海水酸化怎么办？科学家：往海里撒石灰，我们试了，效果还不错｜环球科学要闻

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图片来源：WADE MCGILLIS

海洋会吸收人类活动释放到大气中的二氧化碳。随着二氧化碳水平升高，海水酸化也逐渐成为不可忽视的问题。美国佛罗里达州阿巴拉契科拉湾的浅水区，供应着全美10%的牡蛎，但近年这项产业因海洋变暖和海水酸化而受到严重影响，自2020年起州政府甚至宣布禁捕牡蛎5年。后来，气候科学家在州政府的鼓励下展开了一场特殊的实验，向海水中注入石灰，来测试能否逆转海水酸化。

目前，添加氧化钙（石灰）或氢氧化钙（熟石灰），都是为海水增加碱性的常见提议。科学家先利用模型预测，每摩尔钙反应物可以净减少2摩尔二氧化碳。在那之后，研究者又在实验室中对海水样本加入了氢氧化钙饱和溶液，结果表明海水样本的pH值有所增加，二氧化碳被有效吸收。5月，研究人员在阿巴拉契科拉湾一个河口注入了大约2000升富含石灰的海水。野外实验结果显示，河口水样的碱度增加。不过，还需要进一步的研究来了解添加石灰的量和时间，对海洋生态会产生怎样的影响。

神经酰胺是一类不用于产生能量的脂肪分子，它们属于鞘脂，在细胞中执行其他任务。在近日发表于《自然·衰老》的一项研究中，科学家发现衰老过程中，能将脂肪酸和氨基酸转化为神经酰胺的SPT蛋白和其他蛋白过载，导致来年小鼠的肌肉细胞中出现大量神经酰胺。

在进一步研究中，科学家对衰老小鼠使用神经酰胺阻滞剂、并用腺相关病毒阻断神经酰胺合成后，发现老年小鼠变得更加强壮，协调性提高。RNA测序表明，阻断神经酰胺合成能激活肌肉干细胞，使肌肉生成更多蛋白质，并让肌纤维转化为快收缩肌纤维参与糖酵解，从而在老年小鼠体内产生更强壮的肌肉。此外，在数千份70~80岁志愿者的样本中，科学家发现其中25%的人拥有能减少肌肉中鞘脂生成的基因，此类人肌肉中含有的神经酰胺较少，身体更加强壮，从椅子上站起来也更轻松——这与小鼠实验的结果相吻合。

· 物理学 ·

拓扑物态是当前物理研究的一个热门领域，它关心物质的那些不依赖于细节，却完全由系统的整体拓扑性质确定的物理性质。2016年的诺贝尔物理学家便授予了拓扑物理学方向的三位科学家。该领域中的一个重要方向便是观察拓扑相变——具有不同拓扑性质的状态之间的不连续转变。在其中，观测拓扑相变中的三重简并点（Triply Degenerate Points）是一个重要课题，但由于缺乏调控能力而一直无法实现。近日，中科大的研究团队通过离子阱的量子调控技术，成功模拟并观测了拓扑相变中的三重简并点。

研究中使用了近几年迅速发展的离子阱量子模拟器。中科院的杜江峰院士、林毅恒教授团队从无到有搭建了实验平台，并发展了一系列的精确调控技术，为此次研究奠定了核心基础。研究人员通过使用在超高真空环境束缚的铍离子，结合微波、射频等的调控，构建多能级的量子体系，可以有效的观测自旋为1的拓扑单极子的行为。通过参数调控，团队实现了对量子态拓扑相变的观察，并提取出高阶自旋张量在其中的贡献。该工作背后的实验技术为研究高自旋物理以及更复杂的拓扑态提供了良好的平台。目前，相关论文已经发表在《物理评论快报》上。

为什么湿润的表面摩擦力会变大

潮湿的地板会带来滑倒的风险，但在某些情况下，比如舔手指帮助翻书时，表面的水可以增加摩擦。传统上我们用毛细现象解释这种情况，但如今科学家发现，某些情况下水和表面之间的氢键才是这种摩擦力的主要原因。

研究小组将一个3mm直径的硅球压在一个平坦的硅片上，然后测量了不同湿度下两者之间的摩擦系数。完全干燥时摩擦系数是0.3，在湿度为20%时达到0.6的峰值，而在完全潮湿时摩擦系数是0.51。毛细现象只能解释峰值时的摩擦力，却无法解释为什么完全潮湿时的摩擦力比干燥时更大，因为毛细现象依赖于固体表面凸起之间的“水桥”，但完全潮湿的情况下根本不存在“水桥”。研究人员进而猜测是氢键导致了这种摩擦力——这里的氢键指的是水分子和硅表面之间形成的静电吸引力。为了验证猜想，他们使用具有更强氢键的重水替代了普通水，此时测得完全潮湿时的摩擦系数是0.58——而对照组是 0.51。这个结果的差距符合研究人员使用氢键作出的预测。相关论文发表在《物理评论快报》上。

红巨星内部结构是不连续的

红巨星是濒死的恒星，处于恒星演化的高级阶段，内核中的氢已经耗尽。但近日发表在《自然·通讯》上的一项研究中，天文学家发现了新的证据，表明红巨星内核经历了剧烈的结构变化。

恒星内部尚无法直接观测，但星震学技术可测量恒星内部引力、声波等引发的振动，反映恒星内部的物理性质。研究者采用开普勒太空望远镜的数据、经星震学方法分析了359颗低质量红巨星的振动频率，发现近7%的恒星样本内部结构不连续。研究者认为，这些不连续可能被一些未知的物理过程“抚平”了，但影响了恒星后续的演化。低质量红巨星的内层有氦燃烧，这一物理现象常被用作天文学“探针”，可测定星系密度、探究星系化学演化的过程。因此，探明这些不连续结构的成因对准确建模红巨星、发挥其利用价值十分重要。

物理学家建议用LIGO寻找外星飞船

宇宙中有成千上亿颗可能存在生命的行星，但迄今为止，科学家还不曾找到过外星生命存在的证据。近日，一篇发表于预印本网站上的文章中，物理学家讨论了使用激光干涉仪引力波天文台（LIGO）搜寻外星人大型飞船踪迹的可能性。

物理学家认为，外星人驾驶大型宇宙飞船绕银河飞行时，其尾流可能产生强度足以到达地球、被LIGO探测到的引力波。当外星飞船有木星那么大，航行速度不低于光速1/10，且与地球距离小于32.6万光年时，产生的引力波可以被人类探测到。另外，假如飞船使用曲速驱动器，通过压缩前方并扩展后方的时空来飞行，产生的引力波也能被LIGO探测到。

封面来源：pixabay

撰文：王昱、栗子、马一瑗、谢汝雨、韩佳桐、陶兆巍

审校：王昱、栗子