封面图片:日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)等
封面故事
热成像揭示原始小行星的高度多孔性质
封面所示为碳质(C型)小行星“龙宫”(162173 Ryugu)的热像图。C型小行星形成于46亿年前左右,组成它们的原始物质或有助于阐明太阳系的起源。虽然C型小行星是最常见的小行星类型,但科学家对它们的物理性质却知之甚少。在本期《自然》中,Tatsuaki Okada和同事对“隼鸟2号”探测器搭载的热像仪TIR 在“龙宫”上所捕捉到的热数据进行了分析。分析结果显示,该小行星可能是由许多高度多孔的小岩石松散组成的。作者认为,“龙宫”可能代表了太空中大量弥漫的毛状灰尘与行星这类致密天体之间缺少的一环。
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论文:Highly porous nature of a primitive asteroid revealed by thermal imaging
南半球环流的变化
《自然》发表的一篇论文报道了大气环流的变化与南半球臭氧层恢复之间的关系。对这些变化的研究显示,这种作用是履行《蒙特利尔议定书》的直接结果。
消耗臭氧层物质的人为排放导致了臭氧减少,从而使南半球大气环流发生改变,主要影响包括中纬度急流向极移动,以及热带环流和亚热带干燥区的共同扩张。这些变化已被证明影响了降水,也可能影响了南半球的海洋环流和盐度。
美国科罗拉多州国家海洋和大气管理局/地球系统研究实验室的Antara Banerjee和同事利用对1980-2017年的大气再分析(结合数据与建模)指出,这些趋势从2000年左右就开始停顿或逆转了。例如,他们发现南半球急流的向极移动似乎到2000年左右就中止了。这个时间点恰与南极臭氧层从2000年左右开始恢复相重合,说明《蒙特利尔议定书》规定的消耗臭氧层物质的减少或是环流变化趋势停顿的原因。
研究结果显示,《蒙特利尔议定书》对地球系统的其它方面可能也有影响,不过作者指出,随着二氧化碳排放的不断增加,尚不清楚大气环流变化趋势的停顿能否持续。
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论文:A pause in Southern Hemisphere circulation trends due to the Montreal Protocol
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新闻与观点文章:International regulations have paused a jet-stream shift in the Southern Hemisphere
化石揭示早期“鱼指”
根据本周《自然》发表的一项研究,一块鱼类化石显示,其胸鳍拥有手指样附体,这为理解脊椎动物的手的起源带来了线索。这块化石是迄今最完整的希望螈(Elpistostege watsoni)样本,希望螈据信代表了鱼类向陆地脊椎动物过度的演化阶段。
骨骼残骸显示,四足动物的形象大约出现于3.74亿年前,但是一些较古老的化石包含四肢样的骨骼,可能暗示四足动物起源甚至更早。在此之前,脊椎动物向陆地拓展的演化记录一直主要依靠少数来自中晚泥盆世(3.93亿-3.59亿年前)的四足动物样希望螈目化石。但是,这些化石无一揭示了胸鳍的完整骨骼结构。
加拿大魁北克大学里穆斯基校区的Richard Cloutier和澳大利亚福林德斯大学的John Long等人描述了迄今为止最完整的希望螈目化石;这块化石长1.57米,来自加拿大魁北克的埃斯屈米纳克地层(Escuminac Formation)。作者利用高能计算机断层扫描技术,确定了其胸鳍的骨骼结构,发现其中存在两个清晰可辨的手指和另外三个推定可能存在的手指,但是胸鳍仍保留了鳍条。他们总结表示,这种骨骼结构是在胸鳍中发现的最像四足动物的例子,而且认为脊椎动物的手起源于希望螈胸鳍内的骨型。
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论文:Elpistostege and the origin of the vertebrate hand
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