2018年的科學突破

生活科學趣談

挑選其中幾則相關的影片與各位朋友們分享~ ● Hiawatha冰川下的撞擊坑: 冰河時期的隕石撞擊事件,這或許是造成人類橫越新大陸,開始在北美洲追逐 乳齒象 的時代出現 ● 古人類的混血兒: 尼安德特人多次在西歐和西伯利亞之間來回遷徙,從西伯利亞一個洞穴中發現一個生活在5萬多年前的女人骨頭碎片,提取的古DNA揭示了兩個已滅絕的古代人群之間的聯繫,她的母親是一名尼安德塔人,她的父親則是一名神秘的古代人類丹尼索瓦人,這也是人們首次發現兩種古人類的第一代後裔 ● 來自遙遠星系的信使: 先前這篇〈淺談微中子振盪〉提及μ微中子若撞到水分子的氫核時,它可以產生一個高能的μ子,從而產生契忍可夫輻射而被光電倍增管偵測到。IceCube 冰立方探測器位於南極的冰層之下,分布範圍超過一立方公里,同樣是利用光電倍增管來記錄由所觸發的微弱閃光。IceCube 在之前雖然已經記錄了許多次的微中子撞擊,但沒有一個是來自特定的來源。然而在2017年9月22日,光傳感器確定了它所來自的方向,幾天之後NASA的費米伽瑪射線太空望遠鏡發現了一個非常明亮的光源,微中子似乎來自其中心的耀變體(Blazar),這是一個以超大質量黑洞為中心的星系核心,也是目前已觀測到的宇宙中最劇烈的天體活動現象之一。檢視數據後,研究人員非常肯定微中子就是來自這個耀變體,這也是微中子望遠鏡首次發現來自銀河系以外的射源 ● 幾分鐘就能確定分子結構: 傳統是使用X射線結晶學的技術來判定化合物分子結構,前提得先讓上百萬個分子堆疊成排列整齊的晶體,再追蹤X射線從晶體上彈回的方式(布拉格繞射),以確定單獨的原子並為其分配在分子中的位置。這種方法常須費時數週甚至好幾個月來長晶,對於某些物質而言,這是一個很大的障礙。研究人員 透過使用電子束來代替X射線並改進了繞射技術,追蹤繞射花紋如何隨著每次輕微的轉彎而發生改變,即可在幾分鐘內判斷出分子結構,需要的晶體也只有使用X射線所需大小的十億分之一。這種新技術適合用於瞭解潛在藥物等小分子結構,可望對新藥的合成和追踪疾病等領域產生深遠的影響 ● 基因沉默藥物獲得批准: 基於稱為RNA干擾(RNAi)的基因沉默機制之藥物經過20年等待之後,今年獲得了FDA的批准,正式宣告靶向致病基因藥物時代的來臨。為了使RNAi成為藥物,開發人員首先需要確定如何將精細的小分子干擾核糖核酸(siRNA)安全地傳遞到它們的靶器官,這需要一種方法來保護其免受在血液中的降解以保持完整。Alnylam 公司是將透過其包裹在脂質奈米顆粒中,幫助它們在危險的血液穿越過程中存活下來。當其安全抵達靶器官,即能干擾RNA的信使功能,造成致病基因沉默,相關蛋白質於是無法合成 ● 追蹤單細胞發育的技術突破: 從 希波克拉底(古希臘醫學之父)時代開始,生物學家就困惑於單細胞胚胎是如何發育成擁有多種器官和數十億細胞的成體。現在,生物學家可在單細胞尺度上揭示各個基因何時啟動並誘導細胞分化。首先,研究者從活體中分離出數千個完整細胞;接著使用測序技術獲得各個細胞的基因表達情況;最後利用電腦或者對細胞進行標記,重建這些細胞的時間與空間關係。這種單細胞基因活性分析可讓研究人員逐個追蹤細胞發育,瞭解哪些基因會在胚胎早期發育時被開啟或關閉。如今,世界各地的研究團隊正在應用這些技術研究人體細胞如何在發育過程中成熟,組織如何再生,以及細胞在疾病中發生哪些變化。科學家認為,單細胞 RNA測序 的技術會在未來10年內改變基礎生物學和醫學研究的格局。 《Science》雜誌將這些技術的組合及其在推動基礎研究和醫學進化方面的潛力列為2018年度十大突破之首。 下則影片顯示了斑馬魚胚胎發育早期的自動化計算之細胞譜系重建,不同顏色的螢光標記表達了各細胞將變成何種類型基因的細胞。 每個圓圈代表一個細胞核,圓圈尾部的短線表示過去10個時間點的位移。在動物卵細胞中,由於所含細胞質、胞器、核糖體及糖原顆粒等物質的不均勻分布而表現出極性,分為動物極和植物極。營養物質較少、卵裂速度較快的一極稱為動物極,細胞核偏位於動物極;與動物極相對的一端稱為植物極。影片左方是從動物極那端顯示,右方則是從植物極那端顯示

