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最新研究:大西洋传送带因气候变化减速但不会停摆,AMOC本世纪末前不太可能崩溃

作者:软荐小编      2025-03-03 16:01:50     181

3月3日(星期一)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:

《自然》网站()

大西洋“传送带”或因气候变化减速,但不会停摆

一项最新研究表明,面对严峻的气候变化时,大西洋经向翻转环流(AMOC)这一对全球气候至关重要的洋流系统,在本世纪末之前不太可能会崩溃。这一发现与之前关于 AMOC 或许会因全球变暖而瓦解的预测存在差异。

AMOC被称作大西洋里的“巨型传送带”。它会把温暖的表层海水从南往北路输送。到达北大西洋后,这些海水会下沉并且向南回流,从而形成深层冷水流。这一系统在全球热量、盐分以及海水成分的分布方面起着至关重要的作用。然而,近些年来,由于极地冰融化、风模式发生变化以及降水出现变化,AMOC 的强度在逐渐减弱,这引发了科学家对其可能崩溃的担忧。

英国气象局的研究人员为了探究 AMOC 的未来走向,使用了 34 个气候模型。他们模拟了两种极端气候情景,一种是二氧化碳水平增至工业化前水平的四倍,另一种是大量淡水注入(其注入量与格陵兰冰盖融化相当)。在这些情景下,AMOC 虽然会减弱,但是并未崩溃。研究团队指出,南大洋的风力十分强大,这是维持 AMOC 稳定的关键因素。这些风力能够推动深层海水上升,并且平衡了北大西洋的下沉水流。

研究结果表明,在本世纪末之前,AMOC 崩溃的可能性不大。然而,科学家们着重指出,即便 AMOC 只是减弱,也可能引发有害后果。所以,减少温室气体排放以及防止气候变暖,这依然是当下最为紧要的事情。

《科学》网站()

JWST 发现疑似“初代恒星”星系,质量仅为太阳10万倍

近日,一个天文学家团队借助詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST),或许发现了一个星系,这个星系中充满了“初代恒星”。这些被称作“星族 III”的恒星,据推测仅由宇宙大爆炸后生成的原始气体(氢和氦)构成,不包含任何重元素。倘若这一发现得以证实,那么它将为理解宇宙化学演化的起始点提供珍贵线索,同时也能揭示出行星和生命所需要的重元素的起源。

“星族 III”恒星的特性现今还不是完全明晰的。不过,大多数理论都表明它们的质量极为巨大,或许是太阳的 1000 倍,比现今所有已知的恒星都要大很多。因为原始气体云中的氢原子和氦原子紧密地结合在一起,很难被电离,所以这些气体云会在引力的作用下持续地增长,直至变得足够紧密,从而引发核聚变反应。几百万年后,它们会以超新星爆炸结束生命。

然而,天文学家一直难以寻觅到确凿的“星族 III”恒星的证据。美国麻省理工学院的研究团队对数十万个星系的数据进行了扫描,找到了两个候选星系。其中一个名为 GLIMPSE - 16043 的矮星系,其特征与“星族 III”星系高度相符。这个星系的质量约为太阳的 10 万倍,恒星的燃烧时间还不到 500 万年。

目前仍需借助光谱分析来进一步确认。这一发现或许能为理解宇宙早期恒星的形成提供重要线索,也可能为理解宇宙早期星系的形成提供重要线索。

《每日科学》网站()

1、从-269°C到127°C,新型合金打破温度极限!

日本东北大学的研究人员成功地开发出了一种钛铝(Ti-Al)基的超弹性合金。这种合金具有轻质且强度高的特点。它还能够在极端温度范围内保持优异的性能。这一创新成果为多个领域带来了具有革命性的应用潜力。

这种新型合金可以在从液氦温度(-269°C)一直到高于水沸点(+127°C)这么广泛的温度范围内正常工作,这是之前的材料做不到的。它具有独特的超弹性能力,能让该合金在受到外力作用后迅速恢复到原来的样子,并且不会出现塑性变形。

研究团队借助先进的合金设计以及精确的微观结构控制技术,达成了这一突破。他们凭借相图来挑选合金成分及其比例,同时对加工和热处理方法进行了优化,以此获得了所需的材料性能。

这种合金的工作温度范围较为广泛,所以很适合在太空探索等极端环境中使用。比如,将这种合金用于制造月球车上的超弹性轮胎,能够应对月球表面极端的温度波动,进而提高设备的稳定性和耐用性。另外,该合金在极低温度下还具有柔韧性,这使它成为未来氢能社会以及其他行业的理想材料。

