2018年12月27日 星期四

有機食物對氣候傷害更大


有機食物對氣候傷害更大
包括瑞典查爾姆斯理工大學的國際研究團隊,在發表於期刊《自然》(Nature)的新研究中,發現有機耕作的食物對氣候的衝擊比慣行耕作的食物還大,原因為有機耕作需要更多的土地。
有機耕作每公頃產出的作物比較少,間接造成森林砍伐而釋放出更多二氧化碳。

2018年12月24日 星期一

化石指出花朵的起源時間比過去認為的還要早5000萬年


原文網址:https://elifesciences.org/for-the-press/23106e89/fossils-suggest-flowers-originated-50-million-years-earlier-than-thought
化石指出花朵的起源時間比過去認為的還要早5000萬年
在發表於開放取用期刊《eLife》的新研究中,科學家描述的一種植物化石顯示17400萬年以前的侏儸紀早期就已經有花朵盛開。
含有南京花(Nanjinganthus)化石的粉砂岩石板。圖片來源:中國科學院南京地質古生物研究所

2018年12月20日 星期四

研究人員對全球氣候最近一次的長期變化原因有了新的瞭解


研究人員對全球氣候最近一次的長期變化原因有了新的瞭解
全球氣候最近一次的長期變化大約發生在一百萬年前。追查背後原因的研究得出了全新且不同於以往的發現。
由艾希特大學Sev Kender博士領導的研究團隊,對於「中更新世轉型期」(Mid-Pleistocene Transition ,MPT)的原因有了引人注目的新觀點。地球因為MPT這個現象使得極為寒冷的氣候條件的循環時間變得更加漫長,強度也更加劇烈。
雖然科學家尚未完全瞭解MPT的成因,不過最主流的理論之一認為可能是冰河造成二氧化碳的排放量降低所導致。
Kender博士和他的團隊最近發現這段期間白令海峽因為冰河擴張而關閉,可能導致北大西洋出現分層現象,使得大氣中的二氧化碳減少。他們認為這造成了全球冷化。
團隊相信這項最新發現不只對MPT的成因提供了關鍵知識,也讓我們對於全球氣候變遷背後的驅動因素有了嶄新的觀點。
研究於20181219日刊登在《自然通訊》(Nature Communications )
Kender博士是這篇研究的共同作者,目前任職於康瓦爾郡艾希特大學彭林校區的坎伯恩礦業學院。他說:「副極地的北大西洋擁有地球上某些年代最久的海水。這些海水跟大氣隔離了相當久的時間,使得深部可以累積溶解態的二氧化碳到很高的濃度。當它們往上湧至表層,一部份的二氧化碳就會釋放出來。這種機制在地質時間中是相當重要的作用,在過去的冰河期發生之後它可以造成某種程度的全球暖化。」
我們從白令海峽的深部海底取出沉積物岩芯,並從中得到此區的歷史文獻。研究岩芯沉積物和有孔蟲(一種海洋原生生物)殼體化石的化學性質,我們可以重建浮游生物的生產力,以及海洋表層和底層水體的性質。此外,我們也可以對沉積物進行更佳的定年,如此一來就可以比較白令海和全球其他區域當時出現的變化。
「我們發現在MPT時白令海區域的分層現象變得更加劇烈。中層水體的擴張大幅抑制了導致全球暖化的重要因子之一:北大西洋的副極地湧升流。」
地球氣候一直以來都有劇烈的變化發生。在過去60萬年以來和更早之前的許多時期,氣候經常在類似現今的暖期以及氣溫較低的冰河期之間來回動盪。冰河期時大片的陸地會覆蓋在數公里厚的冰層之下。
地球氣候在自然條件下的規律變化受控於地球繞日軌道的變化,以及地球跟其他星體彼此間的重力作用對自轉軸造成的變化。
這些稱為軌道循環的變化影響了太陽能如何分配至地球的各個角落。結果可能會讓某些循環中北半球的夏季氣溫變低而催生冰河期;但在之後的循環夏季氣溫可能會升高使得冰層融化。
軌道循環會受到許多因素影響而放大它們的效應。其中之一便是大氣中的二氧化碳濃度。
由於MPT發生時軌道循環的特性沒有出現明顯變化,因此科學家長久以來都在試著找出MPT發生的原因為何。
為了進行這項研究,Kender博士和他的團隊聯合國際海洋發現計畫在白令海鑽取深海沉積物,接著測量其中的殼體化石與沉積物的化學性質。
團隊藉此重建出海洋水體隨著時間的詳細變化。他們發現在冰河期這段期間,白令海峽關閉造成副極地北大西洋海水的分層現象變得更加明顯。
他們主張分層現象減少了大氣中的二氧化碳,進而造成全球冷化。
Kender博士進一步解釋:「今日海水結冰所形成的低溫海水大多會通過白令海峽,往北流入北極海。大約一百萬年前因為冰河擴張、海平面下降,造成白令海峽關閉而把低溫海水留在白令海。低溫水體的範圍擴大可能堵住了富含二氧化碳的深層水體形成湧升流,使海洋可以封存更多大氣中的二氧化碳。連帶產生的冷化效應也許使地球對軌道循環更加敏感,造成自此之後的氣候特徵具有更為寒冷且為時更長的冰河期。」
「我們的發現強調出瞭解高緯度海洋現在與未來的變化是相當重要的,因為長期來看這些區域對於大氣中的二氧化碳封存或排放具有相當的重要性。」

