不必妄自尊大，更莫妄自菲薄

關毅 (本刊特約記者)

世界現(xiàn)役最強運載火箭“獵鷹重型”成功首飛的消息在朋友圈內(nèi)刷屏。有人驚呼，中美差距是多么巨大；有人嘲諷，“獵鷹重型”難舉美國航天夢。兩種態(tài)度，走向兩個極端。其實，中美航天實力有差距，這是長期以來眾所周知的客觀事實，但中國航天也確實一直在努力追趕，不必妄自尊大，也不要妄自菲薄。首先要看到，“獵鷹重型”是站在“巨人”肩上取得的成功。這個“巨人”，就是美國航空航天局(NASA)。說白了，太空探索技術公司就是NASA投巨資培育出的“果實”?；A研究一般周期性長、資金需求大、失敗風險高，只有政府才有能力、有意愿承擔。有人拿長征五號與“獵鷹重型”對比。長征五號是目前中國最大推力的運載火箭，但兩次發(fā)射一次成功，一次失利?！矮C鷹重型”的近地軌道運力達到64 t，而長征五號只有25 t。實際上，長征五號在現(xiàn)役火箭中運力也排到第三名，僅次于“獵鷹重型”和“德爾塔4”重型火箭。華盛頓智囊機構“全球安全”網(wǎng)站空間政策專家查爾斯·維克曾對長征五號予以高度肯定：長征五號沒有使用俄羅斯發(fā)動機技術，也沒有使用美國低溫發(fā)動機技術，所以代表著“中國新一代運載火箭家族的最大進展”。未來，中國的探月工程、空間站建設和深空探測，都對更大推力的運載火箭有切實需求。對于這種國家重器，不可否認中國的基礎薄弱，與美俄相比還有很長的路要走。中國載人航天已經(jīng)取得的成就，足以令中國人自豪，但還遠不足以令中國人妄自尊大。要正視差距，才能進步。趕超非一朝一夕之事，要有長遠計劃以及技術和人才的深厚積累。

火星發(fā)現(xiàn)地下冰窖有助了解火星氣候歷史

十多年來，亞利桑那州弗拉格斯市美國地質調(diào)查局的地質學家Colin Dundas每天都有一項例行工作——檢查火星勘測軌道飛行器(MRO)每天傳回的幾十張高分辨率的圖像。幾年前，在這顆星球銹色外表下突然出現(xiàn)了一些令人驚訝的東西：一片淡淡的藍色。

Dundas當時看到的，以及隨后在其他7個地點發(fā)現(xiàn)的是一些陡峭的懸崖，它們厚達100 m，暴露出了幾乎是純冰的狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)表明，在火星維度較低的地區(qū)，大量地下冰埋藏在距離火星表面只有一到兩米深的地方。

Dundas說：“這種冰比以前認為的更為廣泛。”他和合著者在2018年1月12日出版的《科學》雜志上描述了這一發(fā)現(xiàn)。

每一處懸崖似乎都是冰川的一個光面，這讓科學家們推測，過去的火星氣候曾形成了一個層疊的記錄，他們同時認為，這一發(fā)現(xiàn)為未來的人類基地提供了潛在的資源。

在火星上發(fā)現(xiàn)冰并不是什么新鮮事。冰覆蓋了火星的兩極，同時MRO上的雷達還探測到了遍布火星中部的厚厚的冰層特征。一些研究人員認為，這些沉積物可能是數(shù)百萬年前存在的冰川遺跡，當時火星的自旋軸和軌道是不同的。但是，冰的深度以及它是以相對純的冰層存在，還是被凍結在火星土壤的顆粒中，都是不確定的。

10年前，研究人員使用MRO發(fā)現(xiàn)了一條相關的線索——在新隕石撞擊形成的小隕石坑的底部似乎是純冰的池子。目前還不清楚這些凍結的冰池是否與埋在地下的冰川相連，還是僅僅為被隔離的小塊。在冰崖上，Dundas和他的團隊可以看到冰川的橫截面，并且他們耐心地重新審視著這些地方，看看它們是如何隨時間改變的。

