· 建筑学 ·
胡夫金字塔抗震能力的秘密
正在大金字塔的缓冲室中进行的实地测量。左侧可见的铭文纪念了1837年西方考古学家发现顶部四座密室。(图片来源:论文作者)
埃及吉萨金字塔群中的胡夫大金字塔约建于4600至4450年前,此后历经多次地震(包括1847年一次估计震级为6.8级的地震,以及1992年一次5.8级的地震),其内外均未遭受重大破坏。最近,发表于《科学报告》(Scientific Reports)的一项研究指出,可能是金字塔的结构特征,帮助它经受住地震。
研究团队在金字塔周围的37个地点——包括其内部密室、建筑石块以及周边土壤中——记录了由人类活动、海浪或气候变化产生的环境振动。他们发现,金字塔内部记录到的振动中,76%的频率在2.0~2.6赫兹之间,这表明机械应力在整个结构中分布均匀。相比之下,周围土壤中的振动频率约为0.6赫兹。作者认为,这种频率差异可能有助于在地震活动中保护金字塔,因为它限制了结构与土壤之间的相互作用,从而避免了振动的放大。
作者还评估了金字塔结构如何放大来自基岩的振动。直接凿入基岩的地下室未出现振动放大现象。放大系数通常随高度增加而增大,在国王陵寝(King’s Chamber)达到峰值,该处的振动放大系数是基岩水平的4.0倍。然而,在位于国王陵寝正上方的缓冲室中,放大系数降至3.0。研究人员认为,这种设计可能降低了地震活动对国王陵寝造成破坏的风险,这与现代理论一致——即减震室为国王陵寝提供了结构保护。研究人员指出,金字塔建在坚硬的岩石(石灰岩)上,且重心较低,这些特征也可能降低了地震活动的风险。但他们同时提醒,目前尚无法确定所观察到的抗震能力是否是设计中的有意安排。(Nature)
· 太空探索 ·
国际空间站再次泄漏
据科技媒体Ars Technica报道,美国航空航天局(NASA)已于当地时间5月21日证实,国际空间站(ISS)的俄罗斯舱段再次开始向太空泄漏空气。最新数据显示,这起新泄漏始于5月1日。当时俄罗斯宇航员刚刚卸载完“进步 95”(Progress 95)货运飞船的货物,俄罗斯航天国家集团(Roscosmos)便注意到相关区域出现了“缓慢的压力下降”。NASA发言人乔什·芬奇(Josh Finch)透露,经数据分析,目前的空气流失速度大约为每天0.45千克。
这并不是一个新问题。过去五年多来,美国和俄罗斯的工程师一直在追踪该区域的漏气情况。漏气点位于“PrK 模块”——这是附属于俄罗斯“星辰”号服务舱(Zvezda Service Module)的一个小型过渡隧道。导致泄漏的根本原因非常棘手,在太空环境中极难被精准定位和彻底修复。由于这些裂缝属于微观级别的结构性裂缝,在空间站频繁的对接、温度剧烈变化以及长达近30年的金属疲劳影响下,此前的密封措施未能一劳永逸,裂纹再次扩大。
对此,俄罗斯团队目前只能采取日常关闭舱门、物理隔离“PrK 模块” 的权宜之计,并允许该隧道在低压状态下运行以减少流失。NASA强调,目前该故障对空间站的日常运营没有影响,对国际空间站内宇航员的安全也未构成直接威胁。(Ars Technica)
· 天文学 ·
690光年外,天文学家首次看到系外行星的“天气”:早晨多云、傍晚晴朗
对WASP-94-A b的艺术描绘。(图片来源:Hannah Robbins, Johns Hopkins University)
WASP-94A b是一颗距离地球约690光年、处于潮汐锁定状态的炽热气态巨行星。当地时间5月21日,美国约翰斯·霍普金斯大学为首的团队在《科学》(Science)上为这颗早在十多年前发现的气态巨行星,首次出具了“天气报告”,揭示了该行星上的云层是如何移动的。
