人类世:我们是否进入了地球历史的新纪元?

<正>人类活动已经改变了地球——但科学家对于这是不是地质史的真正转折点存在意见分歧。时间回到2000年2月,诺贝尔奖得主保罗·克鲁岑(Paul Crutzen)安静地坐在位于墨西哥库埃纳瓦卡的一间会议室里,内心却焦躁不安。早在5年前,克鲁岑和两位同事被授予诺贝尔化学奖,因为他们证明了为地球抵挡紫外线的臭氧层在两极位置日渐变薄,而罪魁祸首是越来越高的工业气体浓度。现在,他在参加一批研究地球海洋、地表和大气层的科学     

1995年诺贝尔化学奖——保护臭氧层的呼吁

1995年10月11日瑞典皇家科学院宣布,将1995年度诺贝尔化学奖授予三位证明了人造化学物质对臭氧层构成破坏作用的科学家。他们是荷兰人保罗·克鲁岑、墨西哥人马里奥·莫利纳、美国人舍伍德·罗兰。 自然界臭氧的生成与耗损 包围地球的大气层可分为:对流层、平流层和电离层。对流层距地面最近,各种气象现象就发生在此层内,对流层的上面是平流层。对流层与平流层的境界称为层界面。层界面的高度在赤道附近约16千米处,极地约9千米处。平流层上面是     

“思路正确是最关键的”——诺贝尔奖得主保罗·克鲁岑访谈录

因成功揭示南极臭氧空洞成因而获诺贝尔奖的荷兰科学家保罗·克鲁岑,在科学上还有多项重要贡献;是他首先意识到热带森林燃烧是导致全球气候变化的因素之一,也是他率先发出了核冬天的警报。而在此之前,又是他和他的同事首先开创了数字天气预报模型。在以下对《新科学家》杂志记者的访谈中,保罗·克鲁岑回顾了自己如何从一个没有多少研究背景的工程师到成为一名在大气科学研究方面做出突出贡献的科学家的经历。在看似随意的交谈中,克鲁岑还是透露了不少在科学上如何做出原创性工作的心得,如敢于质疑,不放过任何事物;不仅仅停留在观察的表面,喜欢实干等等。尤其值得关注的是克鲁岑在事关名誉、名声问题上表现出的大度和宽容,这似乎使他失去了不少应有的辉煌和名声,但最终却赢得了更多人的尊敬。     

保罗·博耶(1918-2018)

正保罗·博耶是加州大学洛杉矶分校的生物化学家,他运用化学方法提出了三磷酸腺苷合成酶的功能机制,并获得了1997年诺贝尔化学奖。保罗·博耶(Paul D. Boyer)是加州大学洛杉矶分校的一名生物化学家,他凭借"美丽的小分子机器"这一发现而荣获1997年诺贝尔化学奖。这种分子机器可以帮助产生在所有活细胞中的化学能量转移。2018年6月2日,博耶     

人类世开启地质演化新时期

<正>"人类世"这个术语诞生以来,20年快过去了。先是在学术界受到关注,然后逐渐扩散到整个社会。"人类世"一词是从Anthropocene翻译而来的,其实如何翻译更合原意,目前意见不一。有一派意见认为,为了与Anthropocene之前的两个地质年代名称更新世(Pleistocene)、全新世(Holocene)相对应,应采用"人新世"的译法。我本人主编的学术期刊Anthropcene Coasts的中文译名《人新世海岸》就来源于此。当然,更重要的是厘清术语所表达的内涵。首先,人类世作为地球历史年代划分的单元,其时间尺度需要界定清晰。人们最初质疑其时段过短。地质年代表按照宙、代、纪、世的系统来编排地球历史,所以1.2万年前开始的全新世在表格里的位置是"显生宙、新生代、第四纪、全新世"。试想,6亿年以来的显生宙划分了11个纪,每个纪平均有几千万年,为什么只有200多万年的第四纪能够跻身其中?同样,第四纪分为两个世,更新世有200多万年,为何全新世只有1.2万年?     

