地球上存在过多少细胞？科学家算出来了；平流层发现金属污染物，可能来自火箭或卫星 | 环球科学要闻

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2023-10-19 04:10

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· 生物学 ·

科学家计算出曾存在过的细胞数量

从细菌到蓝鲸，生物体内的细胞数量超过了地球上沙粒估计数量的一万亿倍，比宇宙中所有恒星都要大一百万倍。根据最新估计，曾经存活过的细胞数量还要大10个数量级，相关研究结果于10月11日发表于《当代生物学》（Current Biology）。

这一计算的关键是初级生产力，即二氧化碳转化为所有生命所需的碳基化合物的能力。研究团队梳理了科学文献，估计了不同时间点光合作用生物的数量和类型，以及它们生产了多少“食物”，从而计算出维持过去生产力水平需要多少细胞。他们还根据不同生命形式的进化时间以及冰河时代如何抑制这些生物的活动等因素调整了计算结果。把所有都计算进去，地球上大约有10^39到10^40个细胞存在过。光合作用生物总共大约循环了地球上所有的碳100次。但这些数字正在接近上限，地球根本没有资源来支持超过10^41个细胞。研究人员表示，大约10亿年后，二氧化碳水平将降至极低水平，光合作用将受到影响，植物会死亡，海洋温度将大幅上升，那里的初级生产者也将无法生存。此后不久，地球的生物量将急剧下降，我们所知道的生命将逐渐停止。（科学网）

· 环境 ·

地球平流层中发现了金属污染物，可能来自火箭或卫星

未来几十年，低地球轨道卫星的数量将大幅增加。而最近发表于《美国科学院院刊》（PNAS）上的一项研究发现，地球平流层中的一些金属污染物，可能来自于火箭或卫星。

当使用过后的火箭和报废的卫星重新进入大气层时，高温会使其表面产生金属蒸气，这些蒸气会凝结成气溶胶颗粒，落入平流层。研究者在平流层中检测到了20多种金属元素，其比例与航天器使用的合金一致。且锂、铝、铜和铅的质量超过了它们从宇宙尘中流入的质量。平流层中大约10%直径大于120nm的硫酸气溶胶颗粒含有航天器重新进入大气层的过程中产生的金属元素。且未来几十年低地球轨道卫星数量的增加，可能导致多达一半的平流层硫酸气溶胶颗粒含有航天器重入产生的金属。但其对平流层以及陆地环境的影响目前尚不清楚。（Business Insider）

· 材料学 ·

五层石墨烯呈现出罕见多铁性状态

图片来源：Sampson Wilcox at MIT RLE

铁电性、铁磁性、铁弹性等性能被通称为“铁性”，有少数材料可以同时具备其中的两种或多种特性，因此被称为“铁磁性”材料，这类材料有很大的潜力应用于电子产品制造中。近日，在一项发表于《自然》（Nature）的研究中，研究团队发现当石墨烯以菱面体堆叠5层时，它会呈现出多铁性状态，表现出异常的磁性和铁谷性。

起初，研究者进行了一些简单计算，发现电子之间的一些协调行为应该出现在以菱面体堆叠5层的石墨烯层结构中，这种情况下电子恰好处于晶格环境中，移动非常缓慢，因此可以有效地与其他电子相互作用。随后研究团队在实验室中测试了这一结构，发现确实出现了两种铁性。研究者表示，他们可以通过电场来控制这两种铁性，如果这种材料应用于存储芯片中，或许可以大幅增加芯片上可存储的数据。（MIT）

· 健康 ·

早上“再睡五分钟”或许有好处

清晨，手机的闹铃响起后，许多人并不会立刻起床，而是使用“小睡”功能，或者设定多个相差几分钟的闹钟。最近，一项发表在《睡眠研究杂志》（Journal of Sleep Research）上的研究表明，早上赖会儿床或许有好处。

这项研究包括了1721名成年人，其中69%的人表示至少会“偶尔”使用“小睡”功能或者设定多个闹钟。志愿者每天早上贪睡的时间在1~180分钟，平均值为22分钟。进一步分析显示，年轻人和“夜猫子”型作息人群更容易在早上“赖床”：他们更容易在早上犯困，总体睡眠时间也更短。另一项研究根据31名习惯赖床的人刚起床时的表现发现，相较于立刻起床，多赖床30分钟可以改善或不影响他们的认知能力。尽管赖床行为会导致大概6分钟的睡眠损失，但能避免人们从慢波睡眠（即深度睡眠）中醒来。研究者表示，如果你习惯了“再睡5分钟”，就没有必要改变这一习惯，甚至还能帮助一些人更清醒地起床。（Wiley）

· 气候变化 ·

格陵兰冰盖可能会因为融化而急剧损失

2002年至今，气温上升导致的格陵兰冰盖融化约贡献了观测到的海平面上升的20%。不过，格陵兰冰盖会如何应对未来升温仍不清楚。《自然》（Nature）的一项建模研究显示，如果全球升温比工业前水平高2 ℃左右，格陵兰冰盖预计会因为融化而急剧损失。之后升温降至1.5 ℃以下或能缓解冰损失，但降温必须发生在几个世纪之内。

研究者模拟了格陵兰冰盖在未来暖化情景下的行为，在这些情景中，气温会首先超过维持冰盖稳定的临界值，随后全球平均气温下降。作者认为，冰盖的稳定性受到气温超过临界值的时间长度以及升温幅度的影响。他们发现，如果全球平均气温阈值在比工业前水平高1.7 ℃到2.3 ℃之间，冰盖可能会急剧损失。该分析显示，如果全球平均气温涨幅能在几个世纪内下降至1.5 ℃，即使最大升温幅度比工业前水平高6 ℃或以上，这种冰损失也可以缓解。不过时间很关键：如果气温临界值“过冲”后的降温需要不止几个世纪，那么冰盖可能依然会导致海平面上升数米。

撰文：时小舟、冬鸢、二七

编辑：二七

封面来源：Unsplash

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