Research sheds new light on what drove last, long-term global climate shift
The quest to discover what drove the last, long-term global climate shift on Earth, which took place around a million years ago, has taken a new, revealing twist.
A team of researchers led by Dr Sev Kender from the University of Exeter, have found a fascinating new insight into the causes of the Mid-Pleistocene Transition (MPT) - the phenomenon whereby the planet experienced longer, intensified cycles of extreme cold conditions.
While the causes of the MPT are not fully known, one of the most prominent theories suggests it may have been driven by reductions in glacial CO2 emissions.
Now, Dr Kender and his team have discovered that the closure of the Bering Strait during this period due to glaciation could have led the North Pacific to become stratified – or divided into distinct layers – causing CO2 to be removed from the atmosphere. This would, they suggest, have caused global cooling.
The team believe the latest discovery could provide a pivotal new understanding of how the MPT occurred, but also give a fresh insight into the driving factors behind global climate changes.
The research is published in Nature Communications on December 19th 2018.
Dr Kender, a co-author on the study from the Camborne School of Mines, based at the University of Exeter’s Penryn Campus in Cornwall said: ”The subarctic North Pacific is composed of some of the oldest water on Earth, which has been separated from the atmosphere for such a long time that a high concentration of dissolved CO2 has built up at depth. When this water upwells to the surface, some of the CO2 is released. This is thought to be an important process in geological time, causing some of the global warming that followed past glaciations.
“We took deep sediment cores from the bottom of the Bering Sea that gave us an archive of the history of the region. By studying the chemistry of sediment and fossil shells from marine protists called foraminifera, we reconstructed plankton productivity, and surface and bottom water masses. We were also able to better date the sediments so that we could compare changes in the Bering Sea to other global changes at that time.
“We discovered that the Bering Sea region became more stratified during the MPT with an expanded intermediate-depth watermass, such that one of the important contributors to global warming – the upwelling of the subarctic North Pacific – was effectively curtailed.”
The Earth’s climate has always been subjected to significant changes, and over the past 600,000 years and more it has commonly oscillated between warm periods, similar today, and colder, ‘glacial’ periods when large swathes of continents are blanketed under several kilometres of ice.
These regular, natural changes in the Earth’s climate are governed by changes in how the Earth orbits around the sun, and variations in the tilt of its axis caused by gravitational interactions with other planets.
These changes, known as orbital cycles, can affect how solar energy is dispersed across the planet. Some orbital cycles can, therefore, lead to colder summers in the Northern Hemisphere which can trigger the start of glaciations, while later cycles can bring warmer summers, causing the ice to melt.,
These cycles can be influenced by a host of factors that can amplify their effect. One of which is CO2 levels in the atmosphere.
As the MPT occurred during a period when there were no apparent changes in the nature of the orbit cycles, scientists have long been attempting to discover what drove the changes to take place.
For this research, Dr Kender and his team drilled for deep-sea sediment in the Bering Sea, in conjunction with the International Ocean Discovery Program, and measured the chemistry of the fossil shells and sediments.
The team were able to create a detailed reconstruction of oceanic water masses through time – and found that the closure of the Baring Strait caused the subarctic North Pacific became stratified during this period of glaciation.
This stratification, that argue, would have removed CO2 from the atmosphere and caused global cooling.
Dr Kender added: “Today much of the cold water produced by sea ice action flows northward into the Arctic Ocean through the Bering Strait. As glaciers grew and sea levels fell around 1 million years ago, the Bering Strait would have closed, retaining colder water within the Bering Sea. This expanded watermass appears to have stifled the upwelling of deep CO2-rich water and allowed the ocean to sequester more CO2 out of the atmosphere. The associated cooling effect would have changed the sensitivity of Earth to orbital cycles, causing colder and longer glaciations that characterise climate ever since.
“Our findings highlight the importance of understanding present and future changes to the high latitude oceans, as these regions are so important for long term sequestration or release of atmospheric CO2.”
原始論文:Sev Kender, Ana Christina Ravelo, Savannah Worne, George E. A. Swann, Melanie J. Leng, Hirofumi Asahi, Julia Becker, Henrieka Detlef, Ivano W. Aiello, Dyke Andreasen, Ian R. Hall. Closure of the Bering Strait caused Mid-Pleistocene Transition coolingNature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-07828-0
引用自:University of Exeter. "New light shed on what drove last, long-term global climate shift." 

