9月27日外媒科学网站摘要：火星消失的大气层去哪了

9月27日（星期五）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

首次发现仅含一个电子的碳键：它将出现在教科书中

一个多世纪以来，化学家们一直认为，当原子共用一个或多个电子对时，形成了共价键，即一种强原子间的连接。而现在，研究人员首次观察到了两个碳原子之间的单电子共价键。

这种罕见的键合行为已在其他一些原子间被发现，但在碳原子之间的存在尤其令科学家们兴奋，因为碳是地球上生命的基本元素，也是许多工业化学品的重要组成部分。这一发现发表在最新一期的《自然》（Nature）杂志上。

观察到单电子碳键的关键是设计出一种能够稳定它的分子。由日本东京大学领导的国际研究小组创造了一种分子，该分子拥有一个稳定的碳环“壳层”，有助于将中心的碳-碳键结合在一起。相较于常规的碳-碳键，这种中心键的长度较长，使其在氧化反应中更容易失去一个电子，从而形成罕见的单电子键。

为了以稳定、可观察的形式捕捉这种化合物，研究人员将其结晶化。在碘存在的条件下，氧化反应生成了紫色的盐，这种盐的稳定壳层帮助维持了内部的单电子碳-碳键。随后，研究人员通过多种分析技术对分子和碳键进行了表征，并发现这种化合物在常温下非常稳定。

《科学》网站（www.science.org）

蚂蚁可能迫使食虫鸟类迁徙至海拔更高的地区

在南亚低地的森林中，鸟类种类繁多，然而食虫鸟类却相对稀少。上个月发表在《生态学快报》（Ecology Letters）上的一项研究或许可以解释这一现象。织工蚁（weaver ants），这种生活在低地森林中的凶猛蚂蚁，捕食微小的无脊椎动物，可能减少了食虫鸟类的食物来源，从而迫使它们迁徙至更高的海拔。

许多山脉拥有所谓的“蚂蚁线”，即海拔1000至1500米的高度。昆虫学家发现，在这个高度以上，无脊椎动物的数量往往减少。这一区域也被认为是一些动物（如菲律宾的小型哺乳动物）开始繁盛的地方，生态学家推测，这可能是由于蚂蚁的缺失。

2020年，在喜马拉雅山脉进行的一项研究表明，蚂蚁可能也在影响鸟类的分布。该研究发现，在低地森林中，食虫鸟类如雨燕和莺的数量非常少。当研究人员移除织叶蚁（Oecophylla smaragdina）并阻止它们爬树时，无脊椎动物如甲虫和飞蛾的数量大幅上升。这些昆虫是食虫鸟类的主要食物来源，研究人员据此推测，与蚂蚁的竞争可能是低地食虫鸟类数量稀少的原因。

印度科学研究所的另一研究小组分析了全球山地鸟类的海拔分布数据。在没有织工蚁的地区，食虫鸟类的物种多样性在低海拔达到顶峰，并随着海拔升高逐渐减少。然而在有织工蚁的地区，食虫鸟类的多样性高峰则出现在海拔约1000米的高度。研究表明，食果鸟类和食腐鸟类并没有这种现象，进一步验证了蚂蚁对食虫鸟类的影响假设。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、研究人员建立百岁老人的干细胞库以研究人类寿命

美国波士顿大学医学院和波士顿医学中心的研究人员创建了世界上最大的百岁老人及其后代的诱导多能干细胞（iPSC）库。多能干细胞具有无限生长的能力，能够分化为体内的任何细胞或组织类型，并能忠实地保留创造它们的个体遗传背景。

通过建立百岁老人干细胞库，研究人员希望解密这些人如何延缓或避免与年龄相关的疾病，并以此开发和验证相关治疗方法。这项研究提供了一种独特的资源，有助于更好地理解百岁老人保持健康的机制，并帮助其他人延长健康寿命。

研究人员收集了100多位百岁老人及其后代的外周血样本，同时获得了他们在抵抗残疾和认知障碍方面的数据。研究小组分析了基因表达在分子衰老时钟中的调控机制，以比较这些特殊受试者的生理年龄和实际年龄的差异。他们成功将分离出的外周血单核细胞重编程为高质量的iPSC细胞系，这些细胞系功能强大，具有多能性、基因组稳定性，并能够发育和分化为多种细胞类型。

