【菜科解读】

在很早之前科学家在探索地球南极以及太平洋、大西洋的深处时，发现了一种不是地球产生的物质，铁的同位素-铁60。

这种元素也在月球的样本中有发现。

但，不管是地球还是月球，甚至于目前的整个太阳系内，铁60都不是本地的产物。

这些外来物到底是如何来到太阳系，又是如何出现在地球的。

自发现以来，天文学家一直在探索这个问题。

最近，2024年6月10日《自然天文学》期刊上发表了一项研究，天文学家对这些出现在地球的铁60提出了一个可能的解释。

铁-60的形成

铁60是铁56的同位素，它比铁56多了4个中子。

要产生这种元素呢，需要很庞大的能量，比如恒星的爆炸，也就是超新星爆发这种能量的级别。

而太阳系在刚开始的时候，也的确是有可能存在这种元素。

我们知道太阳系的诞生，是在星云之中形成。

恒星在星云中形成示意

而星云，又有可能含有上一代恒星爆发的产物。

所以，太阳系在形成之时有可能会存在上一代超新星爆发的物质--铁60这种元素。

不过，这也仅限于太阳系早期的阶段。

因为铁60是一种放射性元素，也就是它不会长久的存在，它自产生在经历一段时间后，就会衰变为另一种元素。

而铁60的半衰期大概是260万年。

所以，即使太阳系在形成之时就存在铁60，但太阳系的形成已经有了差不多46亿年的历史。

这么长的时间，那些自太阳系形成时的铁60早已衰变消失。

而之后，太阳系内又没有形成它的条件。

所以，如今我们在地球上发现的这种元素，就只有了一种可能，它来自于太阳系之外。

那么它们是怎么来到太阳系的。

铁-60的来源

前面我们曾提到，铁60的来源主要是来自于超新星爆发。

所以地球上发现的铁60，那它会不会是附近的超新星爆发带过来的。

天文学家之前也是这么思考的，但却遇到了一个问题。

依据地球上铁60的数据呢，天文学家追溯了它们可能出现的时间，得出一个结论：地球上出现的铁60有两个峰值的时间段，分别是200多万以及700多万年前。

铁-60出现的两个峰值

也就是，若是超新星爆发，那么它们是在这两个时间段。

而问题也就出现在了这里。

铁60属于外来的星际介质，而太阳系又有一圈磁场日球层的保护。

日球层示意

所以若是它们要被超新星爆发带到太阳系，并达到观测上的丰度，这就需要超新星距离太阳系很近，大概10秒差距，也就是差不多32.6光年的距离。

而这样的距离，地球肯定会受到非常大的波及，甚至于出现大量生物灭绝的灾难。

但这两个时间段，地球上的历史中并没有这样大的事件发生过。

所以，近距离的超新星爆发这个说法，就很难说的通了。

那这个局要怎么破呢。

新的研究

2024年6月的这项研究，研究人员有一个非常大的脑洞，他们从日球层的观点出发。

日球层是保护太阳系免受星际介质的一个磁场泡，它能有效的阻挡来自星际空间的粒子袭击太阳系。

所以，有没有一种可能，这个保护我们的磁场泡，有一段时间不存在了，从而导致了不是很近的超新星介质，袭击了太阳系。

可日球层要怎么才能不存在呢。

论文中的说法是，日球层并没有消失，而是缩小了。

日球层缩小示意

它缩小到了距离太阳大概只有0.22个天文单位的区域，这完全把太阳系内的8大行星暴露在了星际空间之中。

但，这个日球层为什么会缩小呢。

研究人员认为，因为我们的太阳系大约以每秒200多公里的速度绕着银心公转。

所以在公转的途中，可能会遇到一些稠密的分子云，太阳系在经过这些分子云时，运动方向上的日球层，也就是日球层顶就会被压缩，而尾部这时则被拉的很长，日球层的形状这时大概就是一个长长的像彗星的形状。

