現軌道上的塊狀物由85%的金屬組成,如鐵和鎳,只有15%的矽酸鹽,基本上是普通岩石。因此,由於這些"迷你 Psyches",關於16 Psyche的一些含糊不清的問題可能很快就會得到解答。來源:cnBeta