地球进入“人类世”

正人类的活动已经彻底改变了地球,不仅仅是地表,而且连地质年代都改变了,出现了一个与更新世、全新世并列的地质学新纪元——"人类世"。2011年5月,约20名诺贝尔奖得主向联合国的一个特别委员会递交建议,建议之一是让全球升温幅度保持在2℃以内,这意味着全球二氧化碳(CO_2)排放量最迟从2015年开始减少。这些诺贝尔奖得主和若干环境学家还确认,"地球已经进入一个新的地质年代",即     

冠醚的发现

查理士·J·佩德森(C.J.Pedersen)系美国研究化学家,他与另两位科学家一起分享了1987年的诺贝尔化学奖。引言本演讲,我要讨论冠醚的发现,它分成三个部分。首先,因为每一个发现不仅仅发生在科学的前后联系之中,因此我将涉及我的生活背景。自从     

“有助于揭示人体运行复杂细节的发现”——2012年诺贝尔化学奖简介

在药物设计方面我们希望,通过了解细胞受体的三维结构,可以开发更有针对性和更有效的药物。——布莱恩.K.科比尔卡因"G蛋白偶联受体研究"获得2012年诺贝尔化学奖的两位美国科学家,分别是北卡罗来纳州杜克大学医学中心教授、69岁的罗伯特.J.莱夫科维茨(Robert J.Lefkowitz)和加州斯坦福大学医学院教     

编读往来

李大钊有句名言:“人生最有趣味的事情,就是送旧迎新。因为人类最高的欲求,是在时时创造新的生活。”新的一年现已来临。我刊自2006年8月份刊登救助科幻女硕士肖洁的文章后,许多读者来信来电询问,表示很关心她的近况。据了解,医生向肖洁体内相继输入她弟弟的骨髓及干细胞,进行细胞移植。现在肖洁的整个移植手术结束,进入恢复期。我们祝愿肖洁以健康的身体迎接新年的来到,继续实现她的科幻梦。——编者看过《六大奇招为地球降温》一文后,我想到了曾经看到的一篇报道,文中提到的克鲁岑在1995年因为研究臭氧洞而获得诺贝尔奖。他认为挽救全球暖…     

地球步入“人类世”新地质时代

<正>随着"全新世"的落幕,"人类世"将迎接来自科学和社会的挑战地球进入新地质时代这一概念并不是什么标新立异的事情。早在100多年以前,就出现了诸如灵生代、智慧圈等术语,设想用来形容由于人类对地球的破环而     

说说导电性塑料

去年,日本筑波大学名誉教授白川英树教授(64岁)获得了诺贝尔化学奖,他是第二个获得诺贝尔化学奖的日本人,获奖理由是他"发现并开发出了导电性塑料",他使被认为是绝缘体的塑料具有了像金属那样的导电性,因此赢得了好评.     

迄今发现的最大行星环

J1407b是一颗距离地球433.8光年的系外行星,也是迄今人类发现的拥有最大行星环的行星.这颗行星的环半径为9000万千米,是土星环半径的大约200倍.目前还不能确定J1407b是气态巨行星还是褐矮星.地球已经存在了至少45亿年,而J1407b只存在了大约1600万年.     

人类世或将正式确立

<正>2019年5月21日,《自然》杂志发布消息称,由34名科学家组成的人类世工作组(Anthropocene Working Group, AWG)投票决定确立一个新的地质年代——人类世(Anthropocene),以表明人类活动对地球造成的巨大影响。多年来,正式定义一个新的地质年代在学界内引发了激烈的讨论,此次人类世工作组的决定标志着这方面的工作又迈出了重要一步。人类世工作组计划在2021年前向国际地层委员会(International Commission on Stratigraphy)提交正式的确立人类世的提议;国际地层委员会负责监管官方的地质年代划分。29名人类世工作组成员支持确立人类世,并且投票赞成以20世纪中期为人类世的起点,当时人类人口快速膨胀,加     

大气臭氧层破坏与人类患癌危险

大气同温层中的臭氧在保护地球生物中起着关键的作用。大约3%的太阳输出以紫外线(UV)释放出来,但其中只有一小部分到达地球表面。波长在240～290nm的紫外线C(UVC)几乎全部被大气中的臭氧消除,只有一部分紫外线B(UVB)(290～320nm)穿过大气到达地球表面。由于紫外线B与紫外线C不在DNA的吸收光谱内,所以臭氧对原始生命形式很关键,尤其对水中生态系统。对人类,臭氧能大大限制太阳辐射的致癌作用。     

信息时代的科学巨人--纪念冯·诺伊曼百年诞辰

冯·诺伊曼(J.von Neumann, 1903-1957)可能是20世纪最出名的数学家,这倒不是由于他在数学方面的工作(尽管那也十分了得),而是因为他有"电子计算机之父"的桂冠.当然,他在现代科学的理论和应用方面还有许多开创性贡献,都对人类的历史进程产生了广泛而深远的影响.无怪乎美国的<生活>杂志把他评为"千年100个最有影响的人物"之一.在这些显赫人物中,他几乎是唯一的数学家.     

