摘要：据《自然-可持续性》的一项建模研究描述，到本世纪末，人为温室气体在大气的排放量不断增加，在高排放场景下可能会使能够安全绕地运行的卫星总数比当前承载能力减少66%。
本周值得读
来自《自然》旗下期刊的新近发表，我们为您精选呈现。
1. 温室气体排放可能威胁到卫星
2. 现实和想象中的导航或由相似脑波驱动
3. 欧洲西部发现已知最早的部分人脸
4. 破纪录的海洋温度可能符合气候模型
5. 清洁空气法案或提升中国健康水平
气候变化 | 温室气体排放可能威胁到卫星
Greenhouse gases reduce the satellite carrying capacity of low Earth orbit
据《自然-可持续性》的一项建模研究描述，到本世纪末，人为温室气体在大气的排放量不断增加，在高排放场景下可能会使能够安全绕地运行的卫星总数比当前承载能力减少66%。
此前研究已经表明，大气中温室气体含量增加会使地球的上层大气——包括中间层 （高度50-85公里） 和热层 （高度85-600公里） ——收缩，这是因为入射的红外辐射被反射到了太空，从而产生冷却和收缩效应。这种收缩会降低地球轨道空间的密度，随着大气阻力减少，太空垃圾碎片在轨道上停留的时间变长。随着轨道上的卫星数量增加，持续存在的太空垃圾对地球轨道空间的长期使用造成了越来越大的问题。
美国麻省理工学院的William Parker和同事利用大气建模，估算了不同排放场景下到2100年能够持续维持在地球轨道上的卫星数量。以2000年温室气体浓度为基准，Parker和同事发现，在最高排放共享社会经济路径 （SSP5-8.5） 场景下，到2100年低地轨道上能可持续管理的卫星数量将减少50-66%，具体取决于太阳活动。这相当于大约2500万-4000万颗卫星。他们还估计了轨道物体的理想分布和不同排放场景下观察到的偏离理想分布的情况。作者表明，在中度到最高二氧化碳排放率场景下，卫星经大气摩擦脱离轨道的速度会大为降低。
虽然人们正在考虑使用主动脱轨技术降低碰撞风险，但作者认为，缓解温室气体排放不仅对地球气候很重要，对保护我们进入和利用外层空间也很重要。
轨道碎片数量增长和生命周期。 来源：Parker, et al.
神经科学 | 现实和想象中的导航或由相似脑波驱动
Human neural dynamics of real-world and imagined navigation
《自然-人类行为》的一篇论文认为，在现实环境中身体实际的运动和想象中的运动可能使用同样的大脑神经机制。这些发现或有助于我们更好地理解现实世界中的人类记忆。
大脑形成和回忆空间记忆，对于在空间中移动和想象未来经历非常重要。此前在啮齿动物中的研究表明，大脑中一个被称为海马体的区域 （位于内侧颞叶内） 的特定脑波 （称为theta 振荡） 或能帮助小鼠在空间中导航以及记忆或想象运动。但人类是否存在相似机制，特别是在现实世界的导航中是否如此，仍然不明确。
美国加州大学洛杉矶分校的Martin Seeber、Nanthia Suthana和同事测量了5名癫痫患者的脑活动，出于临床监测目的，这些患者的内侧颞叶中长期植入电极。作者比较了在现实世界和想象中导航时该区域的theta振荡——在想象中的导航试验中，患者一边在跑步机上行走，一边在脑中模拟现实世界的导航路线。Seeber、Suthana和同事发现，在现实世界和想象的导航过程中，尽管后者没有外部线索 （现实世界场景下可能会出现路标或地图） ，但发生的脑波模式是相似的。作者还利用建模，根据神经数据预测了个体在路线中的相对位置。
这些发现表明，导航和想象具有共同的神经框架，有助于理解我们在现实世界中的记忆。但作者指出，还需要更大、更多样的人群来验证这些发现。
实验范例。来源：Seeber, et al.
