【菜科解读】

　　地球似乎在一个新的动画中吸气和呼气，该动画显示了碳是如何随着季节的变化而被吸收和释放的。

在夏季，生机勃勃的大陆似乎缩小了，显示了植被生长和植物从大气中吸收二氧化碳的时间和地点。

当冬天到来时，大陆似乎膨胀了，表明植被正在消失，碳正在释放。

这种变化在温带地区最为显著，比如欧洲大陆和北美，那里的季节差异更为明显。

赤道地区全年变化不大，而一些植被稀少的沙漠地区根本不会储存或释放太多的碳。

　　德国马克斯·普朗克生物地球化学研究所生物地球化学综合部主任马库斯·赖希斯坦说，动画的数据来自卫星观测和全球数百个碳监测站，他于1月6日在推特上发布了动画。

　　“可视化真的只是一个有趣的项目。

”赖希斯坦告诉现场科学。

动画最终展示的是碳循环的一个重要部分，或者说是整个地球系统的碳流动。

碳可以通过腐烂的有机物质和含碳化合物的岩石的侵蚀释放到大气中；

相反，它可以被海洋和植物吸收，它们在光合作用过程中使用碳。

　　动画中植物的重要性显而易见，它展示了充满植物的地方，如巴西亚马逊和东欧的森林，分别在南半球和北半球的夏天吸收了大量的碳。

赖希斯坦说，动画中没有包括海洋，因为虽然海洋确实吸收了碳，但它并没有表现出强烈的季节性模式。

　　赖希斯坦说，气候变化正在改变全球植被生长的模式，因此碳进出生物圈的流动也在变化。

他说，这些变化太小，无法在像这样的可视化中显示出来，但它们将在不同的地方产生不同的影响。

例如，北半球更温暖、更长时间的夏天可能有利于

　　他说，植物生长。

但是在气候变暖伴随着降水减少的地方——如美国西部的大部分地区——气候变化会限制植物的生长。

　　“这个碳循环及其每月的变化告诉我们很多，”赖希斯坦说。

但当谈到社会影响时，他说：“要传达的信息是森林对地球的健康至关重要。

”据 Live Science 报道，最近的研究发现，菜叶说说，亚马逊是地球上最大的碳汇之一，由于森林砍伐和野火，最近每年释放的碳比吸收的要多。

　　“这基本上表明了保护碳汇的重要性。

”他说。

在太平洋深处，地球外核的熔融铁于2010年意外逆转方向

由欧洲航天局领导的卫星任务帮助科学家追踪了这一剧烈变化，揭示了地球深处内部可能比之前认为的更不稳定和更具动态性。

几十年来，科学家们一直认为他们对液态金属在地球外核内部的运动有合理的理解。

埋藏在地表下约2200公里的巨大熔融铁层似乎遵循相对稳定的长期模式。

然后情况发生了变化。

2010年，赤道太平洋下方一大片富含铁的流体区突然改变了航向。

水流没有继续向西流动，反而突然加速向东流动。

研究人员仍不完全清楚其具体原因，但新分析的卫星和地面观测现提供了迄今为止最清晰的地球中心隐藏动态之一。

卫星揭示了地球深处隐藏的转变这项发表在《地球深部内部研究杂志》上的新研究，分析了1997年至2025年间收集的磁场数据。

科学家们结合了地面站的观测数据与多个卫星任务的测量数据，包括欧洲航天局的Swarm和CryoSat，以及德国CHAMP任务和Ørsted卫星的数据。

这些任务使研究人员能够监测地球磁场的细微变化，这种磁场是由外核中导电熔融铁的运动产生的。

通过研究这些变化，科学家们重建了地球核心与地幔边界处的流动模式。

该分析揭示了太平洋的意外逆转。

研究发现，2010年，太平洋地区从微弱向西移动转为强烈向东移动，挑战了此前外核在长期内表现大致稳定且可预测的假设。

地球的磁场屏蔽依赖于这种流动地球的磁场之所以存在，是因为液体外核内部不断运动。

当熔融铁环绕固体内核时，形成了地球的地质发电机——负责产生环绕地球的磁场的过程。

这种磁场屏蔽在保护地球免受来自太阳的带电粒子影响中起着关键作用。

没有它，地球的大气层和技术系统将更加容易受到有害太阳辐射的影响。

尽管新观测到的逆转对人类和气候没有威胁，科学家表示理解这些内部变化极为重要。

磁场在不断演变。

即使是渐进的变化，也会影响导航系统、航天器操作以及用于预测近地空间天气的模型。

群聚卫星提供了关键线索ESA的三颗Swarm卫星于2013年发射，专为以极高的精度绘制地球磁场而设计。

它们的高灵敏度磁力计能够将来自核心深处的信号与地壳、海洋、电离层和磁层产生的磁效应区分开来。

由于卫星运行在精心协调的轨道上，研究人员能够追踪磁场模式随时间演变的过程。

这些观测帮助科学家不仅识别了太平洋反转本身，还发现了后续的扰动，包括2017年的地磁震动，即地球磁场行为的快速变化。

据欧洲航天局Swarm任务经理Anja Stromme介绍，Swarm的长期数据集尤为宝贵，因为它提供了多年持续的全球覆盖，而不仅仅是依赖分散的地面观测站。

这种持续监测使研究人员能够观察2010年反转后岩心动力学的变化，并跟踪东流随时间演变。

科学家认为这种逆转可能已经开始减弱主要研究作者弗雷德里克·达尔·马德森表示，这一突如其来的反转引发了关于地球深层内部行为的重大新问题。