此外，研究发现，百岁老人及其后代的生理年龄明显年轻，有些人的生理年龄与实际年龄相差多达20岁。

该研究发表在《衰老细胞》（Aging Cell）杂志上。

2、火星消失的大气层可能就隐藏在我们眼前

越来越多的证据表明，数十亿年前，火星表面可能有液态水流动。如果有水存在，那么必然有一个厚实的大气层防止水冻结。但在大约35亿年前，火星上的水干涸，富含二氧化碳的大气层迅速变薄，只剩下如今稀薄的火星大气。

火星的大气去了哪里？这个问题一直是火星46亿年历史中的核心谜团之一。

麻省理工学院的两位地质学家提出，答案可能藏在火星的黏土中。在《科学进展》（Science Advances）杂志发表的一篇论文中，他们推测火星上消失的大部分大气可能被锁在覆盖火星地壳的黏土中。

研究小组认为，当火星上存在水时，液态水可能穿过某些类型的岩石，并引发一系列缓慢的化学反应，逐渐将二氧化碳从大气中抽出，并转化为一种可以在火星黏土中储存数十亿年的碳形式。

研究人员还提出，火星上这种被隔离的二氧化碳未来可能被提取出来并转化为推进剂，为未来火星与地球之间的任务提供燃料。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、新研究揭示量子处理器可扩展性的路径

为了发挥其全部潜力，量子计算机需要数百万个量子比特（量子位）。然而，当量子信息处理系统扩展到多个量子位时，挑战就随之而来。即使是控制少量量子位也需要高度复杂的电子设备，而扩展复杂电路是其中的主要障碍。

在最近的理论研究中，由美国罗德岛大学领导的一个研究团队提出了一种模块化系统，用于扩展量子处理器。他们通过灵活的方式将量子位长距离连接，使其协同工作以执行量子操作。相较于传统计算机，在量子位之间进行这种纠缠操作的能力是量子计算增强能力的基础。这项新研究的论文已发表在《物理学评论X辑-量子》（PRX Quantum）杂志上。

使用半导体构建量子处理器从理论上看是将量子位扩展至更大规模的有力方法。研究人员指出，现有的半导体技术已为制造数十亿个微型晶体管奠定基础，可以进一步用来制造体积更小的量子位。此外，将量子位存储在电子和其他半导体粒子的内部自旋中，有助于保护量子信息免受丢失。

尽管在单一量子位阵列中增加更多自旋量子比特及其控制电路是个挑战，研究团队提出了通过纠缠自旋量子位并灵活调整频率的方案。这一灵活性为基于半导体的模块化量子处理系统开辟了新道路能够使用现今已能制造的小型量子位（模块）阵列来构建多量子位系统，并将它们与强大的远程纠缠链路连接起来。

2、南极洲的清洁空气谜题：科学家发现不寻常的气溶胶模式

德国莱布尼茨对流层研究所（TROPOS）利用海洋-大气平台对南极洲的研究表明，南极平流层的高浓度气溶胶可能与火山活动和暖空气入侵有关。这一发现对完善气候模型和理解区域气候变化至关重要。

初步研究结果已发表在《美国气象学会公报》（BAMS）上。

南极洲和南大洋是全球气候系统的重要组成部分。尽管过去一个世纪南极洲气候相对稳定，但近年来观测到了显著变化。

利用大气激光雷达的测量结果，研究人员了解到有多少粒子漂浮在南极洲的上空，以及漂浮在哪个高度。研究发现，南极洲对流层大多相对清洁。相比之下，研究小组在平流层观察到意想不到的大量粒子。

从激光雷达得到的光学特性清楚地表明这些气溶胶为硫酸盐气溶胶，这主要是由火山喷发引起的。这些气溶胶是自2023年1月以来在平流层观测到的，因此最有可能与2022年1月的汤加洪阿哈阿帕伊岛（Hunga Tonga-Hunga Ha'apai）火山喷发有关。

虽然在南极洲大气上层观测到的气溶胶比预期的要多，但低层被证明和假设的一样干净。连续的测量使团队能够“观察”云的生长。例如，在一层海洋气溶胶中观察到由冰晶和水滴组成的稳定混合相云，持续了10小时。（刘春）