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2021年2月1日环球科学要闻

时间: 2021年02月01日 | 作者: Admin | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
近30年,全球共有28万亿吨冰融化;地球磁层能为月球提供形成水的粒子;心脏病后,心脏如何恢复;强生单剂疫苗对多种新冠病毒变体的预防率达66%……


· 环境 ·

近30年,全球共有28万亿吨冰融化


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一万亿吨的冰相当于10立方千米的冰块。图片来源:Planetary Visions/ESA/NASA


最近,The Cryosphere的一项综述研究结合卫星图像和分析发现,1994~2017年来,全世界的融冰总量达到了28万亿吨,冰层流失速度增长近60%。其中山脉冰川融化量达到6.1万亿吨,格林兰岛和南极洲冰盖分别消失了3.8万亿吨和2.5万亿吨。受到融冰影响,全球的海平面大约上升了35毫米。从2012年开始,南极洲的融冰速率已经较前20年翻了两倍。而北极地区形势更加严峻,根据推测,按照现有的融冰速率,到2035年北极地区将可能真的“无冰可见”。



· 行星科学 ·

地球磁层能为月球提供形成水的粒子


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图片来源:E. Masongsong, UCLA EPSS, NASA GSFC SVS.


目前流行的理论认为,月球表面的水是由于太阳风中带正电的氢离子轰击月球表面,并自发反应生成了羟基(OH-)和水分子(H2O)。基于该理论模型显示,在满月时,太阳风经过地球磁层大约3天内,在月球高纬度地区多达一半的水汽会蒸发消失。然而,这一现象并未产生。一项发表于《天体物理学杂志快报》的研究显示,太阳风可能不是月表形成水唯一的粒子来源,地球磁层的粒子或也可在月球上产生水。通过比较地球磁层凌日之前、期间和之后一系列月球水地图,研究人员认为,月球上的水可以由地球磁层离子(也称为“地球风”)流动补充。研究认为地球磁层本身创造了一座“水桥”,可以为月球补充水分,“月亮女神”号卫星也证实来自地球的离子在月球附近的存在。



· 医学 ·

心脏病后,心脏如何恢复


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因缺血而受损的心脏。绿色为表达B2M的心肌细胞,缺乏绿色的区域为缺血性损伤区。图片来源:Louk Timmer/Hubrecht Institute


缺血性心脏损伤会导致心脏衰竭,心脏的恢复情况与病程息息相关。据新发表于《通讯·生物学》的研究,科学家利用单细胞测序技术,研究了在小鼠心脏病发后3个不同时间节点,心肌细胞的恢复情况,并阐明了心脏病发后细胞间的通讯网络。结果显示,心脏病发后心肌细胞的细胞内通讯有重要作用,能在缺血损伤后表达并分泌高水平的β-2微球蛋白(B2M),以旁分泌方式激活成纤细胞,促进瘢痕组织形成。此外,研究表明在心脏修复的不同阶段,心肌细胞具有特异性,为心脏病修复治疗提供了新的靶点。



· 新冠疫苗 ·

强生单剂疫苗对多种新冠病毒变体的预防率达66%


1月29日,美国强生公司表示,在对超过4万人的研究中,该公司疫苗对中重度新冠病例的预防有效性达66%,对严重病例的有效预防则达85%。强生公司的单剂新冠疫苗在一项大型后期试验中产生了强大的保护作用。此外,该疫苗在全球范围横跨三大洲针对多种病毒变体大型试验中的有效预防率为66%。强生公司计划于2月初在美国申请紧急使用授权。有别于辉瑞和莫德纳所研发的疫苗,强生疫苗目前是市面上唯一的单剂新冠疫苗。该疫苗可以在一般冰箱中保存3个月,而来自辉瑞和莫德纳的疫苗则必须保持冷冻状态。(新华社)



· 计算机 ·

英伟达首次实现SDF实时渲染


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同样渲染时间下渲染质量的对比,蓝色为该论文中渲染方式。图片来源:原论文


