中科院：1月12日《科学》杂志内容精选 来源于科学时报

现代人类从非洲走入俄罗斯

    本期两篇报告为现代人的起源和分散提供了新信息。现有的证据意味着现代人在大约5万年前从非洲分散出来，导致了遍及欧洲和亚洲的旧石器文化。然而，迄今找到的来自撒哈拉以南非洲的人科化石极少，以至不能对这个观点进行检验。Frederick E. Grine和同事重新分析了1952年在南非Hofmeyr附近发现的一个头盖骨化石。由于化石没有足够的胶原可用于准确的碳定年测定，研究人员用先进的光学和铀方法相结合确定出该头盖骨的年代约为3.5万年前。虽然该头盖骨具有几个比同时期的欧洲头盖骨更原始的特征，但是它看来代表了一个从撒哈拉以南非洲迁徙到欧洲和亚洲的早期现代人。

    来自莫斯科以南约400公里的俄罗斯顿河岸的Kostenki考古点的新证据显示，现代人类到达欧洲东北部的时间与他们进入欧洲西部的时间相同或更早。人们过去认为现代人类在大约4万年前迁徙到欧洲中部和西部。 Mikhail V. Anikovich和文章共同作者为在Kostenki找到的文物提供了改进的、更老的年代，这些文物包括工具、个人饰物、雕刻的象牙等。新确定的年代为4.5万到4.2万年前，与在欧洲西部发现的文物同时或年代更早。这些文物被认为是现代人制造的，但当地找到的唯一人化石只有一些牙齿。

中科院：3月8日《自然》杂志内容精选 来源于科学时报

格陵兰冰川的历史

    本期封面所示为2006年由南安普顿大学的Simon A. Johnson拍摄的一个格陵兰冰排。从始新世到渐新世的过渡(距今大约3350万年前)时期，全球气候发生了一次重大变化，从没有大冰层变化为有一个永久性的南极冰层，大小跟今天的南极冰层差不多。然而，关于北半球早期冰川史的性质却很有争议。本期Nature上一篇论文，报告了来自挪威—格陵兰海的晚始新世至早渐新世沉积层中的从地层学来说范围很大的冰排碎片，是在距今3800万年至3000万年前沉积的。这表明，格陵兰冰川的存在要比以前所记录的早2000万年。“国际极地年2007~2008”本月开始，Nature杂志将通过报道即将进行的钻探项目以及关于未来北极变暖最新预测的系列News Features文章，来配合“国际极地年”活动。

中科院：《自然》杂志3月16日内容精选 来源于科学时报

雷达揭秘火星地下冰层

    Jeffrey J. Plaut和一个国际小组报告说，对火星南极堆积沉淀层的雷达分析揭示，这些巨大结构的成分是纯水冰，如果将其分布到全球，足以形成11米深的水层。研究小组用“火星快车轨道器”上的火星地下和电离层探测高新雷达(简称MARSIS)装置穿射到南极沉积层的底部，对该区域作了详细的测绘。该小组过去曾对火星北极做过类似的观察。雷达能基本不衰减地穿过冰层，意味着冰几乎是纯水的。研究人员探测了沉积层的底部，发现在极地300公里以内有一组埋在下面的洼地，可能是过去撞击形成的陨石坑。这些沉积层本身不对称而且不均匀。

   一块最古老的已知地壳

    一个国际小组在格陵兰岛发现了一个岩石系列，它们是在38亿年前海底裂开时形成的，这个发现能帮助确定地球的板块构造系统是什么时候开始的。地壳在海洋中的拓展洋中脊处不断地形成，这些区域的板块隆起裂开，在俯冲带处，下沉板块的材料可能被刮到静止板块的边缘上。科学家一直在争论板块构造是在地球历史的早期就开始的呢，还是在其45亿年历史的后期才开始的。格陵兰岛古老的岩石提示，板块构造系统比较早就开始了。这个岩石系列名为“蛇绿岩”，它含有与新地壳形成有关的几种火山岩。  

    32亿年前地球磁场的方向和强度

    地球的磁场保护我们不受有害太阳辐射的影响，同时还为了解地核的性质提供了线索。科学家对其年龄尤其感兴趣，因为它能帮助确定地球的早期性质。太古代Kaapvaal克拉通(南非)的岩石是地球上保存最好的岩石之一，对来自这些岩石中的微型磁铁矿包容物的硅酸盐晶体所作的一项分析，被用来获取距今32亿年前地球磁场的古方向和强度，这是关于“地球发电机”系统的最早记录。当时的地球磁场强度似乎只有现在的大约一半，这表明早期地球的大气层的确是受一个可靠的磁气圈保护而不会受到太阳风的侵蚀。

