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2020-12-20 第26,719号

上海报业集团主管主办·文汇报社出版

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第6版:科技文摘

科学新知

       微生物“太空采矿”大比拼
      
       发表于《自然-通讯》的一项最新研究发现,微生物能在零重力条件下提取岩石中具有重要经济价值的元素,这让人类在定居其他行星时可以考虑利用微生物进行“太空采矿”。
      
       稀土元素具有独特的磁性或催化性能,是电子器件中的关键成分。但在地球上,这些稀土元素的开采难度大、成本高,而且即将供不应求。随着人类开始探索其他行星,找到高效简单提取稀土元素的方式至关重要。微生物已经被用来开采地球岩石中的稀土元素,但它们是否能在低重力或零重力的条件下完成这项工作尚不清楚。
      
       科研人员评估了国际空间站上三种细菌在微重力和模拟火星重力条件下的生物采矿潜力。这三种细菌分别是鞘氨醇单胞菌、枯草芽孢杆菌和贪铜杆菌。研究者测量了这些细菌从玄武岩(类似于月球和火星表面的大部分物质)中提取出14种不同稀土元素的效率。与此同时,他们还在地球上进行了普通重力条件下的平行实验。
      
       结果发现,鞘氨醇单胞菌在三种重力条件下都能让玄武岩浸出稀土元素,而且该细菌的浸出率在三种环境下都差不多,其中含量最丰富的稀土元素铈和钕的浸出率最高,约为70%。而其他细菌物种的表现就没有那么出色,甚至完全无所作为。
      
       以上结果表明,虽然微生物的生物采矿能力具有生物体特异性,但这种能力在太空和类似火星的重力条件下可以继续存在。
      
       飓风侵袭扩展至更远内陆
      
       《自然》近期发表的一篇论文指出,由于海水升温,北大西洋飓风在登陆后的减弱速度较过去有所放缓,这意味着飓风的破坏性影响今后可能会进一步向更远的内陆地区扩展。
      
       飓风的动力来自海洋中的水汽,因此飓风在登陆后会迅速衰减,对沿海地区的破坏范围相对有限。
      
       科学家已经发现,气候变暖对飓风强度有影响,但对飓风衰减的影响还不甚明确。论文作者分析了1967年至2018年北大西洋登陆飓风的数据,发现飓风的衰减程度与海水温度的上升幅度一致。
      
       利用计算机模拟技术,作者发现,较高的海温使飓风在登陆时能够保持更多水分,从而减缓飓风的衰减速度——1960年的飓风有可能在登陆后一天内衰减75%,而现在飓风的衰减率为50%。
      
       作者指出,随着全球气温的升高,内陆地区可能会受到更大影响,而这些地区应对飓风的能力可能比沿海地区要差,这一结论将对防备灾害有直接影响。未来,科学家还需开展进一步研究,以了解气候变暖对于来自其他大洋盆地的飓风的影响。
      
       经济转型影响当地生态
      
       《科学报告》最近发表的一项研究显示,波兰西部村庄阿格夫在14世纪从部落社会向封建社会转变的经济历程,对当地生态系统产生了巨大影响。这为人类社会和经济的历史变迁会如何改变当地环境,提供了新的研究案例。
      
       阿格夫建立于13世纪初。公元1350年,耶路撒冷圣约翰医院骑士团开始在此定居。科学家研究了该村落附近的自然保护区波斯基·莱的不同泥炭层,并对其中的植物和花粉构成变化展开了分析。通过分析不同泥炭层的构成,研究者推断出了每一层形成时的自然条件。
      
       由于在一些较早的泥炭层中存在山毛榉和鹅耳枥,在更古老、更深的泥炭层中还存在睡莲,科学家得出结论:在骑士团定居之前,阿格夫曾经是一片被原始森林包围的涝渍地。
      
       根据历史纪录,在骑士团的治理下,大部分土地被分给农业劳作者进行耕种。这从泥炭成分中得到了反映——这一时期泥炭中的鹅耳枥数量随着谷物的增加而逐渐减少,这说明当时农民对森林进行了砍伐,以便在涝渍地周围建设农田和草甸。研究者指出,森林砍伐可能影响了波斯基·莱的地下水位。
      
       此外,泥炭层的记录还显示,该时期欧洲赤松的丰度越来越大,这表明这一树种在该地区被定植。定居者的这一行为不仅使土壤的酸性不断增加,还促进了泥炭藓的生长,而这有助于泥炭的形成。
      
       (杨馥溪整理)