这种新型合金除了可应用于太空探索外,还能应用于医疗设备中的支架等日常应用,这些应用需要具备柔性。它轻质高强的特点,使得它在航空航天、汽车制造等领域有着广阔的应用前景。最近,这项突破性研究的详细内容在《自然》(Nature)杂志上发表了。

2、基因开关可让作物在贫瘠土壤中茁壮成长

英国诺丁汉大学生物科学学院的科学家近期有了一个发现,即植物中存在一种基因回路。这种基因回路能够控制叶片的生长,还能帮助植物适应不同的环境。这一发现为开发抗旱性更强的作物提供了可能性。这项研究被发表在了最新一期的《细胞·宿主与微生物》(Cell,Host and Microbe)上。

研究人员对在不同养分和水分含量土壤中种植的玉米叶片生长情况进行了研究。他们察觉到,叶片上的微生物群落对叶片生长有着显著的影响。这一发现与以往对植物叶片生长的认知完全不同,是一种颠覆。研究团队开展了合成微生物群落的再定植实验,从而揭示了微生物群落调节叶片生长的过程。

进一步的研究表明,这种影响叶片生长的机制和植物防御相关的基因回路存在关联。该基因回路能够差异激活生长与防御的权衡,从而平衡不同叶片的生长。科学家预计,这种机制或许会与叶片生长调控网络的其他分支相互交汇,以此建立起对生物或非生物胁迫反应的层次结构,保障植物在遭遇多重胁迫时能够存活。

科学家基于这一发现,设想可以通过对工程化叶片微生物群进行操作,来优化作物的内源性生长与防御权衡机制。这样做能够提高作物在贫瘠土壤中的生长能力,并且不会对植物对病原体的防御产生影响。这一研究既为理解植物与微生物的相互作用提供了新的视角,也为开发适应极端环境的作物品种提供了新的思路。

《赛特科技日报》网站()

1、革命性3D生物打印机:几秒内构建人体组织结构

澳大利亚墨尔本大学的生物医学工程师团队研发出了一款具有突破性的 3D 生物打印系统,这个系统可以在很短的时间内构建出与人体组织极为相似的结构。这款打印机的速度十分惊人,同时还能够精准地定位细胞,从而解决了当前 3D 生物打印技术在细胞排列方面所存在的局限。

传统 3D 生物打印机依靠逐层制造技术,其耗时比较长,并且有可能对活细胞的存活率产生影响。墨尔本大学的这款打印机则是利用振动气泡所产生的声波,能够在几秒钟的时间内完成 3D 打印细胞结构,其速度比传统方法快大概 350 倍。这一创新技术既提高了打印的效率,又保证了细胞在打印过程中的存活率以及结构的完整性。

该系统的核心是具备使用声波定位细胞的能力。研究人员通过对细胞位置进行精确控制,能够复制出具有复杂组织结构的器官和组织。这为癌症研究等领域提供了强大工具,也能用于药物反应预测以及新疗法开发。此外,此技术有望降低对动物实验的依赖,推动生物医学研究在伦理方面的发展。

2、传统天线尺寸万分之一!纳米天线颠覆无线通信

中国浙江大学的一个研究团队和之江实验室的团队近日在《光子学》(PhotoniX)上发表了一项创新成果。这是一种利用光学悬浮纳米粒子的低频接收天线。该天线的尺寸比传统设计小了近 1 万倍。这为低频(LF)应用领域带来了天线小型化的突破,比如在水下通信、地下传感和电离层波导等领域。

传统低频无线信号天线的谐振频率与物理尺寸有关,所以其尺寸被限制在厘米级。并且小型化通常要以降低灵敏度作为代价。而该研究团队的纳米天线是利用激光捕获的高真空悬浮的二氧化硅纳米颗粒(直径 143 纳米),从而实现了电荷增强、尺寸与频率解耦以及高保真信号解调等关键进展。其中,纳米颗粒能够通过聚焦电子束而稳定携带超过 200 个净电荷,进而提高了电场灵敏度;纳米颗粒的谐振频率使得 100 纳米大小的天线能够在 30 kHz 至 180 kHz 的范围内工作;在弱电场下,系统实现了低误码率,从而验证了其在高真空环境中的可行性。

该纳米天线具备可调性与矢量检测等技术方面的亮点。能够通过对光阱功率进行调整,从而实现连续的频率调谐,其灵敏度要比传统设计更优。3D 运动跟踪可以实现全向的信号接收,这比传统的标量天线更为出色。研究团队还成功地传输了图像并且控制了误码率,这证明了它具有实际应用的潜力。

目前纳米天线的灵敏度比传统设计要低 3 - 4 个数量级。然而,它的纳米级尺寸以及可调性在极端环境中有着独特的优势。未来的研究重点会放在阵列集成、频率扩展以及芯片级部署等方面,目的是进一步拓宽它的应用范围和提升性能。

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