2018年12月19日 星期三

新的發現將羽毛的起源回推了7000萬年


新的發現將羽毛的起源回推了7000萬年
一組包含布里斯托大學的國際古生物學家團隊,發現翼龍這種會飛行的爬蟲類其實擁有四種羽毛。這些跟恐龍共有的特徵將羽毛的起源回推了7000萬年左右。
研究中道虎溝翼龍的重建圖。在牠的頭頸、身體和翅膀上具有四種不同類型的羽毛,大致上呈薑茶色。圖片來源:Yuan Zhang所繪製的重建圖

2018年12月13日 星期四

地球深處生命含有的碳總計有150至230億噸――比人類總和的數百倍還多


地球深處生命含有的碳總計有150230億噸――比人類總和的數百倍還多
一項國際合作計畫的科學家表示幾乎不算活著的「殭屍」細菌和其他生命形式構成了地下深處的大量碳質――重量比地表所有人類含有的碳多245385倍。這項即將結束、為期10年的計畫旨在揭開地球最深處的秘密。
一條線蟲穿梭在微生物形成的生物薄膜之中。這條尚未命名的線蟲(Poikilolaimus sp.)住在南非的Kopanang金礦,位在地表之下1.4公里之處。圖片來源:Gaetan Borgonie (Extreme Life Isyensya, Belgium)

2018年12月10日 星期一

全球暖化讓海洋動物難以呼吸,造成地球歷史上最慘重的滅絕事件


全球暖化讓海洋動物難以呼吸,造成地球歷史上最慘重的滅絕事件
Hannah Hickey
遠在恐龍出現之前,當時大部分居住在地球的動植物都在西伯利亞發生的一連串大規模火山爆發中消失了。這起地球歷史上最大的滅絕事件發生在25200萬年前左右,其標記了二疊紀的結束。
這塊來自於中國南部,大約1.5(45 cm)厚的石板顯示出二疊紀三疊紀的交界。下段是在滅絕之前形成的石灰岩,上段則是滅絕之後由細菌沉積成的石灰岩。圖片來源:Jonathan Payne/Stanford University

2018年12月7日 星期五

格陵蘭冰層的融化速率達到過去四個世紀以來的巔峰


格陵蘭冰層的融化速率達到過去四個世紀以來的巔峰
根據2018.12.5發表在期刊《自然》(Nature)的新研究,格陵蘭厚達數公里的冰層表面融化速率從19世紀中期開始增加,並在接下來的20世紀至21世紀早期一路劇烈飆升,完全沒有減緩的跡象。這項研究提供了新的證據顯示氣候變遷對北極融化與全球海平面上升的衝擊。
格陵蘭每個夏季在表面都會形成大型河流,而把冰層的融水快速帶到海洋。圖片來源:Sarah Das,伍茲霍爾海洋研究所

