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6月28日《科学Science》杂志内容精选

更新:2013年07月13日 阅读次数: 【字体:
观察地震愈合新方法问世
对酿成了中国汶川地震的断层地下水运动的直接测量为人们就断裂带的“愈合”提供了新的见解。在发生地震时,断裂带中的岩石因为剧烈的摇震而破碎,从而增加了该岩石对水的通透性。通透性会影响对该断层的压力和应力,并因而会影响该断层愈合所需时间的长短。更好地把握与断层愈合有关的最有影响力的因素需要直接持续地测量在某次大地震事件后断层中的地下水的运动。然而,到目前为止,这样的数据还没有被记录过。为了更好地了解断裂带通透性与其复原之间的关系,Lian Xue及其同事花了1年多的时间来记录引起2008年7.9级汶川地震的断层的数据;这是50年来中国最大的地震。研究人员记录了在汶川地震后不久打出的一个的深钻孔内的地下水振荡(由海平面振荡所致)的检测结果。
应用精良的设备,他们每隔2分钟就对这些振荡进行监测,时间长达18个月。应用所产生的数据,他们推断该断裂带中的通透性在该观察期的大部分时间内会随着裂缝的闭合而快速地下降。
然而,愈合过程因为通透性的突然增加而被打断,而分析显示,这与来自远方的地震干扰有关系。了解断裂带通透性与复原之间的关系对汶川地震破裂带尤其重要,因为该地带显示其愈合所花时间比正常时间要长,但却不存在造成这种现象的干扰。
Xue及其同事的研究——他们所用的持续性观察为人们提供了比先前所用方法更好的对地震愈合速度的估计——捕捉到了在关键性的地震后时期中的通透性的变化,而先前没有人作过这样的研究。这项研究还提供了一个框架结构来估计断裂带对未来地震的反应。

用遗传学工具抵御秆锈病
两项遗传学的发现为人们抵御秆锈病的斗争带来了希望;秆锈病是一种可杀死小麦的毁灭性真菌疾病,而小麦是一种主要的农作物,它为全球人口提供其摄入热卡的20%。秆锈病长期以来一直受到控制,而这很大程度上归功于在20世纪中开发出的一系列抗锈小麦品种。可是现在,该病的新的毒性变种——其蔓延可能会威胁全球的粮食保障——已经出现,促使科学家们探索开发出新的小麦品种,而这些品种能抵抗不断演变的威胁。
这些威胁之一是一种叫做Ug99的真菌,人们迄今已经在非洲、也门和伊朗发现了这种真菌;这种真菌已经战胜了大多数的广泛应用的抵抗秆锈病的基因,从而让人们担心会出现一个全球性的小麦疫情。
在本期的《科学》杂志中,2篇相伴的文章——它们皆为全球抗Ug99努力的一部分——进一步评估了2种先前确定的抗秆锈病基因。通过克隆一种不经常栽培但却与面包和意大利面食用小麦密切相关的先祖小麦品种的基因片段并将该克隆物质插入到现代小麦品种之中,Cyrille Saintenac及其同事证明,Sr35基因可赋予小麦对Ug99的免疫性。带有这种基因的小麦没有显示对秆锈病的易感性。
Sambasivam Periyannan及其同事从事了一项类似的研究并发现,Sr33基因赋予了小麦对该新的致死性真菌疾病的抵抗力,尽管其效果不如Sr35。
研究结果显示,Sr33基因还可转达对多种Ug99衍生物的抵抗力。在这两项研究中,这些分离出的基因所编码的蛋白显示了其他抗病蛋白的典型特征。面对不断演变的秆锈病威胁而具有的耐久抵抗力可通过将抗病基因进行结合而得到增进。如果研究人员应用所需的生物技术来设计、制造并表达Sr33和Sr35的小麦品种,他们也许能够减缓Ug99进展的速度并避免发生全球小麦短缺。

旅行者1号进入新区域
研究人员说,宇航局的旅行者1号飞船在去年8月底进入到日光层的一个意想不到的区域——日光层是来自太阳的等离子态气泡,这些等离子体由太阳风所散布并环绕着太阳系。这一在35年前发射的太空飞船早在2004年时就进入到了日光层的一个叫做日鞘的汹涌动荡的区域,而天文学家一直预计它会最终重新进入到星际介质或开放太空之中。相反,旅行者1号漂移并跨越了一个先前未确定的日光层边界而进入到一个研究人员现在称之为“日鞘耗竭区”的日鞘部分。
3篇报告描述了该飞船于2012年5次跨越该边界时所采集的不同的读数和测量。Leonard Burlaga及其同事报告了对日光层磁场的测量,该测量明确了旅行者1号确实进入了某些人们不熟悉的领域。他们说,当该太空飞船每次跨越新近确认的边界时,太阳层磁场的强度会突然增加,而该区域内的带电粒子数则会有急剧的下降。
在另一则报告中,Stamatios Krimigis及其同事报告了更多的对高能粒子的测量;研究结果显示,在旅行者1号进入该日鞘耗竭区时宇宙射线陡然增加连同来自太阳的粒子的同时性的急剧下降。
Edward Stone及其同事还观察到,当旅行者1号跨越该边界时,来自日光层的低能离子突然消失并代之以宇宙射线的流入——即使该飞船的磁场读数表明该太空飞船仍然还在日光层内。
总而言之,这些发现表明这一日鞘耗竭区可能是在日光层及其余星际空间之间的较大界面的一部分。
关键词:科学
相关栏目:生物资讯 生物文摘
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