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2016年度最受公众关注的地球科学十大论文

2020-01-29 11:134370地质矿业信息交流平台

“2016全球最受公众关注的科学成果”日前由中科院科技战略咨询研究院战略情报研究所公布。该报告通过计量统计,遴选出天文学与天体物理、物理学、化学、地球科学、生命科学这5个学科中受到科技界热切关注的科学成果,以及中国研究者参与的每个学科TOP30受公众关注的科学成果。

报告数据选取自2016年基于自然指数(Nature Index)遴选的68种优质期刊的论文,并在此基础上,利用Altmetrics指标(截至2017年3月17日)进一步筛选出2016年度每个学科中最受关注的十大热点论文。Altmetrics是对传统引文指标的补充计量指标,与传统的引文分析相比更具即时性。其通过利用主流媒体报道、F1000论文评选、维基百科及公共政策文件的引用以及研究博客、社交网络讨论等互联网量化数据分析,提供有关期刊论文和其他学术成果在世界各地探讨和应用情况的信息,目前已被应用于《自然》《科学》《柳叶刀》等期刊网站和机构数据库。

报告还列出了中国与美国、英国、德国、日本和法国等5个科技强国排名Altmetrics前30论文的总量(5个学科)。可以看出,中国参与Altmetrics排名前30论文的总量比5个科技强国少,但以中国作者为通讯作者的排名前30论文的数量略微高于日本、法国。

在地球科学领域,位居最受关注的十大热点论文榜首的是“科学家首次发现琥珀中保存完好的恐龙尾化石”。其他9项成果分别是:

“现有温室气体排放量不变的情况下南极冰川融化将导致灾难后果”

“格陵兰鲨被发现是地球上寿命最长的脊椎动物”

“科学家发现南极上方臭氧层空洞开始减小的确凿证据”

“叠层石化石证明地球上生命的历史可追溯到37亿年前”

“世界荒野面积正在发生灾难性下降”

“恐龙在小行星撞击地球之前已处于危机之中”

“怪异远古生物‘塔利怪物’被确定为掠食性脊椎动物”

“化石发现为弗洛瑞斯人的进化起源提供了新的证据”

“全球猎豹数量急剧下降面临灭绝危险”

1.科学家首次发现琥珀中保存完好的恐龙尾化石

论文标题:A Feathered Dinosaur Tail with Primitive Plumage Trapped in Mid-Cretaceous Amber

期刊:Current Biology

DOI:10.1016/j.cub.2016.10.008

Altmetrics指数:4032.126

中国地质大学(北京)的邢立达博士与加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆的瑞安·麦凯勒(Ryan C. McKellar)教授共同领衔的一项研究首次在琥珀中发现保存完好的覆盖着羽毛的非鸟恐龙尾化石。该恐龙标本是一条长约3.85厘米、长满毛的尾巴。

之前几乎所有已发现的羽毛恐龙化石和中生代鸟骨架,都是扁平化的或只有2D结构,掩盖了一些重要的解剖特征。新标本首次显示了中生代恐龙/鸟的3D羽毛结构,证实了发育生物学家关于现代羽毛的一些细节特征,如羽枝和羽小枝的认识。

由于该化石标本的年龄已近1亿年,远远超过了DNA的半衰期,现有技术下,不太可能获得有价值的用于恐龙克隆的DNA片段。

2.现有温室气体排放量不变的情况下南极冰川融化将导致灾难后果

论文标题:Contribution of Antarctica to past and future sea-level rise

DOI:10.1038/nature17145

期刊:Nature

Altmetrics指数:2773

美国马萨诸塞大学和宾夕法尼亚州立大学的科学家在Nature上发表文章揭示了人类CO2排放对南极冰川消融及海平面变化的定量影响。

研究人员利用冰川和气候动力耦合模式,模拟过去几百万年以来的海平面高度变化,并预测未来的海平面变化。结果显示,在温室气体排放量不变的情况下,到2100年南极冰川损失可能造成海平面上升超过1米,到2500年超过15米,将在未来对沿海地区造成重大威胁,导致的海洋增暖将经历几千年才能恢复。