这颗行星因为距离其恒星极近,被潮汐锁定了,就像月球永远只有一面朝向地球。这意味着它的一面是永恒的白昼,另一面是永恒的黑夜。随着它绕恒星公转,在昼夜交替的边缘便形成了“清晨侧”(Morning side)和“黄昏侧”(Evening side):迎着公转前进方向的那条交界线,大气刚从夜空切入日光,所以是清晨;背着公转方向的那条交界线,大气正脱离日光没入黑暗,所以是黄昏。
现在,研究团队利用韦布望远镜成功对两侧进行了独立的大气观测,发现它们的天气格局存在剧烈差异:“清晨侧”的大气被厚重且蓬松的浓云所覆盖,这些云层由硅酸镁、铁和硫化镁(本质为汽化岩石)组成;而“黄昏侧”的天空则展现出截然不同的面貌,几乎完全晴朗无云,清澈见底。这一发现表明系外行星同样拥有局部、动态的天气变化。(Scientific American)
· 气候变化 ·
气温升高,灵长类动物体重增加
图片来源:Tangerine-Ouragan productions
一项发表于《皇家学会学报B:生物科学》(Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences)的研究发现,生活在南美洲的小型灵长类动物阿氏夜猴(Aotus azarae)的体重比25年前的个体更重,并且有证据表明,气温上升可能是导致体重增长的原因。
这是首次将气候变化与现存灵长类动物体重变化联系起来的研究。研究人员分析了1999年至2023年在阿根廷收集的180只阿氏夜猴的287次体重测量数据。研究者发现,2023年这些猴子的体重比1999年重了约50克,增幅相当于成年猴平均体重(1300克)的4%。分析结果显示,体重增加与该地区日均气温上升超过1摄氏度的时间吻合。同时,研究团队分析了其他可能导致体重增加的变量,包括繁殖、食物供应增加等,但最终的分析结果显示,猴子生命第一年经历的较高温度是预测后续体重增加的最佳因素。可能是较高的温度使幼猴在体温调节上消耗更少的能量,从而能将多余的热量用于增加体重。(Yale University)
· 公共卫生 ·
现代医疗使肠道微生物多样性锐减
即使只是少量接触现代药物,也能迅速改变人体内的微生物组。最近,一项发表于《细胞·报告》(Cell Reports)的一项研究发现,偏远区域亚马逊原住民的肠道微生物在仅接受几次医疗诊治后,就开始向城市工业化人群中更常见的模式转变。
生活在委内瑞拉偏远亚马逊雨林中的原住民,依靠祖传知识和技术进行捕鱼、狩猎、采集和耕作。他们的传统生活方式和饮食长期以来基本没有改变。然而,自2015年底以来,部分村庄开始接受一个由世界卫生组织支持的季度性医疗访问项目,该项目旨在治疗和预防盘尾丝虫病(即河盲症)——这是一种在非洲和拉丁美洲国家流行的寄生虫感染。通过该项目,村民可以获得常规的抗寄生虫药物等基础医疗服务。研究团队于2015年10月首次随医疗队访问了这些村庄,并于2016年2月再次到访。他们从335名参与者身上采集了肠道、口腔、鼻腔和皮肤的样本。
研究团队发现,即使在饮食或生活方式没有重大变化的情况下,村民的肠道微生物群在第一次接受治疗后就开始向工业化社会人群的特征转变。经过4个月的治疗,村民的肠道微生物多样性下降,通常与纤维消化相关的细菌——普雷沃氏菌属(Prevotella)和密螺旋体属(Treponema)——的数量减少。与此同时,在工业化人群中更常见的细菌类群,如拟杆菌门(Bacteroidota)和疣微菌门(Verrucomicrobia),在村民体内变得更加丰富。研究人员还发现,口腔、鼻腔和皮肤上的微生物群落也发生了改变,不过每个身体部位的反应各不相同。例如,村民的口腔微生物多样性有所下降,但在第一次医疗访问后,鼻腔群落的多样性却有所增加。研究团队强调,这类治疗传染病的项目确实可以挽救性命,但未来的公共卫生策略也应考虑如何尽量减少对肠道微生物组的影响。(Cell Press)
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