研究人員發(fā)現(xiàn)，冰在火星夏天一直存在，而此時任何短暫的冰霜都會蒸發(fā)。2017年，MRO發(fā)現(xiàn)了幾顆大卵石從一個懸崖上滾落，這表明逐漸侵蝕的過程使它們從一個巨大的冰沉積物中被釋放出來。這項研究的合著者Ali Bramson說，顯然，近表面的冰和巨大的地下沉積物是一樣的。他是圖森市亞利桑那大學的一名研究生。他說：“這種深、厚、純的冰幾乎一直延伸到火星表面?！?/p>

科學家在火星陡峭的懸崖上發(fā)現(xiàn)了厚厚的冰(圖片來源：NASA)

條紋和微妙變化的藍色陰影暗示著冰層的堆積。法國南特大學行星地質學家Susan Conway說，這意味著在過去的一個氣候周期中，這些沉積物在許多季節(jié)里堆積起來，形成了一層一層的雪。然后，風把冰蓋埋進了沙礫中?！斑@是唯一合理的解釋?！彼f。

由于這些地方的表面鮮有隕石坑，研究人員提出，這些地下水冰是相對較近的時期形成的。此外，它們還提供了關于火星氣候歷史的線索。

加州斯坦福大學空間科學家G.Scott Hubbard說，從這些沉積物中取出一個核，然后帶回地球，將為地質學家提供關于火星氣候的寶貴信息。他說：“這個保存下來的記錄非常重要，它可以帶我們回到過去?！?/p>

研究人員猜測，數(shù)百萬年來，火星的自轉軸傾角和軌道發(fā)生了變化，之前的氣候條件曾適合積雪在中緯度地區(qū)大量堆積，最終形成如今的淺層地下水冰。

由于這些淺層水冰距離火星地表僅有一兩米的距離，參與研究的科學家在一份聲明中說：“大體上，宇航員只要拎著桶和鏟子去那里，水的需求就全解決了?！?/p>

然而這些懸崖都是在南緯或北緯大約55°的地區(qū)發(fā)現(xiàn)的，這片區(qū)域寒冷而黑暗，無法成為建立由太陽能驅動的人類基地的候選區(qū)域。由于這個原因，NASA的研究僅限于赤道附近的地點?，F(xiàn)在，Hubbard想要NASA的人類探索計劃去尋找接近赤道的類似懸崖?！胺纸琰c是什么？”他問道。他希望下一個驚喜將是更接近火星熱帶地區(qū)的冰。

2017年為歷史最熱年份之一表明地球處于長期變暖趨勢之中

美國和國際機構的科學家于2018年1月18日宣布，即便沒有厄爾尼諾現(xiàn)象的幫助，2017年也是現(xiàn)代歷史上最熱的年份之一。

世界氣象組織、NASA等多家機構當天發(fā)布報告說，2017年在有氣象記錄以來最熱年份中進入前三，表明地球正處于長期變暖的趨勢之中。

世界氣象組織的數(shù)據(jù)顯示，2016年仍是有氣象記錄以來最熱的一年，2017年則是無厄爾尼諾現(xiàn)象的年份中最熱的一年。2017年和2015年全球平均溫度比工業(yè)化前時代高出了約1.1 ℃，2016年則高出約1.2 ℃。其中，2015年至2016年出現(xiàn)的強厄爾尼諾現(xiàn)象促成了2016年創(chuàng)紀錄的高溫。

世界氣象組織秘書長彼得里·塔拉斯表示，長期溫度趨勢是上行的，這遠比個別年份的排名更為重要。在有記錄的18個最熱年份中，有17個都發(fā)生在21世紀，而過去3年的升溫程度則前所未有。其中北極地區(qū)氣溫上升尤其明顯，這將對海平面以及世界其他地區(qū)的天氣模式產(chǎn)生深遠而持久的影響。

NASA則表示，2017年是有記錄以來僅次于2016年的第二熱的年份，全球氣溫比1951年至1980年的平均氣溫升高了0.90 ℃；美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)則將這一年排在了歷史上的第三位，是繼2016年和2015年后的第三熱年，其溫度比整個20世紀的平均值高出了0.84 ℃。

這一趨勢與人為推動的氣候變化模式是一致的。然而，2015年和2016年的平均氣溫都得到了厄爾尼諾現(xiàn)象的推動，后者是一種短期的太平洋氣候模式。

NASA和NOAA對于2017年的排名差異歸根結底在于兩個不同的基準線，以及不同的研究人員如何解釋北極地區(qū)有限氣象站的氣溫數(shù)據(jù)。近幾十年來，北極地區(qū)的氣候出現(xiàn)了迅速升溫的跡象。

