【菜科解读】

2020年，我们经历了多年以来地球自转速度最快的一年。

2022年7月29日，我们经历了多年以来地球自转速度最快的一天。

看到这两项数据，你肯定以为地球的自转在加速。

恰恰相反，从更加漫长的时间尺度上来看，地球的自转是在减速的。

地球的自转速度受许多因素的影响，其中最重要的一个，就是月球。

月球的质量是地球的1/81，在整个太阳系的卫星-行星组合中是最接近的一个，对地球的影响非常大。

大约在45亿年前，月球形成于地球和另外一颗行星的碰撞过程中。

当时的撞击残骸在距离地球不远处形成了月球，并且从此越来越远离地球。

直到今天，月球仍然以每年3.8厘米的速度远离我们。

随着月球的远离，地月系旋转的力臂有所增加，线速度就会相应地减少，这就是所谓的角动量守恒，和花样滑冰运动员伸手、收手能影响旋转速度是相同的原理。

在月球远离的同时，地球的自转速度仍然在稳步地延长着。

根据近些年来的一些研究，地球每个白天的时长都平均比前一年增加0.000015秒。

别看这个数据确实非常不起眼，如果我们把时间尺度延长到几万、几亿年，那么这个时间的变化就十分明显了。

比如2018年的一项研究表明，在距今14亿年前的时候，地球自转速度比现在快得多，以至于只需要18个小时就能完成一次自转。

另外还有2020年的一项研究发现，4亿年前的泥盆纪时期，地球的一年有差不多42天。

一直到距今7000万年前，恐龙的一天也只有23.5个小时。

这个理论和数据看起来已经比较清晰了，但科学家们对这段历史的细节仍然有一些争论。

有人认为，地球的自转经历了一个平稳减速的过程，逐渐减速到今天的状态，并且继续减速下去；

另一部分科学家认为，地球的自转减速过程存在着不同的阶段，它先减速了一段时间，一昼夜的时间延长到19个小时，然后以这样的状态稳定了长达10亿年的时间，然后又开始了新的一轮减速过程。

导致地球自转减速暂停的原因，在于那一段时期内，月球和地球的距离也暂时稳定了下来。

力矩不变，地月系的自转速度自然就不会改变。

有人甚至给那段时期起了一个名字——枯燥的十亿年（boring billion）。

解决科学争论的唯一手段，就是通过研究找到更多的证据乃至答案。

遗憾的是，科学家们很难找到地质学的现象作为参考数据。

理论上来说，朝向太阳的叠层石的生长可以记录白天的长度，或者根据潮汐形成的韵律层理也可以推测出一天的长度。

但这些现象都很难保存太长时间，不足以让科学家们追溯到那么遥远的历史，这就给相关研究带来了许多麻烦。

最近，来自中国科学院地质与地球物理研究所的地球物理学家Ross Mitchell以及澳大利亚科廷大学的Uwe Kirscher最近在国际学术期刊Nature Geoscience上发表了他们的最新成果，他们的研究支持了第二种理论。

在本次研究中，两位研究人员用了另一种方法，那就是旋回地层学。

简单来说，太阳、月球等天体，乃至地球自身的转轴倾角等因素，都能影响地球的自转速度，进而体现在地球的岩石中。

利用韵律沉积层，他们可以探测天文"米兰科维奇"旋回，这些就旋回反映了地球轨道和自转的变化如何影响气候，如上图所示。

之所以前人没有从这个角度进行研究，是因为本次研究采用的古代数据中有一大半都是最近7年才出现的。

Mitchell介绍说："我们意识到，终于到了测试一种关于地球古自转的边缘但完全合理的观点的时候了。

"