2018年12月6日 星期四

供應火山的不是融化的岩漿庫,而是軟糊糊的岩石


供應火山的不是融化的岩漿庫,而是軟糊糊的岩石
by Hayley Dunning
一項新的研究顛覆了關於火山爆發的傳統想法,他們發現火山的供應來源不是在巨大的岩漿庫中形成的熔岩。
對於岩漿庫的傳統圖像需要重新思考。來源:Imperial College London

2018年12月3日 星期一

藻類化石揭露了長達五億年的氣候變遷史


藻類化石揭露了長達五億年的氣候變遷史
地球科學家可以穿梭至遙遠的過去,重建地質史與古氣候,藉此更加精準地預測未來的氣候狀況。荷蘭海洋研究所(NIOZ)和烏特勒支大學的科學家成功發展出可以指示古代二氧化碳含量的新型代用指標(proxy),方法是利用葉綠素產生的微小碎屑,稱作植烷(phytane)的微小分子。這種新的有機物代用指標不只提供了迄今最為連續的二氧化碳濃度紀錄,它所涵蓋的時間也破紀錄地到達五億年。新的數據證實了目前的想法:過去花費數百萬年才能到達的二氧化碳上升幅度,如今卻在一個世紀之內就發生了。成果發表1128日的《科學進展》(Science Advances)
為了進行研究,Witkowski從海水中收集新鮮的現生藻類,以測試它們作為古代環境指標的潛力。(來源:Caitlyn Witkowski)

2018年11月29日 星期四

NIST的原子鐘準到可以做出更好的地球模型


NIST的原子鐘準到可以做出更好的地球模型
美國國家標準與技術研究院(NIST)的實驗性原子鐘在三項表現上達到了新的紀錄,它運行的精準程度不只能讓它更加準時並提升導航技術,還能偵測重力、早期宇宙、甚至可能是由暗物質產生的微弱訊號
NIST的物理學家Andrew Ludlow和同事對比兩個鐿光晶格鐘而在原子鐘的表現上達成新紀錄。圖中前景可以看見兩個原子鐘用的雷射系統,其中一個的主要儀器在Ludlow後方。(圖片來源:Burrus/NIST)

2018年11月27日 星期二

人類祖先並非古代非洲哺乳類滅絕的元兇


人類祖先並非古代非洲哺乳類滅絕的元兇
新研究發現最近460萬年以來草原擴張造成大型哺乳類逐漸減少
有個歷時已久的說法認為最近數百萬年來非洲大型哺乳類逐漸滅絕,是由我們最早會使用工具的祖先造成。不過一項新的研究對此提出質疑;反之,他們主張長期的環境變遷,主要是草原的擴張才是哺乳類滅絕的元兇。而環境變遷可能是由大氣二氧化碳濃度下降所造成。
肯亞西部挖出的河馬(Hippopotamus amphibius,左)和白犀牛(Ceratotherium simum,右)牙齒化石,年代為更新世晚期。這兩種動物是現存為數不多的巨型草食動物(megaherbivore)。來源:J. Tyler Faith

2018年11月22日 星期四

地震研究顯示有大量的水被拖往地球內部


地震研究顯示有大量的水被拖往地球內部
Talia Ogliore
科學家最近對整個馬里亞納海溝進行極為詳細的地震學研究,結果指出板塊在海底緩慢碰撞時帶到地球深處的水量是之前預估的三倍左右。

2018年11月6日 星期二

過去氣候變遷時人類社會如何反應?


過去氣候變遷時人類社會如何反應?
過去作物歉收的時候,生活在東亞的人投資心力種植更多樣的作物、加強貿易並發起大型公共建設計畫,這些改變或許幫助他們適應了氣候變遷。
Inga Kiderra
又一次,人類或許能從歷史中獲益良多。當氣候變遷,造成作物歉收、面臨飢荒的威脅時,古代的東亞人適時做出了應對:他們搬遷至別處、開始種植不同的作物,並且拓展新的貿易網路,同時在其他方面想出新的解決之道。
在西藏高海拔地區河谷中的農田。氣候變遷的影響在高海拔和高緯度地區中最為明顯。圖片來源:Jade d’Alpoim Guedes