来源:中国科学报 发布时间:2013-11-19 9:11:32
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11月8日《科学》杂志精选

 
 
 
月球一侧的盆地为何较小
 
月球的陨石坑记录表明在大约40亿年之前,月球遭到了一个不成比例的大数目陨石的轰击。但是科学家们一直对月球上盆地形成的方方面面不甚清楚,因为他们一直无法在其最大盆地有多大上形成共识;盆地直径很难测量。
 
为了取得进展,Katarina Miljkovic及其同事利用了对盆地大小所作的一种另类的测量方法——月球壳层厚度的变异。他们从NASA的“重力恢复及内部实验使命”获得了壳层厚度数据。通过对其的研究,他们发现,月球的近侧和远侧半球都分别展现了12个盆地,而前者具有更多的大型盆地。这对科学家们来说是一个谜,因为他们认为小行星对月球表面的撞击是均匀的。月球的近侧及远侧半球有着足够的差异;近侧的壳层受到火山活动的加热而在重度轰击期温度较热。Miljkovic及其同事提出,这一半球差异促成了大型撞击盆地的不均匀分布,对大型撞击盆地而言,其热性的壳层一旦受到撞击会向外侧扩张而不是其本身发生刚性的凹陷——后者会发生在月球较冷的一侧。
 
一次小行星撞击的详细分析
 
2月15日在俄国城市车里雅宾斯克上空发生剧烈爆炸的小行星引起了自1908年著名的通古斯卡事件以来在地球上的最大的空中爆炸。但是,由于它发生在一个人口稠密的地区,而且是在一个手机、摄像机及其他个人电子装置十分常见的时期,研究人员能够采集到该事件的前所未有的数据量。
 
Olga Popova及其同事如今报告了有关车里雅宾斯克空中爆炸、引起该爆炸的小行星以及其所造成损害的详细情况。研究人员在该撞击事件后的几周内访问了车里雅宾斯克外围的50个村庄,并用仪表板照相机和保安摄像机来重新追踪该火球经过天空的路径。
 
据研究人员披露,其在空中的爆炸在大约55英里(90公里)的高度产生了一个冲击波,其强度足以将在其路径中的人击倒。他们说,该小行星在大约 18英里(30公里)的高度有着最大的亮度和热度,当时其穿行的速度大约为每秒11.6英里(每秒18.6公里)。
 
Popova及其他的研究人员还记录了有多少幢房屋因为该冲击波而受到损坏及有多少人受伤或被辐射所灼伤。他们估计该小行星最初的直径为19.8米,尽管它在其着陆的冰地上所留下的洞只有7米宽。
 
研究人员提出,车里雅宾斯克小行星所代表的是一颗LL球粒陨石,它与“丝川”小行星类型相同。“丝川”是隼鸟号飞行使命进行采样的小行星。他们的发现为这类撞击建立了一个基准,且它们可帮助天文学家理解其他的近地天体并研发保护我们的行星不受其损害的策略。
 
应力肋状分布对冰流入海的影响
 
科学家们发现了一种在滑入海中的冰川下的呈点状的摩擦模式,对其的了解可能会在某一天帮助他们控制冰排入海洋中的速度。对海平面上升感到担忧的科学界一直在对南极冰盖边缘附近存在的冰流给予密切的关注。这些体系(不是液态水流,而是冰盖的那些相对于它们周围的冰而快速移动的部分)会排入海中。该冰流的流速不一,它们受到了冰盖界面及其下方基岩的情况的控制。因此,希望了解有多少冰流将会促成海平面上升的科学家们必须首先理解冰盖是如何以及在哪里与其下方的地面进行耦合的。 研究人员已经知道,冰盖与其下方的沉积物黏着得越坚固,它们移动得就越慢,但他们对其他影响流动的可变速率的因素则一直不清楚。与冰丧失有显著关系的两大冰流为Pine Island冰川和Thawaites冰川,它们都造成了南极冰盖的流失。科学家们希望对它们下方的基岩进行仔细观察,但这需要在广泛的地域做直接的钻探,而这是不可行的。Olga V. Sergienko及其同事克服了这一难题。应用最近编撰的有关基岩升高、冰表面速度及更多的高分辨率数据,他们分别计算了这两个冰川下的剪应力。他们的调查揭示,每个冰川下的应力是以肋状图形分布的,它们埋置在大得多的没有应力的地域内。至关重要的是,该点状的应力模式与冰下的水力势能梯度中的变化相对应。因此,这一研究指出了冰盖床内的水文系统是促成冰流内可变应力的一个因素。
 
免疫反应依赖太阳周期
 
哺乳动物的生物钟受到像日出及日落等环境因素的调节,后者驱动着个体的每日节奏。但是,由于一项新的研究,研究人员现在知道生物钟也会驱动某种特定的免疫反应。具体地说,Xiaofei Yu及其同事出,哺乳动物的昼夜节律会对某些被称作TH17细胞的T辅助细胞的命运进行直接的控制。这些T细胞驻留在肠道内,保护它们的主人免受真菌与细菌的感染,尽管它们也与像炎症性肠道疾病等自身免疫性疾病有关。
 
研究人员用小鼠来调查某些会影响这些T辅助细胞的基因和蛋白并发现,一种叫做NFIL3的特别的转录因子会与对TH17细胞发育有关的基因启动子结合并对其进行抑制。Yu及其他的研究人员还发现NFIL3基因依赖于生物钟内的一个叫作REV-ERBα的主要参与者。因此,据研究人员披露,TH17 细胞的发育直接受到昼夜节律的调节。确实,该啮齿类动物的TH17细胞会遵循特殊的昼夜模式,而打断该啮齿动物的光照周期可增加这些T辅助细胞的产生以及增加其对炎症性肠道疾病的易感性。这些发现提示,生物钟与免疫系统之间的相互作用可能是某些与破坏昼夜节律有关的问题的基础。
 
(本栏目文章由美国科学促进会独家提供)
 
《中国科学报》 (2013-11-19 第2版 国际)
 
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