2017年或為歷史最熱年份之一(圖片來源：NASA)

“這些報告的總體情況是非常相似且一致的，”NASA戈達德空間研究所負責人加文·施密特在電話記者會上說，“雖然有時從每年或者10年的角度看溫度有些上下波動，但我們正處于長期變暖的趨勢之中?！?/p>

專家普遍認為，人類活動是全球變暖的主因，而它使得熱浪、颶風和寒潮等極端天氣事件日益頻繁。塔拉斯說，2017年全球許多國家遭遇了極端天氣事件，其中美國的災害損失最大。

美國政府日前發(fā)布的一份報告顯示，2017年是美國氣象災害損失的“最大年”，颶風、山火和寒潮造成的經(jīng)濟損失達到3 060億美元，創(chuàng)歷史最高紀錄。

根據(jù)一組獨立研究人員——伯克利地球——自己的估計，2017年的氣溫評估是30年來影響范圍最為深遠的。

值得注意的是，在美國總統(tǒng)唐納德·特朗普執(zhí)政的第一年里，NASA和NOAA發(fā)布了它們未經(jīng)審查的評估報告，盡管白宮對氣候監(jiān)管條例和旨在遏制全球變暖的國際協(xié)議持非常嚴格的批評態(tài)度。

世界首例體細胞克隆猴在中國誕生

中國科學院公布，世界上首只體細胞克隆猴“中中”于2017年11月27日誕生，10天后第2只克隆猴“華華”誕生。國際權威學術期刊《細胞》北京時間2018年1月25日以封面文章形式在線發(fā)布該成果。

自1996年第一只克隆羊“多利”誕生以來，21年間，各國科學家利用體細胞先后克隆了牛、鼠、貓、狗等動物，但一直沒有跨越與人類最相近的非人靈長類動物的“屏障”。

世界上首只克隆猴“中中”，和她的妹妹“華華”的基因，都來自同一個流產(chǎn)的雌性獼猴胎兒?？蒲腥藛T提取了這個獼猴胎兒的體細胞(非生殖細胞)，通過技術手段將其細胞核“植入”若干個“摘除”了細胞核的卵細胞?！爸兄小笔堑谝粋€發(fā)育成型并順利誕生的幸運兒。

克隆猴的誕生意味著什么？“意味著中國將率先建立起可有效模擬人類疾病的動物模型?！敝锌圃荷窠?jīng)所研究員孫強說，利用克隆技術，未來可在一年時間內(nèi)，培育大批遺傳背景相同的模型猴。這既能滿足腦疾病和腦高級認知功能研究的迫切需要，又可廣泛應用于新藥測試。

孫強介紹，如果實驗對象的遺傳背景不同，“實驗組”和“對照組”的說服力就不夠強。傳統(tǒng)醫(yī)藥實驗大量采用小鼠，很大程度上是因為鼠類可通過快速近親繁殖，培育出大量非常相似的小鼠。

由于小鼠和人類相差太遠，針對小鼠研發(fā)的藥物在人體檢測時大多無效或有副作用。據(jù)了解，這是目前絕大多數(shù)腦疾病研究無法取得突破的一個主要原因。

中科院神經(jīng)所所長蒲慕明院士說，克隆猴的成功，將為腦疾病、免疫缺陷、腫瘤、代謝等疾病的機理研究、干預、診治帶來前所未有的光明前景。“這是世界生命科學領域近年來的重大突破。”他說。

克隆猴在中國成功了(圖片來源：Qiang Sun and Mu-ming Poo/Chinese Academy of Sciences)

從第一只克隆羊到第一只克隆猴，歷時21年。期間，各國科學家先后克隆出牛、鼠、豬、貓、狗等多種動物，但對猴子一直無能為力。

2003年，權威學術期刊《科學》曾發(fā)表美國匹茲堡大學醫(yī)學院研究人員的一篇論文，論文稱，用現(xiàn)有技術克隆靈長類動物“是行不通的”。

最接近成功的一次實驗發(fā)生在2010年。美國俄勒岡靈長類研究中心的著名科學家米塔利波夫率領團隊成功移植了克隆猴胚胎，但胚胎發(fā)育至81天，以流產(chǎn)告終。