研究人员解释：地球的潮汐不仅受到月球引力的影响，还受到另一方面的影响，那就是太阳。

太阳也不仅会通过引力影响地球的潮汐，还可以通过照射的方式，给地球大气升温，从而改变地球的潮汐。

这种太阳大气潮汐和月球海洋潮汐相比要弱得多，但也无法完全忽视。

它和月球的引力恰好相反，前者可以延缓地球的自转，它却可以推动地球加速自转。

一旦二者达到平衡，那么地球就会进入潮汐共振的状态，自转速度变化也就要平稳下来了。

他们经过大量的数据分析，发现在距今20亿到10亿年前期间，地球的日长确实停止了增长。

在这"枯燥的十亿年"内，地球的日长稳定在19小时左右，其变化历程如上图所示。

最有趣的是，地球自转速度保持稳定的这十亿年，几乎恰好处在地球两次氧气含量大幅增加的事件之间。

地球一共经历了两次"大氧化事件"，第一次在距今约23.2亿年前，第二次出现于距今约6亿年前。

在几十亿年前，当地球自转速度比现在快得多的时候，月球对潮汐的影响也仅有今天的1/4左右。

而臭氧的增加比水蒸气能吸收更多阳光，从而提高太阳大气潮汐的效果，这就是二者能够达成平衡的关键。

氧气含量的大幅增加不仅给生物的呼吸提供了原料，还形成了臭氧层来保护生物不受太阳紫外线的伤害，为今天繁荣的生态系统创造了契机。

在第二次大氧化事件后不久，地球就迎来了寒武纪生命大爆发，从此进入到繁荣的生命世界。

这也印证了另一个观点，那就是地球的氧气含量上升与复杂生命大规模爆发存在着延迟。

一直到月球和太阳产生的潮汐平衡被打破，地球再次减缓自转速度，光合细菌每天才能产生足够多的氧气。

美国加州大学河滨分校的Timothy Lyons没有参与这项研究，但在看到这项研究后不禁感叹："地球自转的演变可能影响了大气成分的演变，这一想法令人着迷。

"

关于"枯燥的十亿年"，科学家们仍然有许多需要寻找的证据去探索。

但我们现在可以肯定，这十亿年绝不是真的枯燥。

正是在这十亿年的时间里，地球的生机在暗中涌动。

如果没有这十亿年，地球或许不会有今天这样繁荣的生物圈。

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

汗臭与狐臭：气味、成因大不同，一文揭秘背后的科学原理

很多人将这种气味统称为“汗臭”，但实际上，它可能分为两种截然不同的类型：普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。

二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。

今天，我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。

两种汗腺，两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别，首先要认识我们皮肤下的两位“主角”：小汗腺和大汗腺。

小汗腺：遍布全身，是调节体温的主力军。

它分泌的汗液，99%以上都是水和少量盐分，本身几乎是无色无味的。

我们运动后、天热时流出的汗水，主要来自小汗腺。

大汗腺：又称“顶浆腺”，主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。

它分泌的汗液比较“粘稠”，含有蛋白质、脂质等有机物质。

这种分泌物本身也没有味道，但它却是细菌眼中的“营养大餐”。

气味之争：酸馊味与刺鼻味 普通汗臭（酸馊味） 成因：当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面，皮肤上的细菌（如葡萄球菌）会分解汗液软化的角质蛋白，产生一些带有轻微酸腐味的物质。

气味特征：气味相对清淡，是一种类似酸馊的味道。

通常在大量出汗后出现，只要及时洗澡、更换衣物，气味就会很快消失。

狐臭（刺鼻味） 成因：大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液，被腋下的细菌（如棒状杆菌）分解，产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质，这才是狐臭气味的真正来源。

气味特征：气味浓烈、刺鼻，常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。

这种气味具有持续性，即使刚刚洗完澡，过不了多久也可能再次出现，并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。

科学揭秘：为什么会有狐臭？ 狐臭并非“不讲卫生”的产物，其背后有深刻的生物学原因。

遗传因素：狐臭具有明显的遗传倾向。

科学研究发现，这与ABCC11基因有关。

这个基因不仅决定了你是否会有狐臭，还决定了你的耳垢是干性还是油性（湿性）。

大多数有狐臭的人，都伴有“油耳朵”的特征。

激素影响：大汗腺的分泌功能受性激素调控，在青春期开始变得活跃。

因此，狐臭通常在青春期后才会显现，并可能伴随终生。

一个常见的误区：刮腋毛会加重异味吗？ 恰恰相反！ 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重，但科学研究表明，刮腋毛不仅不会加重异味，反而可能有助于减轻。

腋毛会增加腋下的表面积，为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。

浓密的腋毛会影响汗液蒸发，使腋下环境更加潮湿，更利于细菌分解汗液产生异味。

因此，定期剃除腋毛可以减少细菌滋生，是改善腋下异味的有效辅助手段之一。

当然，操作时要注意卫生，避免刮伤皮肤引起感染。

如何应对？不同情况不同策略 对于普通汗臭： 勤洗澡、勤换衣：保持身体干爽是基础。

使用止汗剂：含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。

穿着透气衣物：选择棉质等透气性好的衣物，有助于汗液蒸发。

对于狐臭： 加强清洁：使用抗菌沐浴产品，剃除腋毛。

使用专业产品：选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。

韩可欣净味露采用韩国进口原料，温和配方长效净味，适用于各类狐臭问题。

寻求医疗帮助：如果异味严重影响生活，可以咨询皮肤科医生。

目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。

总之，分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。

了解背后的科学原理，才能采取正确的方法，让你在任何场合都能自信从容。