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北市地震二三事

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獨家》北投規模5.7地震 北巿史上最強震 – 中時電子報發布於2018年1月17日 這個「史上最強」說得不夠精準,只能說是北投區有觀測紀錄以來的最強。1909年4月15日台北就發生規模7.3地震,震源深度80公里,同樣也是發生在板塊隱沒帶的中源地震,是1897年台灣開始有儀器觀測以來的「觀測史上台北最強」。至於更早的文獻史料,還有1694年4月24日地陷形成康熙台北湖的大地震。 由於菲律賓海板塊是向西北移動,其與歐亞大陸板塊的推擠所造成的隱沒帶從花蓮下方延伸到台北觀音山方向。以往台灣北部的地震大多是發生在宜蘭外海至沖繩海溝一帶,但這次震央卻發生在隱沒帶的最西緣,這倒是比較罕見,不曉得跟去年2017年地震次數偏少有無關連→台灣今年地震偏少氣象局:並非好現象 接著來看一則 經濟部中央地質調查所_1060115_七星山西南方冒氣現象.doc 北投地震與大屯山噴氣有關?地調所:免驚慌!- 天下雜誌發布於2018年1月17日 文中這句「七星山本身四周原本就有許多噴氣和溫泉露頭。溫泉露頭在大雨過後,因地下水位升高,會增加溫泉水量,或因天氣較為寒冷,使得熱氣容易凝結,皆會產生類似冒氣現象」。這不禁令我回想起某次在夏威夷Big Island的火山國家公園,當我們的遊覽車停在噴氣口旁邊時,導遊說:「司機大哥請催一下油門,振動地面讓噴氣口附近冷凝的水滴掉落洞內,這樣大家就能看到比較壯觀的蒸氣湧出」(OS:汽車的避震系統很差才會吧?)^^ 最後來回顧2014年2月12日發生在台北士林區的芮氏規模4.2而震源深度6.3公里的淺層地震,該次地震的震央距離我家約10公里,那是首次感受到 P波 造成地面上下振動的威力 淺談地震前兆 發生大地震之前的徵兆? 淺談地鳴

連島沙洲

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影片最後那段話暫且按下不表,先來欣賞一處美景 → 台東金樽陸連島 其中提及「與海岸平行的離岸島,會使波浪產生繞射作用」,其實這是因為海浪在淺水處的傳波速率變慢所導致。因此當海浪接近沙灘時,較深處的波前(波峰線)會比較淺處移動的快,波前就會逐漸彎向與海底地形等深線平行,也就是逐漸趨近於與海岸線平行。所以這是折射現象而非繞射,畢竟繞射效應會依波長而異,但此處若只有一道波前也是會轉彎。 因此當波浪和潮流靠近島嶼時,會因島嶼周圍的淺水區域而減速,水流的方向就會在島嶼周圍彎曲。 當漂移的沿岸流進入平靜的水域中時,所搬運的沉積物就會開始沉積,形成一端與小島相連,而另一端則向海岸轉折處之陸地相連的陸連島 如果這種沈積是發生在兩島之間,就是 連島沙洲 接著來分析第一則影片最後那段話「海底石頭經C14定年法測定是7千年前形成,旁邊的沙子卻是4千年,由於石頭形成年代比沙子還早,判斷這些石頭可能是人工搭建出來的」。查了一下資料 →〈Rama’s bridge is only 3,500 years old〉,6千年前印度的海岸線在下圖中的 Thiruthuraipoondi 附近,大約1100年前就到達了現今的Kodiyakarai ,這是臨海的陸地隆起而產生海退現象(Marine regression)。海底石頭若是7千年,大概就是全新世中期形成的珊瑚礁,這些礁石是有可能原本在淺海處,但因陸地抬升而變成在陸地上,然後再被丟入海中來建造一條道路沒錯,這樣從陸地上丟下去的礁石就會比淺海新形成的珊瑚礁年代還早。不過,研究人員拒絕評論這座陸連橋是否確實是由薩羅國王子羅摩拉瑪所建造的,他們表示將把這件事留給專家來回答^^。 印度史詩聖地- Rameswaram