【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。

俄罗斯科学家研究蝙蝠免疫力

理解微生物组在抵抗应激和疾病中的作用，有助于更准确地评估这些动物的抗病机制及危险病原体由动物向人类传播的风险。

蝙蝠DNA免受损伤机制 俄罗斯科学家参与的一项国际研究表明，蝙蝠冬眠期间，其肠道菌群能比清醒时更活跃地产生保护宿主DNA免受损伤的物质。

研究数据将有助于更好地理解作为某些病毒携带者的蝙蝠如何在其非活跃生命期仍能保持免疫力及其自身微生物在其中扮演的角色。

蝙蝠体内病毒的多样性与其飞行能力、比其他类似体型哺乳动物更长的寿命和群居习性有关。

同时，蝙蝠本身通常不会感染，只是将病毒传播给可能对病原体敏感并患病的其他物种。

俄罗斯顿河国立技术大学（顿河畔罗斯托夫）的科学家发现，Nyctalus noctula（褐山蝠）肠道中的细菌会根据季节和宿主状态不同，分泌有不同特性的生物活性物质。

科学家从深度冬眠期和活跃期的蝙蝠肠道中分离出细菌，随后对其代谢物的生物活性进行评估。

项目负责人、生物学博士、顿河国立技术大学生命系统研究所所长叶尔马科夫（Aleksey Ermakov）教授说：“来自冬眠蝙蝠肠道的细菌更积极地产生保护DNA链免受断裂等损伤的物质。

这意味着冬眠条件下，微生物帮动物细胞避免遗传物质受损。

最有效的‘保护者’是弗氏柠檬酸杆菌和格氏乳球菌。

” 此外，蝙蝠冬眠和清醒时，肠道微生物分泌的氧化损伤细胞物质与抗氧化保护物质总量基本持平，表明其细胞的这种损伤与季节无关。

了解微生物群影响蝙蝠的抗应激能力的机理，有助于更深入地理解蝙蝠的抗病机制，更准确地评估动物传人疾病的传播风险。

初步研究阶段 接下来，科学家计划更深入地研究“宿主-微生物群”的相互关系及肠道微生物如何在蝙蝠的不同生理阶段影响其免疫系统工作。

项目执行人、哲学博士、顿河国立技术大学研究员波波夫（Igor Popov）说：“研究数据可以为城市生态系统（即蝙蝠与人和家畜接触最频繁的地方）的生物安全提供更周密保障措施的科学基础。

顿河国立技术大学的蝙蝠康复中心致力于保护蝙蝠种群、观察蝙蝠，并进行实验室免疫生物学分析，可以成为微生物学、免疫学和城市生态学综合研究的关键平台。

” 俄罗斯皮罗戈夫国立医科大学老年病科研临床中心衰老研究所研究员、医学副博士博尔科夫（Mikhail Bolkov）说：“哺乳动物抗病毒机制非常相似，但蝙蝠具有特殊性，其干扰素水平与体温长期偏高，相当于持续处于‘抗病毒值班状态’。

同时，后续炎症级联反应——对受损细胞和DNA的反应、感染性炎症，在其体内受到抑制。

结果病毒在其体内复制水平很低，免疫系统不攻击病毒，不引起炎症。

同时蝙蝠还有强大的抗肿瘤系统，温和免疫反应则很容易诱发肿瘤，如人类身上。

最终，蝙蝠成了大量病毒的携带者。

” 国家技术倡议FoodNet工作组“智慧供应链”板块负责人科索戈尔（Sergey Kosogor）说，专家对蝙蝠与其携带众多病毒的关联及可传播给人类的周期性灾难性病毒变异的原因与后果仍处于初步研究阶段。

可由蝙蝠传染人类的病原体包括狂犬病毒、尼帕病毒、埃博拉病毒等。

潜在病原体 至于哪些病毒可能成为下次全球大流行的潜在病原体，俄罗斯乌拉尔联邦大学经济与管理学院兼莫斯科物理技术学院未来技术教研室副教授科利亚斯尼科夫（Maksim Kolyasnikov）认为，高致病性H5N1亚型禽流感仍是最有可能的候选者。

他说，该病毒已在野生鸟类、家禽和奶牛中广泛传播，不久前的研究表明，仅需一个突变，它就能具备稳定的人传人能力。

这位科学家说：“尼帕病毒尽管致死率极高，但目前仍呈局部流行。

猴痘2022年暴发后呈下降趋势，但仍需警惕。

D型流感病毒、犬冠状病毒HuPn-2018等研究较少的病原体也值得关注，目前既没有针对其的检测方法，也没有疫苗。

” 本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊，内容由《俄罗斯报》提供。

比太阳亮一万亿倍，位于怀柔的“超级显微镜”建成试运行

在随后的新闻发布会上，中国科学院高能物理研究所高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民对入选的“高能同步辐射光源（HEPS）建成试运行”成果进行解读。

2026中关村论坛年会重大成果发布专场活动解读新闻发布会。

新京报记者 张璐 摄 HEPS不仅是亚洲首个第四代同步辐射光源，也是中国首个高能量的同步辐射光源，是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。

这座位于怀柔科学城的“超级显微镜”以“加速电子生产光”为核心原理，能提供高品质的X射线，深层次探索微观世界，2019年正式动工建设，2025年10月通过工艺验收。

“目前，HEPS储存环束流发射度降至56.8皮米・弧度，可发出比太阳亮1万亿倍的X射线，综合性能达到国际同类装置领先水平。

”潘卫民说。

2025年12月3日，HEPS开始了用户实验，截至2026年2月中旬，已为91个单位完成了200余项课题实验，提供近5000小时用户机时，包括清华、北大等国内多所高校和国内外多家研究机构以及比亚迪、宁德时代等领军企业。

其中航空叶片缺陷检测、3D打印材料动态结构捕捉、高铁轮毂应力检测、液态和固态电池原位工况检测、脑器官神经连接图谱、半导体纳米结构成像等多个方向的实验，均取得重要成果，充分验证了HEPS作为第四代同步辐射光源的卓越性能。

3月20日，HEPS 面向全球用户启动了首轮用户课题征集，这是非常重要的里程碑。

“未来，我们将持续优化机器性能，完善用户服务体系，与各领域用户协同创新，并推动跨领域、跨国界协作联动，成为面向全国和世界的重要创新平台。

”他说。

编辑 张磊 校对 卢茜