顶部被压缩，尾部拉长

而这个分子云，天文学家也找到了，疑似是位于天猫座一个正在远离我们的分子云，太阳系它大概是在200万年前经过了那里，导致了日球层的缩小。

疑似经过的分子云

目前呢，研究人员也正在寻找700万年前经过的分子云，以来解决700万年前铁60含量的增加。

太阳系的路径

所以啊，这些外来的铁元素到底是怎么来的呢。

全球3/4人口缺水？地球步入“水资源破产”时代

联合国一份最新报告指出，由于过度消耗与全球变暖，地球已进入“水资源破产”时代，全球有3/4的人口生活在缺水、水污染或气候干旱的国家和地区。

伊拉克南部的哈维宰沼泽原本因长期干旱而逐渐干涸。

（新华社/发） 报告发现，全球70%的主要含水层正在萎缩，且很多变化不可逆转。

据调查，世界上很多地区不仅超额支取雨水和融雪带来的年度“收入”，还在不断透支那些需要数千年才能回补的地下水“储蓄”。

这主要由农业发展以及城市向干旱地区扩张导致，而气候变化让这些本就缺水的地方愈发干旱。

在土耳其，过度抽取地下水已导致近700处出现塌陷坑。

该报告作者，联合国大学水、环境与健康研究所的卡维赫·马达尼说：“如今，作为人类水资源‘活期账户’的地表水已经见底。

我们从祖先那里继承的‘储蓄账户’——地下水、冰川等，也几乎被挥霍一空。

世界各地都已出现‘水资源破产’的迹象。

” 据统计，目前全球大约有40亿人每年至少遭遇一个月的缺水危机，而这进一步加剧了移民潮、地区冲突和社会动荡。

去年，伊朗经历了50年来最干旱的秋季。

大量用于农业的大坝和水井，几乎吸干了曾是中东地区最大湖泊的乌鲁米耶湖，也让伊朗全国的地下水储备濒临枯竭。

为此，伊朗政府甚至提出要疏散首都德黑兰的居民，并尝试通过人工降雨来增加降水量。

科罗拉多河的流量20年间锐减了20%。

在美国，科罗拉多河的流量过去20年间锐减了约20%，主要原因是降水减少与蒸发加剧。

这条河除了被洛杉矶等城市作为饮用水来源，其河水还被大量引入农田用于种植家畜饲料。

与越来越多的河流一样，现在的它已无力奔赴大海。

研究表明，提高农业用水效率的技术，比如滴灌、喷灌，反而可能增加总耗水量。

原因在于精准灌溉能让作物充分吸收水分，而传统的大水漫灌后，多余的水还能流回河道。

因此，有专家提出必须削减农业的总用水量，因为它占到全球水资源消耗量的70%。

然而，全球有一半粮食产自水资源储量持续下降的地区。

缩减农业用水规模，将倒逼各国推进经济多元化转型。

目前，全球超10亿人依靠农业维持生计，其中大多数人生活在低收入国家。

即使在多雨地区，水资源也正面临新的威胁：数据中心在大量消耗水资源，工业废水、生活污水、化肥和粪便则在持续污染水体。

过去几十年，因被改作农田而消失的湿地面积与欧盟相当，这让全球在防洪、粮食生产和碳储存等生态系统服务方面，付出了约5.1万亿美元的沉重代价。

在大多数情况下，枯竭的河流、湖泊、湿地和含水层，再也难以恢复原有水文状态。

而冰川持续消融与消失，将导致数亿人的供水短缺。

马达尼认为，人类必须更好管理水资源，在此之前，大多数国家需要先摸清家底，核算其水资源储量与用水总量。

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面，结果很离谱

科学家首次对系外行星的表面进行直接分析。

科学家称，韦布太空望远镜的观测结果显示，一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星，也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜，对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同，这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料，这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界，没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行，其一年只相当于11个地球日，且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星，就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此，它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯･普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测，他们使用韦布望远镜的中红外探测仪，对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量，并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然：天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对，研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上，地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关，这会导致岩石发生循环，并使浅色的矿物上升到地表；

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩，富含铁和镁，在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示，在这颗行星表面，水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是，LHS 3844 b的表面相对年轻，它可能被新近的火山活动重塑过，且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫，而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是，这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下，并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护，行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化（space weathering）”，它会导致岩石分解，并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性，比如其表面岩石的状态是否相对完整，还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy