8月23日外媒科學網站摘要:極端高溫成巨大殺手,城市該怎麼辦

8月23日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

極端高溫成巨大殺手,專家稱一些措施可以減少危害

隨着致命熱浪的威脅日益加劇,科學家們正與城市合作,實施低技術含量的降溫措施,以更好地保護市民。

極端高溫是一個嚴重的公共衛生威脅:在美國,平均而言,高溫導致的死亡人數比包括颶風、洪水和極寒天氣在內的任何其他天氣事件都要多。在城市中,高溫的影響尤爲嚴重,因爲建築物和道路會吸收並儲存熱量。隨着氣候變暖問題的加劇,科學家們正在研究基於證據的措施,以保障城市居民在高溫時期的安全。研究人員表示,儘管應對這一威脅已取得進展,但在追蹤死亡率和實施解決方案方面,城市仍面臨挑戰。

城市之所以成爲高溫熱點,是由於“熱島效應”。此外,伴隨熱浪而來的停滯空氣也會加劇空氣污染。隨着氣候變化,已經承受極端高溫的地區預計每年將面臨更多的危險高溫天。而對於那些歷史上沒有經歷過極端高溫的地區,熱浪將是最致命的,因爲應對高溫不僅是一個物理問題,還是一個文化和行爲的問題。

專家表示,城市應通過提高公衆意識、提供資源和重新設計建築環境來應對這一問題。

弱勢羣體,尤其是生活貧困的人羣,需要意識到他們面臨的風險,並瞭解在高溫來襲時他們可以在哪裡獲得幫助。專家建議,城市應在最難降溫的地區設立冷卻站,提供空調、風扇和飲水設施,使人們每天可以有2-3小時的時間降低核心體溫。專家還指出,當天氣狀況危及安全時,戶外工作者應獲得保險,以補償工資損失。

下一步是重新設計城市,使其具備更多的綠色和自然特徵,提供遮陰和蒸發水分的能力。專家稱,種植樹木和增加涼爽的戶外空間“可以決定生死”。不過,儘管我們大致瞭解解決方案,但它們需要根據具體的本地化挑戰進行定製和調整。

改進數據收集將幫助科學家評估這些策略的有效性。例如,許多分析城市熱島效應的研究使用的是衛星數據,而這些數據往往測量的是地表溫度。專家表示,這可能會導致誤導性政策。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、一種技術將DNA分子篩選速度提高至少1000倍

研究單個DNA分子的行爲有助於我們更好地理解遺傳疾病並設計更有效的藥物。然而,逐一檢測DNA分子一直是一個緩慢的過程。來自荷蘭代爾夫特理工大學和萊頓大學的生物物理學家開發了一種技術,可以將單個DNA分子的篩選速度提高至少1000倍。藉助這項技術,他們可以在一週內測量數百萬個DNA分子,而不必花費數年甚至幾十年時間。這項研究發表在《科學》(Science)雜誌上。

該研究團隊開發了一種名爲SPARXS(單分子平行分析快速探索序列空間)的創新工具,可以同時測量數百萬個DNA分子。

在SPARXS技術中,研究人員結合了兩種以前從未結合的現有技術:單分子熒光和下一代Illumina測序。第一種技術通過熒光染料標記分子,並通過靈敏顯微鏡進行觀察。後一種技術則能夠同時讀取數百萬個DNA序列。

他們還必須應對大量數據處理的挑戰,爲此開發了一個自動化且高效的分析流程。這尤其具有挑戰性,因爲單分子非常脆弱,只能產生少量的光,導致數據本身充滿噪音。此外,所獲得的數據並不能直接揭示序列如何影響DNA的結構和動力學,即使是對於相對簡單的DNA結構也是如此。爲此,他們建立了一個模型,將他們對DNA結構的理解與實驗數據結合起來。

對DNA序列的更精準操作和理解可能帶來醫學治療的進步,如更有效的基因治療和個性化醫療。研究人員還預見到該技術可帶來生物技術的創新,並幫助我們在分子水平上更好地理解生物學。

2、腦電圖迎來100週年紀念,未來或能讀懂你的夢

自1924年7月首次記錄人類大腦電活動以來,腦電圖(EEG)已成爲理解大腦功能及其障礙的重要工具,尤其在癲癇的臨牀診斷中,腦電圖通過分析大腦電活動重新定義了許多疾病,將其從人格障礙轉變爲大腦活動異常。