孫強介紹，克隆猴主要有三個難點。難題之一，是細胞核不易識別，“去核”難度大。作為受體的卵細胞，必須先把細胞核“摘除”，才能容納體細胞的細胞核這個“外來戶”。但是，猴的卵細胞核去核難度非常大。孫強團隊中，博士后劉真是“去核”的主要操作者。借助顯微設備，劉真用一雙巧手反復練習，在最短時間內(nèi)、用最小損耗完成“去核”工作，為后續(xù)的克隆工作奠定重要基礎。

難題之二，是卵細胞容易提前激活?？寺∵^程中，體細胞的細胞核進入卵細胞時，需先“喚醒”卵細胞，然后才啟動一系列發(fā)育“程序”。因此，“喚醒”的時機要求非常精準。但是，使用傳統(tǒng)方式，猴的卵細胞很容易被提前“喚醒”，往往導致克隆“程序”無法正常啟動。

難題之三，是體細胞克隆胚胎的發(fā)育效率低。被轉移到卵細胞里的細胞核，突然要扮演受精卵的角色，“趕鴨子上架”很不適應，需要科學家采取多種手段“保駕護航”。如果“保駕”不力，絕大多數(shù)克隆胚胎都難以正常發(fā)育，往往胎死腹中。

經(jīng)過5年不懈努力，孫強團隊成功突破了克隆猴這個世界生物學前沿的難題。通過DNA指紋鑒定，“中中”和“華華”的核基因組信息與供體體細胞完全一致，證明姐妹倆都是正宗的克隆猴。

非洲外發(fā)現(xiàn)最古老現(xiàn)代人化石將人類首次走出非洲時間推前至少5萬多年

在非洲以外發(fā)現(xiàn)的最古老現(xiàn)代人類化石表明，智人在距今18萬年前可能已經(jīng)擴散到阿拉伯半島——這比之前認為的年代要早得多。在以色列的一個洞穴中發(fā)現(xiàn)的上頜和牙齒化石比該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的其他人類化石至少早了5萬年。但科學家表示，目前尚不清楚這些現(xiàn)代人究竟只是短暫的進入，還是更持久的物種擴張。

科學家在2018年1月25日出版的美國《科學》雜志上報告了這一研究成果。

研究人員最初認為，大約20萬年前，智人出現(xiàn)在東非，然后遷移到世界其他地方。過去10年的發(fā)現(xiàn)讓科學家認為，大約6萬年前，一小群人離開了非洲。

21世紀初，以色列海法大學考古學家及特拉維夫大學古人類學家Mina Weinstein-Evron開始了一個研究項目，挖掘了一系列的以色列洞穴?！拔覀兎Q之為‘尋找最早的現(xiàn)代人類起源’，這就是我們正在尋找的。”Weinstein-Evron說。

研究團隊在2002年于米斯利亞洞穴(最高的迦密山洞穴)發(fā)現(xiàn)了頜骨碎片。該洞穴距離斯胡爾洞穴只有幾公里遠，后者在20世紀二三十年代發(fā)現(xiàn)了12～8萬年前的遺跡。通過使用幾種不同的方法，研究小組估計，上頜和牙齒化石的年齡為距今19.4～17.7萬年。此前在非洲以外發(fā)現(xiàn)的最早現(xiàn)代人化石年齡估計介于距今12萬年至9萬年之間，這塊化石將人類首次走出非洲的時間推前了至少約5.5萬年。

在以色列的一個洞穴中發(fā)現(xiàn)的上頜骨和牙齒化石被認為是非洲以外智人最早的證據(jù)(圖片來源：以色列特拉維夫大學)

參與研究的美國賓厄姆頓大學人類學教授羅爾夫·夸姆說，這是一個令人激動的發(fā)現(xiàn)，“提供了迄今最清晰的證據(jù)，表明我們的祖先離開非洲的時間比我們以前認為的要早得多”。

研究顯示，這塊化石所帶的牙齒屬于現(xiàn)代人牙齒尺寸最大之列，這些牙齒清楚顯示了現(xiàn)代人類的生存模式和特征。

研究團隊成員、西班牙布爾戈斯國家人類進化研究中心古人類學家Maria Martinon-Torres表示，這些遺骸無疑屬于現(xiàn)代人。Martinon-Torres說，這塊牙齒化石的形狀與現(xiàn)代人類和古代人類的形狀相匹配。并且它們也缺乏典型的尼安德特人的特征，后者當時生活在歐亞大陸。