结果还显示,如果能实现2015年巴黎气候大会上设定的最具雄心的目标,南极冰盖将基本保持完好,避免灾难性后果。该成果是对人类活动导致全球海平面升高程度的新认识,对相关研究及人类应对策略的制定都有重要意义。

3.格陵兰鲨被发现是地球上寿命最长的脊椎动物

论文标题:Eye lens radiocarbon reveals centuries of longevity in the Greenland shark (Somniosus microcephalus)

DOI:10.1126/science.aaf1703

期刊:Science

Altmetrics指数:2347

来自丹麦哥本哈根大学等国际科学机构的科学家发现生活在北极地区的格陵兰鲨的寿命可长达数世纪,是地球上寿命最长的脊椎动物。

由于格陵兰鲨眼部晶状体由特殊的蛋白质组成,新陈代谢极其缓慢,幼年时期在体内合成后便不再更新。据此,科学家利用放射性碳原子年代断定技术,对当地渔民无意中捕获的28头雌性格陵兰鲨的眼晶状体进行了分析。

研究显示,格陵兰鲨的平均年龄大约为272岁,最高年龄接近400岁。该研究拓宽了人们对于脊椎动物寿命预期的范围。

4.科学家发现南极上方臭氧层空洞开始减小的确凿证据

论文标题:Emergence of healing in the Antarctic ozone layer

DOI:10.1126/science.aae0061

期刊:Science

Altmetrics指数:2252

美国麻省理工大学的科学家发现,南极上方的臭氧层空洞在持续了几十年后已开始减小。研究人员通过综合分析卫星、地面观测设施、观测气球等数据,发现2015年9月南极上空的臭氧空洞比2000年9月时缩小了400万平方公里。

研究还发现了臭氧柱量的定期、季节性增加。近些年已经有不少研究发现南极臭氧层修复的迹象。虽然自从约2005年以来的火山爆发延迟了臭氧洞的愈合,并导致了臭氧层变化的年际变异,但这项最新研究结果发现了南极臭氧层“愈合”的数个一致性的信号,再次有力地证实了南极臭氧空洞缩小的现象。

该研究说明人类社会禁止排放氯氟烃的多年努力收到了成效,体现了人类活动对环境产生的巨大影响。

5.叠层石化石证明地球上生命的历史可追溯到37亿年前

论文标题:Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures

DOI:10.1038/nature19355

期刊:Nature

Altmetrics指数:2137

澳大利亚科学家发现在格陵兰岛冰盖边缘的全球最古老的沉积岩中发现了一些叠层石化石,其历史可追溯到37亿年前,比目前地球上最早的生命化石还要早2.2亿年。

叠层石一般由原核生物产生的有机物沉积形成,是存在古老的水生细菌群落的证据。该叠层石的化学特性、沉积构造和所含矿物组成等多种证据表明其是由活有机体形成。

此前有关基因分子钟的研究认为,地球生命起源时间是40多亿年前,新发现在某种程度上证实了这一点,为其提供了化石证据。该发现是地球演化历史研究中的一项重要科学发现,也为寻找地外生命提供很大启发。

6.世界荒野面积正在发生灾难性下降

论文标题:Catastrophic Declines in Wilderness Areas Undermine Global Environment Targets

DOI:10.1016/j.cub.2016.08.049

期刊:Current Biology

Altmetrics指数:2072

澳大利亚昆士兰大学等机构的科学家发现,在过去的20年里世界各地的荒野面积出现了灾难性的下降。

研究人员绘制并比较了20世纪90年代初与当前的全球荒野地图,结果显示,全球共3010万平方公里的面积现在仍然是荒野,主要位于北美洲、亚洲北部、北非和澳大利亚大陆。目前荒野面积比20世纪90年代减少了约十分之一,荒野的消失主要发生在南美洲和非洲。

专家认为,尽管荒野地区为濒临灭绝的多种生物提供了栖息地,是当地气候的缓冲和调节器,而且是世界上许多政治和经济上被边缘化的群体(原始部落)的栖息地,但是在联合国以及其它国家和组织的主要环境政策中完全被忽视了。

