2005年5月20日 美国《科学》周刊308卷 第5725期 提要。参考SCIENCE CHINA,如有出入,以原文为准。
专题部分:苏门答腊-安达曼大地震的启示
2004年12月26日爆发的苏门答腊-安达曼大地震及其引发的海啸,造成了几十万人死亡。本期专题论文指出,这次地震极为复杂,开始缓慢,随后爆发,最后逐渐减弱。Roger Bilham在一篇观点文章中总结了研究发现,指出该地震是对许多新技术灵敏度和范围的首次检验。这次地震是有记录以来的第二大地震,死亡人数居第三位。释放的能量相当于1000亿吨炸弹,或接近全美国6个月所用的能量。Bilham说,尽管过去200年中该地区曾发生过几次破坏性地震,有的也产生了海啸,但无人能预测去年12月地震的强度和复杂性。他指出,如果断层北部运动不是缓慢的,该地震很可能在沿整个1400公里的断层产生海啸,造成更大破坏。
专题介绍:Learning from Natural Disasters, Brooks Hanson
观点:A Flying Start, Then a Slow Slip, Roger Bilham
重建地震爆发
专题部分有两项重建苏门答腊-安达曼大地震的研究。Charles Ammon和同事分析了世界各地地震仪记录的P波(从震中向外传播最快的地震波)。他们发现,断层破裂缓慢开始,最初40到60秒内为小滑动和慢破裂。之后4分钟内,破裂加速至每秒3公里,然后保持平均每秒2.5公里达6分钟。爆发期后,断层北部滑动减慢,7到20米的位移用了约30分钟。Jeffrey Park和同事指出,慢滑动产生了周期极长的地震波,几周后仍可测到。他们的计算表明,慢滑动释放的能量约占地震总能量的三分之一。
研究文章:Rupture Process of the 2004 Sumatra-Andaman Earthquake, Charles J. Ammon, et al.
研究文章:Earth's Free Oscillations Excited by the 26 December 2004 Sumatra-Andaman Earthquake, Jeffrey Park, et al.
从太空观察地震
苏门答腊-安达曼大地震引起了全球定位系统(GPS)站的显著运动,最远波及距震中4500公里以外的地方,使研究人员能用GPS测量估计断层破裂进展及释放的能量。独立于直接地震测量的结果显示,沿整个破裂长度发生了平均5米以上的滑动,且相当一部分能量在地震开始1小时后释放,即整个断层破裂之后。Paramesh Banerjee和同事指出,破裂东部的GPS站向西运动,西部的站向东运动,与地震的冲断运动一致。
科学特快报告:The Size and Duration of the Sumatra-Andaman Earthquake from Far-Field Static Offsets, Paramesh Banerjee, Fred F. Pollitz, and Roland Bürgmann
具有患者特异性的胚胎干细胞
科学家首次分离出专门与患者核DNA匹配的人类胚胎干细胞系,这些患者是不同年龄和性别的脊髓损伤病人。这些细胞系使科学家朝着用移植健康细胞取代被疾病(如帕金森症和糖尿病)损坏的细胞的目标迈近一步。这11个新的人类干细胞系均用同一方法产生:首先除去捐献卵母细胞的核,然后将患者的非生殖细胞核遗传物质引入卵母细胞。让带有患者遗传物质的卵母细胞生长到胚泡期,然后从胚泡内部细胞质中提取干细胞。文章作者说,在实验室培养中,这些干细胞系表现出与患者细胞的免疫相容性。卵母细胞捐献者是无报酬志愿者,均签署知情同意书。研究人员强调,在患者特异性干细胞临床应用前,还需解决一系列问题。例如,用患者遗传物质产生的干细胞系可能带有疾病特征,因此不太可能直接用于治疗疾病。一篇相关研究评述的作者讨论了捐献卵母细胞的国际监督和道德问题,以及提倡对干细胞研究结果的现实预期。
科学特快报告:Patient-Specific Embryonic Stem Cells Derived from Human SCNT Blastocysts, Woo Suk Hwang, et al.
科学特快研究评述:Issues in Oocyte Donation for Stem Cell Research, David Magnus and Mildred K. Cho
向社会宣传科学
本期“政策论坛”作者提出:向社会宣传科学的愿望是否反而增加了事实与虚构之间的困惑?Helga Nowotny指出,社会对科学有不同理解,科学界应更好认识这一点。为了让公众信服支持科学、技术和创新的必要性,宣传多侧重于介绍美好、迷人的东西以及对科学和技术的热情。今后需更多努力解释研究实际如何进行,同时研究过程应更好纳入社会预期。
科学与社会短文:High- and Low-Cost Realities for Science and Society, Helga Nowotny
量子层次的光和物质控制
在一项新研究中,科学家用量子点(纳米尺度电磁辐射器)和光子晶体中的纳米尺度腔,展示了量子层次的光和物质控制。一篇相关研究评述作者说,这项结合多个量子相互作用的工作,是朝实现固体量子计算机迈出的重要一步。Antonio Badolato和同事采用三步过程:首先确定感兴趣的量子点,测出其激发谱;然后用该量子点本身作为注册标记,针对其激发谱制造二维光子晶体腔,置于相对量子点近最优位置;最后用一系列侵蚀步骤精密调节,优化量子点与光子晶体腔之间的耦合。
报告:Deterministic Coupling of Single Quantum Dots to Single Nanocavity Modes, Antonio Badolato, et al.
研究评述:Control at the Quantum Level, Thomas F. Krauss