Huw Groucutt是英國牛津大學的考古學家，他說，這一測年結果看起來很靠譜，這塊化石屬于智人。但他說在以色列發(fā)現(xiàn)這塊化石并不讓人感到驚訝。Groucutt和同事之前曾說過，在中東其他地區(qū)發(fā)現(xiàn)的17萬年前的石器看起來就像東非地區(qū)的智人使用的石器。

考古學證據(jù)顯示，米斯利亞洞穴的居民能夠獵取大型野生動物，并能使用火以及與非洲最早現(xiàn)代人類相似的石制工具。

Hershkowitz表示，上頜和牙齒化石表明，早期的智人曾長期占領近東地區(qū)?！澳鞘且粋€中央火車站。人們從一個大陸到另一個大陸，而這里一直被占據(jù)著?！盚ershkowitz說，一旦到達那里，現(xiàn)代人可能會遇到尼安德特人，并與其進行繁衍。他指出，一項2017年進行的古代脫氧核糖核酸(DNA)研究表明，這種雜交在20萬年前就發(fā)生了。

歷史上的潮濕時期可能會吸引人類進入近東地區(qū)，但漫長的干旱期意味著“該地區(qū)可能更多是一個穩(wěn)定的‘夢碎大道’，而非早期人類的天堂”。英國倫敦自然歷史博物館古人類學家Chris Stringer和Julia Galway-Witham在一篇文章中寫道。

紐約石溪大學考古學家John Shea說，這一化石可能表明，以色列和阿拉伯半島的其他地區(qū)是一個與現(xiàn)代人進化有關的更大區(qū)域的一部分。他說：“出于地緣政治的原因，我們傾向于認為以色列是亞洲的一部分，但它實際上是北非和西亞之間的過渡地帶?！?/p>

世界最強運載火箭帶跑車飛向火星

現(xiàn)役世界最強大運載火箭“獵鷹重型”2018年2月6日成功發(fā)射，在約10萬人的現(xiàn)場“圍觀”下，攜帶著一輛紅色特斯拉電動跑車飛往火星。這種火箭推力大、可回收，被認為將重塑重型運載火箭行業(yè)的游戲規(guī)則。

當?shù)貢r間15時45分(北京時間7日4時45分)，“獵鷹重型”從美國佛羅里達州肯尼迪航天中心39A發(fā)射臺騰空而起，拖著熊熊尾焰直入藍天。1969年，“土星5號”火箭正是從這座發(fā)射臺升空，首次將人類送往月球。

“獵鷹重型”由美國私企太空探索技術公司研發(fā)，第一級由3枚“獵鷹9”的一級火箭捆綁而成。發(fā)射約8分鐘后，它兩側的助推器同時在發(fā)射場附近陸地回收成功，但中間的火箭芯級落入海中，沒能按計劃降在回收船上。

目前，火箭第二級正飛向地球與火星間的橢圓形繞日軌道。

“獵鷹重型”攜帶了一輛紅色特斯拉跑車，車上播放1969年登月那年戴維·鮑伊演唱的經(jīng)典歌曲《太空怪人》。跑車里有一個身著黑白色太空服的假人，儀表盤上用英文寫著“別驚慌”，而車輛電路板上印著“由人類在地球制造”。

“真是看起來太假了?！痹诎l(fā)射成功后的記者會上談到“跑車上天”時，太空探索技術公司創(chuàng)始人埃隆·馬斯克說：“也許有一天外星人會發(fā)現(xiàn)這輛車，這些家伙們會怎么想呢？”

“獵鷹重型”一級共有27個發(fā)動機，是“土星5號”登月火箭以來發(fā)射能力最強的運載火箭。由于技術難度高、風險大，馬斯克此前曾經(jīng)多次表示，“獵鷹重型”第一次發(fā)射可能爆炸，并稱火箭只要不在發(fā)射臺上爆炸就意味著成功。

“獵鷹重型”成功發(fā)射(圖片來源：SpaceX)