    关于陡山沱期微型化石的新观点

    由中国南方陡山沱期磷化微型化石被鉴定为早期动物胚胎的发现所引起的争论还在继续。最近有人提出，这些距今大约6亿年的微型化石可能是能够氧化硫的巨型细菌，与现存的硫珠菌类似。人们对这一观点进行了验证，发现它是有欠缺的，至少对其中的一些标本来说是这样。新的观测结果显示，这些胚胎一样的化石中有些被发现存在于被称为“疑缘类”的精致的有机囊中，这与被称为胚胎滞育的一种生殖策略是一致的(所谓胚胎滞育指的是早期胚胎进入一种休眠的“卵囊”状态)。这表明，这些生物是真核生物。对“巨型细菌”解释的进一步质疑来自Nature杂志“Brief Communications”栏目的一篇在线投稿，该文提出，细菌一样的微型化石可能曾经被化石形成和保护过程中的异常情况剥去了其外层。

中科院:4月19日英国《自然》杂志内容精选 来源于科学时报

   陆地行星的起源

    对IVA族离子陨石的冷却速度所作的一项新的研究，为最近所提出的认为富含金属的陨石来自体积在月球和火星之间的天体碰撞所产生的碎片的一个观点提供了支持。太阳系中有陆地的行星被认为是由较小的天体碰撞增长形成的，新的研究结果与认为这些行星起源于一个在太空中冷却的、半径为150公里的金属天体的观点是一致的，它们并不是像以前所认为的那样起源于一个半径为5~10公里的石质小行星的金属核。这一金属天体很可能是在早期太阳系中由于行星形成之前的原始行星之间的碰撞而形成的。

   地壳是怎样形成的

    地壳形成的时间是一个被激烈争论的话题。人们普遍认同的是，地壳是通过部分熔化从地幔分离出来的。这个过程应当在地幔的同位素组成中留下一个化学指纹。现在Stephen Parman识别出了这个指纹，它是以海岛玄武岩中一个氦元素比例谱图形式存在的，这个记录似乎保存了地幔的消耗史，其数据与人们所提出的地壳增长脉冲的年龄密切关联。地幔消耗事件的年龄与地壳生长脉冲之间的相关性暗示，地壳的形成是间歇性的，其间曾发生大规模的、很可能是全球性的熔化事件。

中科院：美国《科学》杂志4月27日内容精选 来源于科学时报

   火山触发远古变暖事件?

    研究人员提出，大约5500万年前在格陵兰岛与欧洲附近发生的一次剧烈的火山爆发，也许触发了古新纪—始新世极热时期(简称PETM)。在PETM时期，全球温度上升了5到10摄氏度，导致大量海洋植物的死亡。虽然PETM的原因仍然不清楚，但是这个事件的一个标志是几千年中的大量温室气体(或是甲烷或是二氧化碳)的释放。Michael Storey和文章共同作者将格陵兰岛与欧洲的一次巨大的火山序列的年代测定为与PETM同一时期。在北大西洋开裂出来时形成了火山爆发，爆发带来了含有大量碳的沉积。文章作者提出，这可能使甲烷或二氧化碳释放到大气中，也许至少能解释PETM的一部分。

   大洋模糊区域碳通量测量

    在大洋中测量经过其“模糊区域”(twilight zone)的碳量的研究人员发现，在太平洋的两个区域中该量有显著的差别，这对大洋碳吸收的计算可能会产生大的影响。大洋的模糊区域是指有阳光照射和光合作用发生的表面海洋与深海之间的一层人们了解很少的区域。科学家对连接海洋表面二氧化碳的吸收与海洋深处的碳储存的过程感兴趣。下沉的颗粒携带一部分碳通过模糊区域，这个过程中的变化会影响全球的碳循环和气候。Ken Buesseler带领的一个国际研究小组发明了名为中性浮力沉积物捕捉器(neutrally buoyant sediment traps)的新测量仪，比过去用的捕捉器能更准确地收集下沉的颗粒。该小组测量了经过夏威夷模糊区域的碳量，发现只有20%的碳沉到500米的深度，80%的碳被浮游生物消耗了。与此相比，在西北太平洋，50%的碳沉到500米的深度。

中科院：美国《科学》杂志5月4日内容精选 来源于科学时报

水星内核

    研究人员报告说，至少水星内核的部分是融化的。这个微小的行星的内部结构一直是个未解的谜，尤其是在30年前意外地发现了其内部磁场之后。在一篇相关的研究评述中，Sean Solomon解释说，金星没有这样的磁场，只有火星和月球有存在古老的全球磁场的证据。水星的质量只有地球的5%左右，人们认为水星的内核已经冷却到固化了或者产生内部磁场的内核对流已经不再发生。近来，热模型曾对内核性质给出从液体到固体的很广的预测。Jean-Luc Margot和同事用一个叫 “雷达斑点干涉仪”的技术来探测水星的旋转动力学，该技术涉及将雷达信号从一个行星靶标上反射回来，用返回的信号检测不规则的图案或“斑点”。用他们了解的水星的自旋轴、颤动和轨道的知识，作者提出水星的地幔的行为独立于其内核，而该内核至少是半融化的。