The earliest human face of Western Europe
《自然》报告了欧洲西部发现的已知最古老的人族面部骨骼，约有140万至110万年历史。
普遍认为人族最初定居在亚欧大陆至少是在180万年前。欧洲西部的早期人族聚居证据很有限，仅限于伊比利亚半岛上一些极为零散的化石样本，这些化石几乎没有提供任何这些人族的外貌和分类线索。西班牙一处遗址的化石可追溯至大约85万年前，经鉴定属于先驱人 （ Homo antecessor ） ，这一早期人族物种有着与现代人类相似的细长面中部。2007年，在西班牙北部的Sima del Elefante 遗址发现了一个120万至110万年历史的人族下颌骨 （命名为ATE9-1） ，但无法确定其是否属于先驱人。
2022年，西班牙加泰罗尼亚人类古生态学和社会演化研究所 （IPHES-CERCA） 的Rosa Huguet和同事在Sima del Elefante遗址发现了一个人族部分面中部骨骼的化石。这些碎片 （统称为ATE7-1） 包括了一个成年个体左脸的上颌骨和颧骨的大部分。作者利用实物证据和3D成像技术重建了这些碎片，估计其年龄在140万至110万年之间。新发现的这些化石年龄与此前同一遗址发现的下颌骨 （ATE9-1） 难以区分，但ATE7-1化石发现的位置较ATE9-1更深2米，因此作者假定这些新化石更为古老。作者认为，从该地点发现的更多考古学遗痕 （石器和有切痕的动物骨骼） 以及古生态痕迹，为这一人族的生活环境和生活方式带来了新见解。
作者观察到，这些人族骨骼碎片没有出现先驱人化石中的“现代“面中部特征。另外，尽管这些残骸与直立人 （ Homo erectus ） 有一些相似之处，但无法确认它们属于这一类群。因此，作者暂时将这些化石归于直立人近缘种 （ H. aff. erectus ） ，表明其与直立人的亲缘关系，但还需要进一步证明。这一发现可能意味着在早更新世，欧洲西部曾生活着至少两个人族物种：直立人近缘种和后来的先驱人。还需要进一步研究和化石样本来调查这些群体之间的关系，并进一步细化其分类。
原始化石（ATE7-1）与通过虚拟3D成像技术生成的镜像右侧，该化石是在Sima del Elefante遗址TE7层发现的人类面部骨骼，属于直立人近缘种。图片图片来自Maria D. Guillén ，IPHES-CERCA；Elena Santos,西班牙人类演化国家研究中心
气候科学 | 破纪录的海洋温度可能符合气候模型
Record sea surface temperature jump in 2023–2024 unlikely but not unexpected
Nature
根据《自然》发表的一项研究，2023/24年海洋表面温度的大幅上升虽然是异常现象，但用气候模型预测时并不全然意外。这些发现表明，全球变暖可能并未像人们起初担忧的那样发生超预期的加速，但仍指明温度飙升可能由人因气候变化所致。
2023/24年，全球海洋表面温度达到创纪录的高点，比此前的纪录高出约0. 25°C。这一突然升温令人担心全球变暖是否已经加速，以及现有的气候模型是否能够准确描绘气候系统。为回答这些疑问，瑞士伯尔尼大学的Jens Terhaar和同事使用基于观测的统计模型，以确定在当前对气候模式的理解下，出现这一海洋表面温度高峰的可能性。
这些模型表明，相对目前的变暖趋势，海洋表面温度在2023/24年的飙升是一个512年一遇的事件。这一结果意味着这一事件并非完全超出预期。但作者提到，如果没有在全球变暖的趋势，这类异常事件几乎不可能发生。他们补充说，预计到2025年9月之前，海洋表面温度会在这种跳跃飙升之后恢复到长期变暖趋势。
作者总结说，2023/24年异常海洋表面温度事件的准确模拟表明，当前的气候模型仍适用。
海面温度破纪录跃变的重现期取决于变暖趋势、年海面温度的自相关性和方差。来源：Terhaar, et al.
健康 | 清洁空气法案或提升中国健康水平
Hospital admissions attributable to reduced air pollution due to clean-air policies in China
Nature Medicine
《自然-医学》发表的一篇论文指出，中国实施的一项全国性空气污染防控政策，或可帮助预防逾27万人因各类心肺和神经精神疾病入院。这一结果基于对中国292座城市的逾4800万例入院记录的研究。
过去40年里，由于快速城镇化和经济发展，空气污染一直是中国面临的环境挑战。在各种污染物中，直径2.5微米或以下的细颗粒物 （PM2.5） 和黑碳一直被认为与各种传染和慢性病有关，如呼吸系统和心血管疾病。为解决这一问题，2013年中国政府颁布了《大气污染防治行动计划》 （APPCAP） ，这是一个全面的全国性空气污染防治政策。不过，与该政策实施相关的健康影响的程度一直有待量化。
中国西安交通大学医学部的吴少伟和同事分析了2013-2017年APPCAP发布前后中国各地的48623468例入院记录。他们发现，实施清洁空气政策使九种主要疾病的入院人数平均相对减少了30%。这些疾病包括抑郁症 （34.35%） 、精神分裂症 （32.56%） 、心律失常 （32.52%） 、下呼吸道感染 （31.39%） 、卒中 （29.66%） 、冠心病 （29.74%） 、心衰 （28.92%） 、帕金森病 （26.33%） ，以及慢性肾病 （24.53%） 。尤其值得注意的是，吴少伟和同事还发现，与黑碳减少特定相关的入院人数减少了21%，黑碳是PM2.5的一个重要组分。在地区层面上，入院人数下降最多的是中国北部和东部城市以及四川盆地，作者认为这些地区PM2.5和黑碳污染的改善最为显著。
作者指出，该研究的一个局限在于因2018年的医疗改革导致缺少2017年后的健康数据，另一个局限性是匿名数据无法区分是首次入院还是再次入院。
来源：东窗史谈