“獵鷹重型”也是一款可重復使用的運載火箭，可將約64 t有效載荷(相當于一架滿載的波音737飛機)送入近地軌道，發(fā)射能力是現(xiàn)役排第二的“德爾塔4”重型火箭的2倍左右，而發(fā)射成本只有后者的1/3左右?；鸺龔囊婚_始就按照載人標準設計，有潛力將宇航員送上月球甚至火星。

馬斯克說，“獵鷹重型”具有可回收、成本低等特點，如果取得成功，將給火箭市場帶來深遠影響。

美發(fā)射最新氣象衛(wèi)星用于跟蹤颶風、暴風雪及其他災害天氣

美國東部時間2018年3月1日17時許(北京時間2日6時許)，美國聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟“宇宙神5”型運載火箭在佛羅里達州卡納維拉爾角升空，將一顆氣象衛(wèi)星送入太空。

美國此次發(fā)射的這顆地球同步衛(wèi)星，填補了該國在天氣預報領域的一個關鍵缺口。這顆衛(wèi)星將使氣象學家能夠跟蹤颶風、暴風雪和其他災害天氣的發(fā)展情況。此外，研究人員還可以利用這些數(shù)據(jù)測量空氣溫度和濕度，并將其融入到自己的模型中。

目前，科學家還不能利用地球同步衛(wèi)星(這些衛(wèi)星位于地球上空的一個特定位置)和極地軌道衛(wèi)星(環(huán)繞地球兩極的衛(wèi)星)收集大量信息。這是一個長期存在的問題，如今，研究人員開始克服這些技術上的挑戰(zhàn)，并在短期和長期預測中都取得了令人鼓舞的成果。

據(jù)NASA介紹，這顆“地球靜止環(huán)境衛(wèi)星”(GOES-S)是美國發(fā)射的第二顆下一代氣象衛(wèi)星，衛(wèi)星將進入美國上空的地球靜止軌道，完成天氣趨勢、氣象觀測、預警和長期預報等任務。

處于地球靜止軌道的衛(wèi)星與地球表面的某一區(qū)域保持同樣位置。美國這顆氣象衛(wèi)星進入距地球近3.6萬km的靜止軌道約兩周后，將被重新命名為GOES-17，約一年后開始運行，監(jiān)測美國西部氣候。

一顆美國氣象衛(wèi)星在發(fā)射前進行測試(圖片來源：NASA)

NASA說，衛(wèi)星可每30 s給地球拍照一次，以提供更快、更精確、更詳盡的數(shù)據(jù)，幾乎可以實時追蹤風暴、雷電、山火、沿海大霧等影響美國西部的災害。同時，世界各地的天氣預報人員都可以使用這顆地球同步衛(wèi)星監(jiān)測風暴，而此前他們的模型可能僅包含了有關大氣濕度、風速和風向的有限數(shù)據(jù)。

2016年11月19日，美國發(fā)射了第一顆下一代氣象衛(wèi)星GOES-16，衛(wèi)星于2017年12月18日開始運行，負責監(jiān)測美國東部氣候。這個系列的衛(wèi)星由NASA和美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)共同開發(fā)。

“這是一個巨大的信息寶藏。”Fuqing Zhang說。他是賓夕法尼亞州立大學的一名氣象學家。Zhang曾嘗試將一些未使用過的衛(wèi)星數(shù)據(jù)整合到自己的模型中，并取得了可喜的成果?！拔覀兛梢栽谔鞖忸A報方面獲得顯著的改善，但你確實需要進行專注的研究工作。”

在《美國氣象學會通報》發(fā)表的一份研究報告中，Zhang和他的同事指出，將來自GOES-16的高分辨率數(shù)據(jù)整合到一個實驗天氣模型中，確實可以增強對颶風“哈維”早期發(fā)展和強度的預測。后者在2017年8月份襲擊了得克薩斯州。

將這些數(shù)據(jù)整合到模型中是非常困難的，部分原因在于與極地軌道衛(wèi)星相比，地球靜止衛(wèi)星提供了較少的大氣“垂直切片”測量數(shù)據(jù)。這意味著，在將這些信息轉換成模型可以使用的測量數(shù)據(jù)時，研究人員擁有更少的信息而不確定性卻增加了，比如空氣溫度和濕度。

目前從事GOES系列衛(wèi)星研究的NOAA氣象學家Dan Lindsey說：“這可不是小事?！彼赋觯骸澳悴荒苤荒弥粡埿l(wèi)星圖像，然后把它放到模型中去?！?/p>