研究人员目前正试图确定该事件是暂时波动、反复振荡的一部分，还是核心内新稳定环流模式的开始。

有趣的是，团队的模型表明，自2020年左右以来，太平洋下方强劲的东流已经减弱。

卫星数据还揭示了快速变化的流动结构和波状加速度，这些在较旧或噪声较大的数据集中可能未被检测到。

这些发现暗示地球核心可能经历的短期区域变异远超科学家此前的认知。

弗雷德里克·达尔·马德森还指出，太平洋流动反转的时间与地球内核通过大地测量和地震学研究推断出的变化相吻合。

研究人员现在怀疑，多个深地层发生的过程之间可能存在联系。

深地球可能比预期更紧密相连参与该研究的科学家表示，这些发现可能会重塑研究人员对地球外核、内核和下地幔相互作用的看法。

欧洲航天局群组任务科学家伊丽莎白塔·约尔菲达解释说，太平洋逆转挑战了长期以来“西向环流稳定主导外核”这一观点。

相反，研究表明，重大地区变化可能在短短十年内迅速出现。

这种可能性尤为重要，因为地核与地幔之间的边界被认为是决定深地球动力学的最关键区域之一。

理解这些层次如何相互影响，有助于科学家构建更准确的地球内部演化模型。

为什么这很重要这一发现凸显了科学家们对隐藏在地表动的金属海洋知之甚少。

曾经看似相对稳定的系统，实际上可能能够快速且出乎意料地进行重组。

得益于像Swarm这样的长期卫星任务，研究人员现在可以近乎实时地监测地球的磁引擎，捕捉到以前难以察觉的细微变化。

随着科学家们致力于了解地球磁场的演化以及行星内部深层过程之间的相互联系，这些观测变得越来越重要。

太平洋的逆转最终可能只是暂时的。

或者它可能表明地球核心的运作方式比研究人员曾经想象的更加多变和复杂。

无论哪种情况，这一事件都为我们地球上最难到达的地区之一打开了一扇新的窗口。

原子弹是怎样释放巨大能量的？

核武器是指利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。

其中主要利用铀235或钚239等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器，通常称为原子弹。

主要利用重氢或超重氢等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。

煤、石油等矿物燃料燃烧时释放的能量，来自碳、氢、氧的化合反应。

一般化学炸药如梯恩梯爆炸时释放的能量，来自化合物的分解反应。

在这些化学反应里，碳、氢、氧、氮等原子核都没有变化，只是各个原子之间的组合状态有了变化。

核反应与化学反应则不一样。

在核裂变或核聚变反应里，参与反应的原子核都转变成其他原子核，原子也发生了变化。

因此，人们习惯上称这类武器为原子武器。

但实质上是原子核的反应与转变，所以称核武器更为确切。

核武器爆炸时释放的能量，比只装化学炸药的常规武器要大得多。

例如，1千克铀全部裂变释放的能量约81013焦耳，比1千克梯恩梯炸药爆炸释放的能量4.19106焦耳约大2000万倍。

因此，核武器爆炸释放的总能量，即其威力的大小，常用释放相同能量的梯恩梯炸药量来表示，称为梯恩梯当量。

美、苏等国装备的各种核武器的梯恩梯当量，小的仅1000吨，甚至更低；

大的达1000万吨，甚至更高。

核武器爆炸，不仅释放的能量巨大，而且核反应过程非常迅速，微秒级的时间内即可完成。

因此，在核武器爆炸周围不大的范围内形成极高的温度，加热并压缩周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。

地面和空中核爆炸，还会在周围空气中形成火球，发出很强的光辐射。

核反应还产生各种射线和放射性物质碎片；

向外辐射的强脉冲射线与周围物质相互作用，造成电流的增长和消失过程，其结果又产生电磁脉冲。

这些不同于化学炸药爆炸的特征，使核武器具备特有的强冲击波、光辐射、早期核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等杀伤破坏作用。

核武器的出现，对现代战争的战略战术产生了重大影响。

原子弹主要是利用核裂变释放出来的巨大能量来起杀伤作用的一种武器。

它与核反应堆一样，依据的同样是核裂变链式反应。

按理，反应堆既然能实现链式反应，那么只要使它的中子增殖系数k大于1，不加控制，链式反应的规模将越来越大，则最终会发生爆炸。

也就是说，反应堆也可以成为一颗“原子弹”。

实际上也是这样，若增殖系数k大于1而不加控制的话，反应堆确实会发生爆炸，所谓反应堆超临界事故就是属于这样一种情况。

但是，反应堆重达几百吨、几千吨，无法作为武器使用。

而且在这种情况下，裂变物质的利用率很低，爆炸威力也不大。

因此，要制造原子弹，首先要减小临界质量，同时要提高爆炸威力。

这就要求原子弹必须利用快中子裂变体系，装药必须是高浓度的裂变物质，同时要求装药量大大超过临界质量，以使增殖系数k远远大于1。