如今,腦電圖迎來了百年紀念。英國利茲大學開展了一項調查,邀請全球500多名專家回顧這項開創性技術的影響,並列出未來的挑戰和優先事項。研究結果發表在《自然-人類行爲》(Nature Human Behaviour)雜誌上。

這項調查列出了腦電圖未來可能實現的一系列引人入勝的創新。專家們認爲,這些創新可以在一代人內實現。這些目標包括使用腦電圖來提高認知能力、早期發現學習障礙、廣泛應用於測謊儀、並作爲嚴重運動障礙和閉鎖綜合徵患者的主要交流工具。

根據調查,利用腦電圖實時、可靠地診斷癲癇或腫瘤等大腦異常可能只需要10-14年,而一些專家認爲,解讀夢境內容和長期記憶的可能性將在50年內實現,儘管許多人認爲這更像是科幻小說。

儘管新興技術爲腦電圖開闢了激動人心的新可能性,但專家們也表達了擔憂,他們擔心缺乏一致的標準和協議,且擔憂新興商業應用和“神經增強”可能引發倫理問題。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、揭密“雪球地球”:隱藏的岩石記錄揭示地球深度凍結的秘密

由英國倫敦大學學院(UCL)領導的一個研究小組發現,愛爾蘭和蘇格蘭的阿斯凱格港地層可能是“雪球地球”的重要地質記錄,爲複雜生命進化的前奏提供了獨特的地質見解。所謂“雪球地球”,指的是地球歷史上整個地球被冰雪覆蓋的關鍵階段。

這項研究發表在《倫敦地質學會雜誌》(Geological Society of London)上,研究表明,阿斯凱格港地層由厚達1.1公里的岩層組成,可能形成於6.62億至7.2億年前的斯圖亞特冰期——這是地球兩次冰期中的第一次,人們認爲這兩次冰期引發了複雜的多細胞生命的發展。

在蘇格蘭加維拉克羣島發現的阿斯凱格港地層的一處裸露岩石,顯示了從溫暖的熱帶環境向“雪球地球”過渡的過程。同一時期在其他地區形成的岩石沒有經歷這種轉變,因爲古老的冰川刮蝕了下面的岩層。

在這項新研究中,研究小組分析了阿斯凱格港地層以及下方70米厚的加布埃利阿赫地層(Garbh Eileach)中的鋯石礦物。由於這些礦物含有放射性元素鈾,鈾以穩定的速率轉化爲鉛,因此可以精確確定其年代。鋯石和其他地球化學證據表明,這些岩層沉積於6.62億至7.2億年前。

2、用人工智能和新一代望遠鏡解鎖宇宙

現代天體物理學使科學家能夠以前所未有的清晰度觀察宇宙,從系外行星到整個星系。

儘管我們的銀河系阻擋了一些視野,像詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)這樣的先進工具和即將到來的項目,如“平方公里陣列”射電望遠鏡項目(SKA),正在推動我們對宇宙理解的邊界。而可視化技術幫助研究人員在空間和時間上探索宇宙,揭示了諸如快速射電暴(FRB)等現象。展望未來,科學家們希望捕捉到遙遠系外行星的圖像,並揭開暗能量和宇宙膨脹等謎團。

伽利略只能繪製他用望遠鏡觀察到的事物。但今天,天文學家可以通過先進儀器看到宇宙的全貌,追溯到宇宙的起源。這很大程度上得益於觀測工具的迅速進步。預計未來幾年將有更多的技術突破。JWST於2021年12月發射,旨在觀測130億年前第一批恆星和星系形成時發生的事件。SKA射電望遠鏡正在建設中,將探測更早的時代。另一個正在籌備中的項目是由歐洲航天局(ESA)運行的激光干涉儀空間天線(LISA),計劃於2035年發射,旨在觀測引力波,揭示黑洞的成長,甚至可能探測到大爆炸後產生的引力波。

如果沒有其他領域的進展,這些新工具的啓發性也會大打折扣。專家表示,儘管目前我們還沒有處理SKA數據的專用軟件,但隨着計算機科學、人工智能(AI)和數據處理能力的提升,我們最終會實現這一目標。例如,人工智能在對海量數據進行分類、發現有趣的異常現象以及計算星系質量方面,發揮着無價的作用。

計算只是天文學的一部分——可視化能力也同樣重要,這有助於驗證計算結果的準確性。

當觀察二維以上的物體時,可視化尤其關鍵。研究人員還在時間這一第四維度上探索宇宙,並在此過程中爲研究明亮但短暫的天文現象開闢了令人難以置信的可能性。(劉春)