威斯康星大學氣象衛(wèi)星合作研究所大氣科學家Jason Otkin說，科學在這方面進展緩慢，因為當預測模型每6個小時運行一次時，對持續(xù)不斷的數(shù)據(jù)流的需求就會減少?，F(xiàn)在，各機構正轉向使用可采用大量高分辨率數(shù)據(jù)的模型進行更頻繁的預測。

Otkin說：“如果有什么不同的話，這些地球同步傳感器的價值只會隨著時間的推移而增加?！?/p>

“對于美國而言，目前的教訓是衛(wèi)星和模型是不夠的?！盳hang說，“美國投入了這么多資金來發(fā)射漂亮的衛(wèi)星，但是我們并沒有投入太多的精力把這些衛(wèi)星收集的信息放進模型中去?！?/p>

這個6 000人的家譜用圖形理論進行了清理和整理(圖片來源：哥倫比亞大學)

最大家譜揭示環(huán)境對壽命影響壽命長短與遺傳因素關聯(lián)有限

美國紐約哥倫比亞大學計算生物學家Yaniv Erlich和他的同事，利用眾包數(shù)據(jù)制作了一個將1 300萬人連接在一起的家譜。這一有關祖先的圖表被認為是同類中最大的一個經(jīng)過驗證的資源——平均跨越了11代人。

研究人員在2018年3月1日出版的《科學》雜志上報告了這一研究成果。

Erlich的研究小組分析了這一家譜中的成員的出生和死亡日期，并計算了如果他們血緣關系密切，那么個體的死亡年齡是否也會相似。該研究小組得出的結論是，遺傳因素只能解釋這些個體16%的壽命差異。大多數(shù)的差異都可歸結于其他因素，比如人們的生活方式以及在哪里生活。

巴爾的摩市馬里蘭大學醫(yī)學院遺傳流行病學家Braxton Mitchell說：“這是一次真正的旅行。”他表示：“這是一個使用大型、公開的數(shù)據(jù)集進行有趣研究的很好的例子。”

科學家一直懷疑，與基因相比，環(huán)境對人們壽命的影響更大。Erlich估計，基因的作用比研究人員之前想象的還要少。

一些研究——例如2001年Mitchell的研究小組發(fā)表的一項成果——估計基因決定了人類壽命變化的1/4。

Erlich的發(fā)現(xiàn)證明了大家譜或族譜的力量，鹽湖城猶他大學醫(yī)學院遺傳學家Lisa Cannon Albright說。

Albright說：“這些資源將是未來遺傳學研究的一個強有力的領域?！?/p>

Erlich指出，“好”基因可能會延長一個人的壽命平均達5年。而一些環(huán)境因素則會對壽命產(chǎn)生更大的影響，例如，吸煙可以減少10年壽命。

遺傳學家長期以來一直使用家譜來研究基因對許多性狀的影響，例如疾病風險。但是，組建由包含大量人口的家庭檔案構成的數(shù)據(jù)庫是一件成本高昂且費力的事情。Erlich團隊的研究是目前正在進行的將數(shù)字記錄收集到非常大的家譜中的眾多方法之一；一些方法已經(jīng)確定了基因與疾病有關，例如癌癥和阿爾茨海默氏癥。

Erlich的研究使用了來自在線族譜工具Geni.com的數(shù)據(jù)。而他本人是Geni的母公司、以色列耶胡達市的MyHeritage公司的首席科學官。

這項分析是基于Geni用戶上傳的大約8 600萬人的數(shù)據(jù)得出的。這比最大的消費者基因測試數(shù)據(jù)庫中的參與者多出了一個數(shù)量級。

加利福尼亞大學舊金山分校計算基因組學家Atul Butte說：“參與者的絕對數(shù)量是令人瘋狂的?！彼f：“你只能通過眾包獲得這樣的數(shù)據(jù)集。這真是令人印象深刻?！?/p>

Erlich的團隊利用這些數(shù)據(jù)分析了Geni列表中的參與者的遷徙和婚姻模式。例如，研究人員發(fā)現(xiàn)：在1750年之前，數(shù)據(jù)庫中的大多數(shù)美國人和歐洲人都嫁給了最遠與他們的出生地距離10 km的人；而到1950年，大多數(shù)美國人和歐洲人不得不從他們的家鄉(xiāng)旅行至少100 km才能夠找到配偶。