气候变化与CO_2浓度的相关性问题

在过去的80万年(从晚更新世到接下来的全新世),地球的气候经历了许多次"冷-暖-冷-暖"的变化.变化背后的原因可以归结为:(1)由地球轨道参数决定的太阳辐射输     

天漏了!

“我们已经忘记了怎样做一个好客人，怎样像其他生物一样轻柔地走路。”远古时期，人类对太阳顶礼膜拜，夸父因向往太阳光芒的伟大，逐日而去。但今天，掌握了先进科学技术的我们，却在讨论如何躲避那含有强烈紫外线的赤裸阳光。这一切，只因地球生物的防护面纱──臭氧层遭到了人类自己的破坏臭氧：地球生物的保护神臭氧是1839年首先在实验室被发现的，每个臭氧分子（03）含有三个氧原子。随后，人们从大气中发现了臭氧分子。臭氧分子在大气中非常稀少，每1000万个大气分子中只有3个。地球90％以上的臭氧存在于地球上空16－32公里的平流层…     

GPS,OBP和GRACE估计地球动力学扁率变化及其地球物理激发

行星地球是一个旋转的扁椭球体,其动力学扁率(即J2)变化主要由地球系统物质流动和各圈层相互作用引起.目前国际上地球动力学扁率测定主要用卫星激光测距(SLR)资料得到,然而SLR地面观测台站少,南北半球分布不均,且不是连续观测,以及受动力学模型和常数等影响.尽管新一代重力卫星(GRACE)观测大大提高了地球重力场球谐系数低阶项一两个数量级,但对二阶项C20不敏感.本文利用全球连续GPS观测得到的地表负荷位移估计地球动力学扁率J2,并联合GPS与海底气压(OBP)以及OBP和GRACE资料分别估计地球动力学扁率J2,比较和分析地球动力学扁率多尺度变化特征及其机理.结果发现GPS单独估计结果振幅偏小,GPS+OBP,GPS+OBP+GRACE和GRACE估计J2周年变化与SLR结果非常接近.而J2半周年变化,GRACE估计相对较差,主要由于GRACE资料处理没有很好扣除约161天的S2潮汐影响.另外,GPS+OBP和GPS+OBP+GRACE估计J2季节内和年季变化与SLR结果较一致,而GRACE和GPS单独估计结果与SLR结果偏差较大.并进一步利用地球物理模型资料研究对J2变化的贡献,结果表明,地球动力学扁率J2季节性、季节内和年季变化主要由大气、海洋和陆地水地表流体质量重新分布和迁移激发.     

“塑料世”崛起

<正>更新世、全新世……下一世会是"塑料世"么?塑料的泛滥将给地球留下永不泯灭的遗物。距今100万年之后,当地质学家们探测地球土层时,发现了来自逝去文明的奇怪痕迹。"快看这个!"其中一人惊叹道,他破开一块石头,发现一个薄薄的有着微小刻痕的黑色圆盘。"这是来自‘塑料世’的一块化石。"塑料海洋我们对塑料制品疯狂消费,而对塑料垃圾置之不管,意味着这种数量庞大的人造物质早已在地球上留下了肮脏的痕迹。如今,每年近3亿吨的塑料产量中,     

弗瑞德里克·桑格(1918-2013)

<正>两度荣获诺贝尔化学奖的英国生物化学家弗瑞德里克·桑格(Frederick Sanger)于2013年11月19日睡眠中在剑桥的阿登布鲁克医院病床上去世,享年95岁。他是世界上唯一两度获得诺贝尔化学奖的科学家。1958年,他因对蛋白质结构的研究,尤其是胰岛素的研究而被授予诺贝尔化学奖。1980