中科院：9-10月《自然》与《科学》内容精选

科学时报 9月26日作者：田天/编译

封面故事：330万年前的南方古猿

使人之所以为人的很多东西都在于我们的孩童时期。对于更新世灵长动物(人类被认为是由它们进化来的)的早期发育我们几乎一无所知。随着一个幼年南方古猿距今330万年的部分骨架在埃塞俄比亚Dikika地区的发现，这种情况将会改变。这是一个被认为3岁大的雌性个体的头骨，它表明，即使在幼年个体身上，该物种(著名的“露西”部分骨架也属于这个种)大多数诊断特征也都有了。该骨架的其余部分(包括一只脚和一个肩膀)表明，该动物的脚大部分时间是放在地面上的。但其在很像大猩猩的肩胛骨和长而弯曲的趾骨，将会重新引发关于树栖生活对于南方古猿及其祖先重要性的争论。

沙漠上的化石产地

埃塞俄比亚的Hadar，曾经出产了一些迄今所发现的最为重要的类人猿化石。法国地质学家Maurice Taieb在这个地点及其重要性的发现过程中起了重要作用。例如，作为“露西”部分骨架化石的发现者之一，他还对上个世纪70年代以来的古生物学研究作出很多其他重要贡献。在本期Nature封面上刊登了Hadar这个地方的另一重要发现，Rex Dalton对Taieb关于古生物学界的观点作了报道。

中国科学院-10月11日《科学》杂志内容精选

科学时报作者：郝炘/译

古地球二氧化碳浓度更高

为了了解如果我们在未来100年中像现在这样继续燃烧化石燃料的话，气候将会怎样变化，研究人员回顾了过去6500万年中全球温度持续最高的时期。Tim K. Lowenstein和Robert V. Demicco研究了来自约6500万年到4900万年前始新世的矿石证据，确定出那时的大气二氧化碳体积浓度高于1125ppm，这是工业化前大气二氧化碳浓度的四倍。一些科学家估计，如果我们继续用化石燃料作为世界的主要能源，地球二氧化碳的水平将达到1000ppm。本文作者用对远古二氧化碳量的估计是建立在与大气接触的水中沉降出的碳酸钠的分析上的，他们的样品来自美国的科罗拉多和怀俄明州，以及中国和土耳其。

中国科学院-10月19日《自然》杂志内容精选

科学时报田天/编译

地壳的形成速度

地球的大陆壳在该星球演化中扮演一个关键角色，然而大陆壳是什么时候和怎样形成的却仍然是一个很有争议的问题。对新生成的大陆壳中的同位素含量进行分析方面的进展，近年来使科学家能够建立关于壳层演化的更可靠的模型。Chris Hawkesworth和Tony Kemp对这些进展进行了综述。将地壳分异模型与元素在上层地壳中的驻留时间结合起来，研究人员发现，地壳形成的平均速度比以前的大多数估计数字高2到3倍。

中国科学院-11月2日《自然》杂志内容精选

科学时报.田天/编译.更多信息请访问 www.naturechina.com/st

赤道冰川的成因到底是什么

原生代冰川沉积在近赤道古磁纬度地区的存在，可以由造成全球变冷的“雪球地球”事件来解释。也可能是极端的轨道倾斜逆转了两极与赤道之间的关系，使热带出现冰川时期。或许还有一种可能性，那就是，我们是在用根据我们今天所看到的现象得出的关于地球磁场行为的不成立的假设来看待过去的事件。耶鲁大学地球物理学家David Evans设计了一个试验来对这些可能性进行分辨。该研究利用古蒸发岩盆地的古磁来测试地磁参照系和古气候参照系之间的一致性。高轨道倾斜假设未能通过该测试，因为前寒武纪蒸发岩并不像高倾斜全球气候模型所预测的那样是属于赤道地区的。过去20亿年间蒸发岩盆地古磁纬度的一致性说明，在这个时间段内，我们熟悉的双极地心磁场是稳定的。

首次在冰芯中发现地磁逆转记录

每几十万年，地球的北磁极和南磁极就会交换位置。现在，研究人员首次在一个冰芯中发现了其中一个地磁逆转的记录。因为在逆转过程中磁场强度非常低，所以地球大气中的宇宙射线的强度增加。这导致沉积在冰中的铍-10(同碳-14一样，是由大气中的宇宙射线形成的)的数量增加。研究人员所检测到的正是冰中铍-10数量的这种增加。这一发现的一个重要意义是，因为这次逆转的时间(距今78万年)很清楚，所以就有可能独立于冰流模拟和与其他气候记录的“摆动匹配”来确定冰的年龄。