地幔深處或有水有助開發(fā)更精確地球物理模型

對地表下數(shù)百公里噴出的天然鉆石進行的一項分析顯示，在地球深處可能存在著大量的水。這項研究還發(fā)現(xiàn)了一種被稱為“冰七”的奇特形式的結晶水，這表明物質在地球內(nèi)部的某些深度可以比之前想象的更加自由地循環(huán)。

科學家說，關于這種循環(huán)的地球物理模型可能需要進行大的調(diào)整——這種循環(huán)最終會影響到由地球表面構造板塊的摩擦引發(fā)的地震頻率。這些模型同時還有助于科學家估算地球表面和進入太空的熱量流動長期速率。

并未參與該項研究的美國華盛頓哥倫比亞特區(qū)卡內(nèi)基科學研究所地球化學家Steven Shirey說：“這些鉆石似乎正在證實地球深處發(fā)生的一切，并帶來一些新的驚喜?！彼J為，最大的驚喜之一是，在地表下600多千米以下存在游離水的證據(jù)。

純鉆石是由碳構成的，但它們大多數(shù)都含有微小的雜質，并以微小晶體的形式存在。拉斯維加斯市內(nèi)華達大學礦物學家Oliver Tschauner說，這些內(nèi)含物為寶石形成的方式和地點提供了線索。例如，在2016年的一項研究中，科學家在數(shù)十顆大而清晰的鉆石中發(fā)現(xiàn)了富含金屬的內(nèi)含物，意味著這些寶石是在液態(tài)金屬的包裹中形成的。

在這項最新研究中，Tschauner及其同事分析了來自中國和非洲的3塊鉆石，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部包裹著“冰七”。這是水的一種晶體，密度大于普通的冰，通常在高壓下才能生成。

地幔中的高溫高壓使碳元素結晶形成鉆石，偶爾會將周圍的塵?；蛞后w雜質包裹進去。鉆石隨火山活動上升到地表，內(nèi)部雜質成為人類研究地幔深處物質的獨特窗口。除了“冰七”，這3塊鉆石還包裹著含鎂方解石、巖鹽和富含碳的液體等。

分析顯示，410～660 km深處的地幔轉換帶富含液態(tài)水，660～800 km深處的下地幔上層可能也是如此。這是迄今在地球最深處發(fā)現(xiàn)的水，也是首次發(fā)現(xiàn)地幔轉換帶含水的直接證據(jù)，相關論文發(fā)表在新一期美國《科學》雜志上。

地球分為地殼、地幔和地核3個圈層。地殼和地核兩者之間是厚約2 900 km的地幔。由于不同深度的構造不同，地幔呈現(xiàn)分層結構，地幔轉換帶將上地幔和下地幔隔開。

新證據(jù)表明地表下數(shù)百公里處或存在水(圖片來源：Claus Lunau/Science Source)

科學家認為，地殼碎塊下沉到地幔中時，會將大量海水帶下去，在地幔轉換帶釋放出來。地幔轉換帶中是否含有大量的水，關系到地幔中的熱量傳遞、巖石的物理和化學變化，新發(fā)現(xiàn)對研究地球內(nèi)部活動有著重要意義。

以色列耶路撒冷市希伯萊大學地幔地球化學家Oded Navon指出，在上地幔和下地幔之間的邊界存在水流，肯定會影響地幔中產(chǎn)生熱量的方式和位置。例如，這樣的水狀液體可以更容易地從地幔的一部分到另一部分攜帶某種形式的易溶解的放射性元素。這可能會影響到地幔熱產(chǎn)生的放射性衰變的位置，而這反過來又會使加熱區(qū)域變得不那么黏滯，從而更容易滑動。從長期來看，所有這些變化都可能影響到熱量從地球內(nèi)部釋放的速度。

Tschauner及其團隊認為，地幔不同層位的物質成分的變化可能會影響到地球內(nèi)部熔化和釋放礦物質的構造板塊的位置與構造。例如，地球內(nèi)部的密度和黏性會影響到下沉板塊達到中性浮力的水平。這反過來又會影響到板塊如何熔化及釋放出其所攜帶的水和其他礦物質?？偟膩碚f，該團隊的新發(fā)現(xiàn)可能會帶來地球深處不同深度的更為精確的模型。