符号距离函数(Signed Distance Function, SDF)是计算机图形学中一种有效的三维图像表示方式。在现有研究中,通常是采用一个固定大小的大型神经网络对SDF进行编码,但这种方式需要太多计算资源不能实时渲染。英伟达领导的研究团队提出了改用稀疏体素八叉树(sparse voxel octree, SVO)来对几何形状进行编码的方法,它可以自适应地缩放不同的离散细节层次(Level of Detail, LOD),并重建高度细节的几何结构。与之前的方式相比,渲染速度提高了2-3个数量级,可以实现实时渲染。目前,论文已经公开在GitHub上。



· 物理学 ·

每秒产生数十亿相干光子的单光子源


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图片来源:巴塞尔大学物理系


据一项发表于《自然·纳米技术》的研究,科学家发明了可每秒产生数十亿个光子的单光子源,其量子点被激发后,单次脉冲产生单光子的概率为57%,是过去同样技术的两倍。同时,光子的不可区分度也较好,平均双光子干涉可见度达到了97.5%。新技术将量子点放置于一个漏斗形的微腔内,其能捕捉几乎所有光子并将它们导入光纤中,传送到光纤末端,避免了因光子向各个方向逃逸而造成的损失。这项技术打破了单光子源效率的纪录,有望被用于未来的量子通信等。



· 医学 ·

超声波刺激复苏昏迷患者


在刊登于《脑刺激》的一项报告中,研究人员利用超声波刺激(ultrasound stimulation),成功复苏了2名处于昏迷状态(即minimally conscious state,意识极低状态)中的患者。丘脑(thalamus)作为大脑的中央枢纽,是昏迷状态中活动较弱的脑区之一。在研究中,研究人员用超声波刺激了患者的丘脑。在参与研究的3名昏迷患者中,一名56岁的男性已昏迷了14个月,另一名50岁的女性则昏迷了2年半,两人在超声波刺激后都能进行简单的沟通。但还有一名参与者对超声波治疗毫无反应,因此这一项治疗方法的效果还有待进一步探究。



· 环境 ·

追踪氟氯烃化合物的排放地区


据一项发表于《美国科学院院报》的研究,科学家追踪了《蒙特利尔议定书》限制排放的3种氟氯烃化合物,即HCFC-132b、HCFC-133a和HCFC-31的排放量和在全球各地区的增长趋势。研究显示,2019年,HCFC-31的全球排放量为0.71千吨。HCFC-132b在大气中发现的时间较晚,但2019年它的全球排放量增长到1.1千吨,主要的排放区域为东亚地区,排放量占比为95%;此外,东亚地区的HCFC-133a排放量在全球的占比也最高,达到80%。研究人员表示追踪这些氟化物的排放位置,可以指导全球和地区有效制定相关的环境政策。



· 新冠疫情 ·


截至北京时间2月1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102931816例,死亡病例2227074例。


近三周以来,法国陆续出现感染变异新冠病毒的病例,一些专家呼吁第三次“封城”。法国2020年3月17日首次全国“封城”,2020年10月30日起再度全国“封城”。


1月31日0-24时,黑龙江省新增新冠肺炎确诊病例22例(绥化市望奎县9例,哈尔滨市呼兰区6例,哈尔滨市利民开发区3例,哈尔滨市道里区2例,哈尔滨市南岗区2例);当日新增治愈出院确诊病例7例。当日新增无症状感染者9例(绥化市望奎县6例,哈尔滨市呼兰区2例,哈尔滨市利民开发区1例);当日解除无症状感染者医学观察17例。


1月31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42例,其中境外输入病例9例(上海4例,北京2例,天津1例,湖南1例,广东1例),本土病例33例(黑龙江22例,吉林10例,河北1例);无新增死亡病例;无新增疑似病例。新增无症状感染者16例(境外输入6例);当日转为确诊病例5例(无境外输入);当日解除医学观察30例(境外输入5例);尚在医学观察无症状感染者891例(境外输入297例)。


文:罗丁豪、王昱、杨心舟、马一瑗、谢汝雨、周琪

编辑:罗丁豪、王昱、石云雷