中国科学院-11月9日《自然》杂志内容精选

科学时报.田天/编译.更多信息请访问www.naturechina.com/st

月球内部是否平静

通过分析从月球上取回的样品，研究人员判断，月球上广泛的火山活动在距今大约32亿年前停止了，虽然最后的少量玄武岩喷发持续到了距今不到10亿年前，月球被普遍认为不受今天其内部过程的影响。然而，“阿波罗”和“月球勘探者”探测器都探测到了月球内部释放气体(氡)的证据。对似乎在距今只有几百万年之前被“刷新”的月球表面特征所作的一项新的分析表明，这种“刷新”可能是由从深层裂缝中突然逃逸并离开地表的气体引起的。这种地方可能含有关于月球内部深层构造的线索，也是今后探索工作的理想候选地点。

气候变化的南北呼应

在南极洲Dronning Maud Land钻取的一个新的冰芯(这项工作是EPICA项目的一部分)因两个原因而显得特别。第一个原因是其地理位置，因为面对着南大西洋，所以它是与格陵兰冰芯记录直接相对应的第一个南极洲冰芯，两个地区都潜在地被“大西洋子午线逆转环流”所耦合。第二个原因是，因为相对于南极洲东部高原地区其他钻探点来说，这个冰芯的积累速度快，所以它所提供的记录的分辨率要高得多，并且还能利用甲烷中的地球信息来实质性地提高与格陵兰冰芯记录的同步水平。该新冰芯15万年的气候记录显示，不仅南极洲的大幅度变暖存在着一种“双极跷跷板”现象，而且对北半球的每次Dansgaard Oeschger事件来说，在南极洲也都有相应事件发生。南半球的变暖程度线性依赖于北半球同时出现的冰退过程的持续时间，它为“双极跷跷板”概念提供了一个独立佐证。

中国科学院-《科学》杂志8月4日内容精选

科学时报 8月7日作者：郝炘

月球凸起之谜得到解决

研究人员提出了一个月球之谜的可能答案：为什么月球的背面在其赤道附近凸起？自从数学家拉普拉斯在1799年指出这个问题后，这个奇怪的形状一直在困惑着科学家。对这个“化石凸起”的可能解释是，月球的轨道也许在其历史早期与现在的不同，那时月球的岩浆海洋正在固化。但是这个过程的模型至今未能给出与月球精确尺度相符的结果。Ian Garrick-Bethell和同事表示，月球的形状能够用在其形成后的1亿年后，其轨道是椭圆形的来解释。文章作者的模型缩小了具体轨道的可能选择，其中一个与水星的类似。Kimmo Innanen 撰写的一篇相关的研究评述描述了研究人员在地球和月球轨道的重力场三体问题上作的努力。

石笋与气候研究

石笋以及岩洞中其他碳酸盐沉积会不会成为21世纪气候变化研究的“冰芯”？从冰芯得来的气候记录在过去20年中彻底改变了气候变化的研究，但是Gideon Henderson在本期一篇研究评述中指出，洞穴碳酸盐结构比冰芯有更多的优越性。冰芯主要在远离人群分布的地方形成，与冰芯不同，世界各地都有洞穴，而且它们能用铀的放射性衰变来精确地测定年代。精确测出年代的洞穴记录能帮助建立跨越地球不同地点气候变化的关联，比如北大西洋的变冷与亚洲干旱，而且还能帮助搞清影响长期冰川周期的因素。

中国科学院-8月3日英国《自然》杂志精选

科学时报

30亿年前就存在消减过程

Nature杂志7月13日的一篇文章透露了关于板块构造“年龄”的一场争论。板块构造塑造了我们今天所看到的世界，但关于它是什么时候开始的问题却是一个让地质学家仁者见仁智者见智的问题。在本期Nature上，Moyen等人非常可信地论证了在30亿年前就存在消减过程(板块构造的一个关键部分)，而在那时板块构造本身是否存在就曾受到质疑。他们在论证中所依靠的证据，来自32亿年前一个“太古代”山系(南非的Barberton绿岩带)中高压、低温变形的标记。这一结果是科学家首次明确指出在“太古代”中期存在这种类型的活动。

中国科学院-6月1日英国《自然》杂志内容精选

科学时报田天/编译更多信息请访问www.naturechina.com/st

北极地区的古气候

在2004年的ACEX海洋钻探探险活动之前，几乎没有证据来确定北冰洋的环境历史。现在，研究人员已经获取并分析了一个430米深的海床沉积芯。本期Nature上三篇论文所报告的该项研究的结果，是过去5600万年(这个时间包括了全球从一种温暖的“温室”状态向一种较冷的“冰室”状态的过渡阶段)气候情况的一个记录，让我们直接看到了北冰洋的“新生代”历史。根据这个沉积芯，研究人员识别出几个关键事件：在古新世/始新世最热期(距今5500万年前)，海洋表面水温远远高于以前的估计；表面海水的淡化证实了大约4900万年前的一个强化的水文周期；第一批冰筏碎屑物出现在大约4500万年前，比以前所认为的早3500万年。经过修正的北极最早变冷事件的时间与南极最早变冷事件的时间一致，这个结果支持认为全球气候变化在两极之间是对称的观点。