该研究结果表明,迫切需要制定国际政策,认识到荒野地区价值,并在10到20年的紧迫时间内解决它们面临的前所未有的威胁。

7.恐龙在小行星撞击地球之前已处于危机之中

论文标题:Dinosaurs in decline tens of millions of years before their final extinction

DOI:10.1073/pnas.1521478113

期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Altmetrics指数:1998

英国雷丁大学和布里斯托尔大学的研究显示,在6600万年前小行星撞击地球导致恐龙灭绝之前,恐龙数量就已经逐渐减少达5000万年之久。

研究人员通过恐龙系谱图和化石记录的比较分析发现,恐龙群体并非一直健康地存活至小行星碰撞事件,而是在碰撞之前2400万年达到临界点,此后恐龙物种灭绝速度快于新物种的出现,因此总体来讲恐龙的多样性较少。

研究同时发现在小行星碰撞地球之前哺乳动物出现了物种多样化发展,可能意味着伴随恐龙数量的逐渐减少,其它物种获得了生存空间。该研究对恐龙灭绝的原因提出了新的证据与解释,有助于从单因素转移到多因素角度研究演化和灭绝事件。

8.怪异远古生物“塔利怪物”被确定为掠食性脊椎动物

论文标题:The Tully monster is a vertebrate

DOI:10.1038/nature16992

期刊:NATURE

Altmetrics指数:1959.428

生活在3亿年前、具有奇特形状的怪异远古生物“塔利怪物”化石于1958年首次被发现。它的奇特结构令科学家们迷惑不解,科学家一度认为它属于软体生物。美国耶鲁大学的古生物学家利用同步元素绘图法等新型分析方法,通过绘制化石标本中的化学成分呈现出它的物理特征,发现该生物具有一个初级进化的脊椎,叫做脊索,以及鱼鳃。说明这种海洋生物是一种近似七鳃鳗的掠食性脊椎动物。该研究解决了困扰科学家多年的谜题,为这种神秘怪异的远古生物在生命族谱上找到了合适的位置。

9. 化石发现为弗洛瑞斯人的进化起源提供了新的证据

论文标题:Homo floresiensis-like fossils from the early Middle Pleistocene of Flores

DOI:10.1038/nature17999

期刊:NATURE

Altmetrics指数:1887.408

科学家关于弗洛瑞斯人的进化起源问题一直进行着激烈的辩论。

弗洛瑞斯人是一个身材矮小的古人类物种,之前已知仅分布于印度尼西亚西弗洛瑞斯岛的梁布亚洞穴中,大约消失于5万年前。澳大利亚、日本和印尼科学家分析了在中弗洛瑞斯岛一个中更新世早期遗址出土的古人类化石。这些化石可追溯至大约70万年前,是迄今来自弗洛瑞斯岛最古老的古人类遗骸。

化石证据倾向于支持弗洛瑞斯人是早期亚洲直立人的一个矮小祖先的观点。该研究表明弗洛瑞斯岛的古人类在一个更早的时期已经具备了弗洛瑞斯人特有的极小体型和其他形态特征,为揭示弗洛瑞斯人的进化起源谜团提供了新的证据。

10.全球猎豹数量急剧下降面临灭绝危险

论文标题:The global decline of cheetah Acinonyx jubatus and what it means for conservation

DOI:10.1073/pnas.1611122114

期刊:PNAS

Altmetrics指数:1859.7

英国伦敦动物学会的研究报告了陆地上跑得最快的动物——猎豹在全球仅剩约7100只,正迅速接近灭绝的边缘。

研究人员指出,从总体上看,全球猎豹数量趋于下降,它们的活动区域也只占历史活动区域的9%。其中,亚洲猎豹受影响最大,目前只有伊朗剩下不到50只,津巴布韦的猎豹也在过去16年里从1200只降至最多170只。

由于猎豹生活隐秘,很难收集到它们的确凿信息,导致其困境被忽视。加上猎豹对生活空间需求巨大,意味着它可能比此前认为的更容易面临灭绝危险。鉴于猎豹数量大幅下降,研究人员呼吁,国际自然保护联合会在其濒危物种红色名录上应把猎豹从“易危”升级至“濒危”。

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