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2021年3月11日探索科学要闻
2022-06-04

科学家发现冰的第19种结构;证实一项60年前的理论;胎盘中存在大量基因变异,类似肿瘤组织;首次发现在巢中孵蛋的恐龙化石……

· 物理学 ·

科学家发现冰的第19种结构

图中为冰VI的结构模型,与冰XIX的结构相似。(图片来源:Uni Innsbruck)

一般我们所知的冰在微观结构上是由氢氧键和氢键连接,排列成一个六边结构,但这只是冰的一种结构——冰I。近日在一项发表于《自然·通讯》一篇论文中,科学家发现了冰的第十九种结构。这种结构的冰只能在18000个大气压下,通过将冰VI缓慢地从255K降低至77K时形成,其中的氢氧键和氢键排列成四边结构,被称为冰XIX。冰VI和冰XIX的密度都十分相似,因为它们氧原子的排列相似,但氢原子的排列有所不同。科学家表示这种冰可能在地幔深处和寒冷行星上发现。这是在冰结构中首次发现的有序-有序相变(order-order transition)。

· 天文学 ·

IceCube证实一项60年前的理论

图片来源:IceCube Collaboration

南极冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory)曾在2016年检测到,外太空的电反中微子(electron antineutrino)以接近光速的速度,携带6.3 PeV的能量,与南极冰川中的电子相撞。这一研究近日刊登于《自然》杂志。研究者认为,此次碰撞证明了格拉肖共振(Glashow resonance,由物理学家Sheldon Glashow于1960年提出)的存在,即反中微子与电子碰撞可生成W-玻色子,为粒子物理的标准模型提供了新的证据。目前的粒子对撞机能量级仅约格拉肖共振的千分之一,而星系中心超大质量黑洞的反中微子却具有足够能量,可形成自然“对撞机”。研究者将增进国际合作,将探测器升级为更灵敏的IceCube-Gen2版本,提升·对格拉肖共振的观测能力。

· 细胞生物学 ·

胎盘中存在大量基因变异,类似肿瘤组织

婴儿通过胎盘与母亲的循环系统连接,以此获取氧气、营养物质并清除废物等。一项发表于《自然》的新研究揭示,胎盘不同于人体的其他器官,而是类似于肿瘤组织,其中细胞或存在大量的基因变异。研究人员对来自42个胎盘的活检组织和显微解剖样本,进行了全基因组测序。结果显示,人类胎盘的细胞具有比肿瘤更高的基因突变率,且存在染色体复制错误,这些突变模式也存在于一些常见于儿童的癌症如神经母细胞瘤、横纹肌肉瘤中。该研究表示,胎盘可以耐受大量的遗传缺陷,维持自身的稳定性。虽然这些突变在绝大部分胎儿体内得到了纠正,但或与胎儿出生时的一些疾病相关,进一步研究将有助于发现妊娠期间并发症等出现的原因。

· 古生物学 ·

首次发现在巢中孵蛋的恐龙化石

图片来源:赵闯

据一项发表于《科学通报》的研究,科学家在中国江西省赣州市的早期白垩纪岩石中,首次发现了非鸟类恐龙在巢中孵蛋的化石。这具化石来自一只成年窃蛋龙(oviraptorosaur),一种活跃在白垩纪时期的兽脚类恐龙。化石标本显示,它蜷缩成鸟类一样的孵蛋姿势,周围至少有24枚蛋,且有7枚蛋中已出现了部分骨骼,这也说明该成年窃蛋龙是在孵化蛋时丧生。此外,这些蛋的发育程度显示出“异步孵化”的特征,即同一窝中的胚胎发育程度不同,这与一些现代鸟类相似。同时,他们还首次发现窃蛋龙化石腹中存在的“胃石”,这些石头被故意吞下,以帮助恐龙消化食物。

· 物理学 ·

测量迄今最小的引力场

引力是一种基本力,但它无法被纳入物理学标准模型和量子理论。据一项发表于《自然》的新研究,研究人员利用两个半径1毫米的小金球完成了迄今最小的引力场测量。研究人员设计了一个实验,让引力单独表现为两个质量约90毫克的小金球之间的耦合力。这项实验将外部扰动的影响降到了最低。在实验中,研究人员使用了一个法拉第屏蔽来阻挡静电力,还将其中一个金球与一个真空室相连,将地震和声音效应最小化。另一个球会周期性地靠近接地的球,从而将引力耦合单独分离出来,使其可以从旋转信号的变化中被检测出来。这个实验证实了经典的牛顿物理理论,即两个球之间的引力取决于它们的质量和距离。这类实验或能帮助研究人员进行一些基础物理测试,包括暗物质的引力效应和量子系统之间的引力耦合。

· 地球科学 ·

地球或曾被辽阔的海洋淹没

据一项发表于《美国地球物理联合会·进展》的新研究,哈佛大学的研究团队对地幔进行了新的分析,表明地球在40亿~32亿年前的太古宙曾经被辽阔的海洋吞没,几乎没有任何的陆地存在。研究人员通过计算地幔的蓄水能力和温度函数,发现与储水相关的矿石在高温下储水能力较低。这说明,对于温度远高于现在的早期地球,其蓄水能力和现在有显著的差异,它的表面或存在更多的水,形成了更大的海洋。这一结果直接反驳了长期以来学界认为的,地球表层海洋体积保持不变的假说。科学家称,该发现将有助于揭示地球生命的起源,同时还能够帮助我们通过识别海洋特征寻找潜在的外星世界。

· 医学 ·

初步结果显示,中国疫苗能对抗多种新冠病毒变异株

3月10日,巴西圣保罗州长若昂·多利亚表示,由布坦坦研究所与圣保罗大学联合开展的一项研究的初步结果显示,中国克尔来福新冠疫苗或能够有效对抗在巴西、英国及南非出现的变异新冠病毒。在巴西亚马孙州发现的P.1新冠病毒变异株在巴西传播最为广泛,其携带的E484K、K417T、N501Y等多处突变,也存在于在英国、南非出现的变异病毒株中。研究人员从参与该疫苗第三阶段试验的35名志愿者体内提取血清,将其与P.1变异株一同置入培养皿。结果显示,血清中的抗体能够有效对抗变异病毒。研究人员表示,中国疫苗中的灭活病毒具有新冠病毒的完整结构,与其他利用病毒刺突蛋白引发免疫反应的疫苗相比,灭活疫苗能够产生更全面的免疫反应。研究的详细结果将于近期将发布。(澎湃新闻)

· 新冠疫情 ·

截至北京时间3月10日10时,据约翰·霍普金斯大学最新统计,全球累计新冠确诊病例117 980 987例,死亡病例2618 490例。新增确诊病例446 488例,新增死亡病例8742例。

3月10日0—24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例11例,均为境外输入病例(上海5例,四川3例,广东2例,福建1例);无新增死亡病例;无新增疑似病例。

31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者10例(均为境外输入);当日转为确诊病例1例(为境外输入);当日解除医学观察13例(均为境外输入);尚在医学观察无症状感染者247例(均为境外输入)。

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