弗洛瑞斯人是否具有制造工具的能力

弗洛瑞斯人(身材矮小的原始人，俗称哈比人)的大脑非常之小，以至于人们对他们使用石器的能力都产生了怀疑。实际上，有人认为，在印尼弗洛瑞斯岛西部的Liang Bua洞穴中发现的与弗洛瑞斯人有关的石器是现代人制造的。现在，对来自弗洛瑞斯岛中部的Mata Menge的距今84万年的石器所做的一项新的研究表明，早在直立人存在之前，工具制造者就向该地区迁移了。这些工具与在Liang Bua发现的时间要晚得多的石器相似，说明石器的制造在时间上具有连续性，而且弗洛瑞斯人是有可能具有制造工具的能力的。

中国科学院-12月8日《科学》杂志内容精选

科学时报作者：郝炘/译

火星上的实时变化

通过比较火星表面几年内摄取的数次图像，研究人员记录了新的陨石坑的形成，而且发现了液体水从陨石坑壁缓慢下流的可能证据。Michael Malin和同事在火星全球探测者号拍摄的一系列图像中发现，尽管我们太阳系的行星已经不再像过去那样被经常撞击，但是小的石块仍不时掉到它们上面。在过去7年间，陨石坑以黑斑的形式出现在图像中，大概是由撞击激起的灰尘造成的。文章作者测量了形成坑的撞击的大小，发现它们与月亮的大小差不多。研究人员在两个撞击坑壁上看到最近的变化，他们将这些变化解释为最近有流水的证据。

中国科学院-12月7日《自然》杂志内容精选

科学时报 12月8日作者：田天/编译

支持地幔热柱假设的新证据

自板块构造理论形成以来，科学家就提出，夏威夷和冰岛等热点火山中所见的板块内火山活动是地幔热柱(来自地球地幔内部异常热的岩石所形成的巨大上涌柱)所产生的结果。最近，地幔热柱的存在本身受到了质疑：持反对观点的人们认为，热点不是地幔热柱所产生的结果，而是地幔浅层活动所产生的一种结果。因此，无论是支持还是反对热柱假设的新证据都将是非常及时的。现在，一项基于天然铀系列放射性示踪物和流体动态的研究工作，为地幔热柱假设增添了新证据，该证据是独立于以前基于岩石学、地震学或更经典的地球化学的论据的。

“穴居人”的牙齿发育

生命史和发育的重要方面，如出生时的发育程度、成熟速度以及儿童时期的长度等，都敏感地记录在了牙齿中，通过牙釉中每天的生长线及对臼齿伸长和牙根形成的详细分析可以跟踪。现代人已知最近的亲缘种“穴居人”一直被认为儿童时期非常短，即个体生长非常快。现在，这个结论被一项关于“穴居人”臼齿的深入研究纠正了过来。虽然“穴居人”牙冠和牙根发育完成的时间与现代人是一致的，但它们的牙釉和牙质接合点更复杂，其牙根伸长速度在后期有一个高峰，这些特征仍能将它们与现代人区分开来。

中国科学院-11月16日《自然》杂志内容精选

科学时报 (田天/编译，更多信息请访问www.naturechina.com/st)

穴居人基因组可望两年内完成初步测序

穴居人(尼安德特人)的特征是在距今大约40万年前的时候出现在欧洲和西亚的人类化石记录中的，消失时间是在距今大约3万年前左右。穴居人是我们已灭绝的关系最近的近亲，所以随着DNA技术的进步，识别现代人特有的基因变化的目标离我们更近了。现在，研究人员识别出一块距今3.8万年的穴居人骨头，其保存质量很高，足以能从中提取出100万个以上的碱基对。该骨头最初是1980年在克罗地亚的Vindija洞穴中发现的(其照片刊登在本期封面上)。通过将它的DNA组成与黑猩猩和人的基因组进行对比，研究人员发现，穴居人和人类祖先(像人但不像猿)具有一个小而有效的种群规模。这项研究工作中所采用的技术使得科学家有可能在两年内完成对穴居人基因组的初步测序。

中国科学院-12月14日《自然》杂志内容精选

科学时报 (田天/编译，更多信息请访问www.naturechina.com/st)

火星两个半球陨石坑密度大体相当

火星是一个有两个半球的行星：北半球主要是零星分布的有陨石坑的低地，而南半球则是陨石坑很多的高地。科学家对这种二分法提出了很多解释：来自搭载在“火星特快”飞船上的MARSIS雷达探声仪的新数据现在应能帮助排除其中的一些解释，因为据此研究人员可以确定北半球低地壳层的年龄。雷达图像显示，在北半球低地一个区域可能有10个埋没的碰撞盆地，其中多数在表面是看不到的。考虑到这些特征，火星北半球和南半球陨石坑的密度大体上是差不多的。如果正如这些结果所表明的那样北半球低地壳层至少与最老的、暴露的高地壳层一样老，那么两个半球之间的差别一定是在火星地质演化过程的早期就形成了。