环球科学：俄罗斯计划重启苏联粒子加速器，向贝加尔湖...

lameihua

　　· 物理学 ·

　　俄罗斯计划重启苏联废弃粒子加速器

　　重启的质子加速器可以产生强烈的中微子束，可以将中微子束发送到4000千米外的贝加尔湖，并用其中的中微子望远镜贝加尔-GVD展开高能物理研究。图片来源：INR RAS

　　据《物理世界》（Physics World）报道，俄罗斯计划重启一座自上世纪90年代以来已经被废弃的苏联时代的粒子加速器。俄罗斯库尔恰托夫研究所（PNPI）已经拨款1.76亿卢布（约合人民币1590万元），用于评估莫斯科附近尚未完工的600 GeV质子加速器和储存环综合体（UNK）的现状。UNK是苏联高能物理研究所早在上世纪70年代末提出的计划，最终目标是建成3 TeV的质子对撞环，但整体工程进度缓慢。该项目在上世纪90年代被叫停，但施工到2013年才停止。当时，已经在地下60米深处建成了一条长21千米的轨道，以及地下实验大厅的照明和通风系统。

　　今年2月，库尔恰托夫研究所物理学家米哈伊尔·科瓦尔丘克（Mikhail Kovalchuk）指出，UNK项目被取消之前，其设计和开发已经消耗了大量资源。他表示，西方制裁为恢复该项目提供了额外的动力，因为之前参与欧洲核子研究中心的俄罗斯科学家无法继续从事相关工作。一些俄罗斯科学家还表示，修复后的UNK可用于产生中微子，可以将加速器产生的中微子送往4000千米外的贝加尔湖，并用贝加尔湖的水下中微子探测器贝加尔-GVD，展开高能物理研究。（Physics World）

　　· 气候 ·

　　地球四季并不同步

　　人们一般认为地球上同一半球或纬度的季节周期是统一变化的。但是，近日一项《自然》（Nature）上的研究颠覆了这一认知。科学家通过分析全球20年来的卫星数据，首次绘制出陆地生态系统周期性变化的时空图，发现它们反映出不同地方的季节变化并不同步。

　　研究发现，气候多变的地区往往也是生物多样性的热点区域。可能的解释是，即使在相邻地区，气候模式，如降雨的差异也可能造成自然资源分配的不同，进而影响植物生长和动物繁殖周期，长此以来，或能影响两地的物种演化，促使生物多样性增强。另外，时空图还表明地中海气候下，森林植被生长的高峰期较其他生态系统滞后两个月。这一研究表明，传统的四季变化模型或不能准确反映各地的气候变化和相应的当地生态变化，我们需要更复杂和全面的模型。（Science Alert）

　　· 古人类 ·

　　南亚基因组研究揭示了人类饮用牛奶的起源

　　大多数人随着年龄增长会失去分解乳糖的能力，而有些人成年后仍能产生乳糖酶——这种特性被称为“乳糖酶持存性”（lactase persistence）。一项发布于预印本平台bioRxiv的新研究表明，一种有助于将乳糖酶的产生维持到成年的基因变异，为以乳制品为生的牧民提供了生存优势。

　　研究团队分析了8000多个基因组，其中包括129个距今3300至375年前人群的古代基因组。通过分析乳糖酶持存性基因的频率，他们计算了这种基因对乳糖消化能力的选择压力强度。结果表明，总体而言，乳糖酶持存性在南亚主要归因于祖先遗传而非自然选择。这一性状随着移民的到来和基因的传播而扩散。而欧洲人群的DNA证据表明，这类基因受到了强烈的选择压力。然而，南印度的Toda族群和巴基斯坦的Gujjar族群却打破了这一趋势。在这两个族群中，该基因的频率迅速且全面地上升到很高水平，只有极强的选择压力才能解释这一现象。这说明这种基因在迁徙而来的草原移民中必定非常普遍。而这些古代移民与现代Toda人和Gujjar人的共同特征是畜牧业。这些结果令人信服地描绘了乳糖酶持存性在印度传播的驱动力。（Science News）

　　· 健康 ·

　　新研究揭示“三手烟”的室内危害

　　一件暴露于三手烟中的羊毛衫被悬挂在特制的特氟龙薄膜室中，用于相关实验。图片来源：杨柳

　　“三手烟”是指烟草烟雾消散后，残留并吸附于墙壁、织物、家具等室内表面的污染物。近日发表在《建筑与环境》（Building and Environment）的新研究中，中国科学院大气物理研究所的团队揭示了室内三手烟有机组分与气态化合物的动态演变机制。

　　研究团队对三手烟释放的有机气溶胶和气态有机化合物进行了实时在线表征，并解析了其动态演化过程及来源。结果发现，三手烟呈现出与二手烟截然不同的化学指纹与释放动力学特征。与二手烟气溶胶浓度随时间快速衰减不同，三手烟有机气溶胶能在室内长期维持在~1-2 μg m-3的稳定浓度水平。室内材料特性对三手烟的残留与释放行为具有关键调控作用。羊毛等具有多孔结构的纤维材料会让烟草分子深度渗透，形成稳定的“污染物储库”。随着织物在烟雾中暴露时间的延长，这种深度吸附效应愈发显著，导致污染物难以通过简单的通风去除，且后续挥发速率会显著降低，延长了污染持续时间。该研究为准确识别和评估三手烟污染提供了关键的化学标志物，也为制定针对性的室内空气质量标准提供了科学依据。（中国科学院大气物理研究所）

　　· 气候 ·

　　全球变暖可能引发下一次冰河时代

　　大量二氧化碳释放引发的一系列事件。图片来源：原论文

　　几十年来，科学家们一直认为地球的气候是由岩石风化驱动的缓慢但可靠的自然过程所调节的。但地质记录表明，地球最早的冰河时期极其严重，这种冻结程度无法用一个仅仅依靠自我微调的气候系统来解释。一项日前发表于《科学》（Science）的研究指出，随着气候变暖，地球维持气候的调节过程可能失控，使地球进入冰河时代。

　　研究团队揭示了碳在海洋中的埋藏方式。随着温度升高与大气CO2上升，降雨将更多养分如磷带入海洋。这些营养物质刺激浮游生物的生长，浮游生物是通过光合作用吸收CO2的微观生物。浮游生物死亡后会沉入海底，带走捕获的碳。这一过程从大气中移除碳，并将其储存在海洋沉积物中。但在较暖的条件下，这一系统会发生变化。浮游生物的增加会降低海洋中的氧气水平。氧气减少时，磷更容易被释放回水中，而不是被永久埋藏。这种磷循环进一步促进浮游生物的生长，浮游生物腐烂后进一步消耗氧气，维持养分循环。随着这个循环的持续，大量碳被埋藏，全球气温开始下降。这种反馈并非温和地稳定地球温度，在研究团队的计算机模拟中，这种效应强烈到足以引发冰河时代。（中国科学报）

　　撰文：王昱、冬鸢、马一瑗