6月8日《科学》杂志内容精选 科学时报 2007-6-11 作者：郝炘

俯冲板块中的水如何进入地幔

    日本科学家的一项研究帮助解决了俯冲板块携带的水如何进入地幔的谜。地幔中的水被认为在许多地质过程中起关键作用，包括润滑板块帮助其在俯冲带滑入地幔，从而可能导致大地震，或者在某些环境中引起火山活动。

    科学家一直不了解水被输运到地幔中的机制，虽然他们通常认为携带含水矿物质的地壳和覆盖其上的地壳一起在俯冲带被带入地幔。在日本东北部下面，一块老的太平洋板块正在沿日本海沟俯冲，这个俯冲带是地球上被研究得最多的一个。Hitoshi Kawakatsu和Shingo Watada用一个地震仪阵列成像演示了俯冲板块上一个水通道下降到深层地幔的过程。其发现提出，水在100公里以上的较浅地方从含水的洋壳中释放出来，然后在下降的高密度板块之上流到地幔中。

    (郝炘/译，详细内容见www.science.com)

6月1日《科学》杂志内容精选 科学时报 2007-6-4

 火星的软内核

    一项欧洲的研究指出，虽然火星和地球的内核是由类似的矿物质构成的，但是这个红色行星的内核现在还是液体的，而且很可能会以完全不同于地球内核的过程而固化。人们认为火星和地球一样，具有一个主要由铁外加一些其他元素构成的内核。在模拟火星内核的高压实验中，Andrew Stewart以及瑞士和荷兰的同事揭示，火星的内核应该是液体的，而且不太可能像地球那样形成一个富铁的、向外结晶的内部核。相反，行星冷却应该导致或是一个“下雪内核”的结局，即富铁的固体在外围形成核心然后向中心沉积，或是一个“硫化物内核”的结局，即其中硫化铁成分结晶形成一个固体的内核。

(郝炘/译，详细内容见www.science.com)

7月5日《自然》杂志内容精选 科学时报 2007-7-10
　

火星原始大气层的组成

有大量证据证明，火星表面上曾经有液态水。今天的火星大气层太薄，不能维持有可能产生温暖到足以支持液态水的气候的那种温室效应，但一种理论认为，火星过去可能有一个富含二氧化碳的大气层。然而，火星上明显缺少碳酸盐，而且二氧化碳逃逸率又很低，这些事实都是与该解释相悖的。现在，对由搭载在“火星特快”飞船上的OMEGA光谱成像仪器最近所发现的黏土材料所作的一项热力学研究，为火星上原始的地化条件提供了一幅更清晰的画面。从这项研究可以看到，火星大气层二氧化碳含量本来非常低，因此其他温室气体(最有可能是甲烷)可能参与了在火星上维持一个温暖而湿润的气候。 作者：田天

9月13日《自然》杂志内容精选 科学时报 2007-9-14

大气二氧化碳浓度与地球温度始终关联

    地球大气中高浓度的二氧化碳在遥远的地质年代是否始终与全球变暖联系在一起？关于这个问题，地质学家有不同看法。对全球变暖持怀疑态度的人们总是能抓住这一点。但一项新的研究工作为传统观点提供了进一步支持：大气二氧化碳浓度和地球表面温度在地球的整个历史上一直是紧密联系在一起的。应用carbonate clumped isotope“古温度计”对古生代海洋温度所作的分析表明，当大气二氧化碳浓度相对于目前水平较高时，地球温度明显较高；而当大气二氧化碳浓度低到跟今天差不多时，地球温度也跟今天的相似。     作者：田天

10月18日《自然》杂志精选

人类在海边生活的最早证据

曾经有人提出，智人出现之后所做的第一件事情是到海滩去。这一观点因在南非Pinnacle Point附近一个海蚀洞中的中更新世地层中获得的一系列发现而得到戏剧化的验证。这些发现表明，在距今大约16.4万年前，当地住民所吃的东西包括甲壳类，是关于人类开发滩涂资源的最早证据，比以前的证据早了大约4万年。还有证据表明，他们曾用色素如红赭石等作为某种象征。当时世界正经历一次冷暖变化，非洲基本上是沙漠。也许正是这种环境压力迫使少批游猎人群到海边去寻找新的食物来源和生活方式。

尼安德特人活动范围向东延伸数千公里

尼安德特人（Neanderthals）的经典形象（结实、脑袋长、头骨特征显著）在距今大约40万年前出现，而在距今大约3万年前从所谓的“人族”中消失。然而，确定散碎化石的精确身份却很困难。Krause等人利用线粒体DNA序列解决了这一问题。这些序列证实，上个世纪30年代在乌兹别克斯坦出土的一个小孩骨架便来自尼安德特人，而且表明来自更靠东的西伯利亚阿尔泰地区的化石也是尼安德特人的。这一结果将尼安德特人的活动范围比以前的假设向东延伸了2000公里。

11月2日《科学》杂志精选

火星赤道丘陵也许含有大量冰

一篇报告称，对火星赤道丘陵的雷达探测提示，这些丘陵也许含有相当于该恒星极地冰帽那样大体积的水。Medusae Fossae构成看起来是火星赤道上被认为是由火山灰和风带来的沉积物形成的一个丘陵区域。

Thomas R. Watters和一个研究小组用火星快车飞船上装载的火星地下和电离层探测高新雷达来对该区域作了雷达回声测量。他们看到了沉积物之下的行星表面反射。在分析了雷达回声穿过沉积物的延迟后，他们发现该形成与其由冻结水构成的结果一致。如果这些丘陵富含水，它们所含的水量与火星南极分层沉积中的相当。Watters和论文共同作者写道，他们不能排除沉积是由一种奇怪的低密度材料组成的，其中只有少量的冰的可能性。

地球为什么未能完全变成一个雪球

    “雪球地球”假说提出，地球在“新远古纪III”期间是完全被冰覆盖的。人们曾提出另一种假说，即“融雪球”假说，该假说将允许赤道地区的海洋状态与其他地区的雪球状态共存的情形描述为“融雪球”，但这个问题仍然有争议。Peltier等人利用模型对碳周期与气候系统在“新远古纪III”期间的耦合演化进行了研究。他们发现，当表面温度下降时，大气中的氧被吸收进海洋，加快了大量溶解的有机碳的重新矿化速度。这将导致大气中二氧化碳增加和温室变暖效应增强，使一个完全的雪球状态不能形成。

早期月球的火山活动

    月球的起源和演化仍然是一个有争议的问题，一个引人注目的争议点是月海玄武岩火山活动开始和结束的时间。过去30年的研究工作表明，月海火山主要是在39亿年前结束的狂轰滥炸(陨石对月球的)之后出现的，因为多数已知的月海玄武岩(来自月球的陨石及返回的阿波罗和月球探测器样品)及遥感数据都表明，它们结晶的时间晚于39亿年前。但对月球陨石Kalahari 009中的矿物所进行的新的U-Pb测年研究给出月球玄武岩的年龄大致为43.5亿年。这表明火山活动早在43.5亿年前就开始了，相对来说是在月球形成和分化后不久，而Kalahari 009是我们的第一块来自月球的“cryptomare”的样品。

冰原普遍存在于超级温室气候中

    一项研究显示，即使在海平面很高且海水表面很暖和的白垩纪时期(距今1.45亿年到6500万年前，热带地区海面温度超过97华氏度，如今为84华氏度)，这一地球历史上最为温暖的时期之一，也存在着冰川。人们一直以为，在这些极端温暖的时期，地球的两极通常是没冰的。研究人员披露，在距今20万年前的白垩纪最热时期，即在一场极端性全球暖化的事件当中，当时地球上的冰川仍多达现代南极冰原的一半大小。过去有人曾经提出，在这一时期，地球上存在冰川，但有关数据的说服力不足以推翻传统观念。如今，André Bornemann及其国际性研究团队将海洋石灰石的信息与用温度指数测得的海洋温度及冰容量相结合，从而证明当时地球上存在短时期的冰川。本文作者提出，当时地球的南极有冰原存在。

粪化石将美洲先民的时间推向更早

    新发现的人类粪化石的时间被定在1.23万年前，这些粪化石是从美国俄勒冈州某洞穴的积存物中找到的。它们是人类在北美遗迹的最古老的证据。M.Thomas Gilbert及其同事的发现支持这样的理念，即土著美洲人在北美生活的时间比著名的克劳维斯文化要早至少1000年。尽管研究人员一直在积累有关美洲克劳维斯之前文化的证据，但对疑似的克劳维斯之前的遗址及史前器物的日期判断一直存在着争议。这些俄勒冈州的粪化石的存在时期是用放射性碳的方法直接测定的，而在这些粪便中还找到了人类线粒体DNA的片断。线粒体数据将这些粪化石与两个起源于1.4万年前到1.8万年前的土著美洲人的遗传亚群联系在了一起。

5月15日《自然》杂志精选 作者：田天 来源：科学时报 发布时间：2008-6-3 7:14:28