想象一下,做家庭作业,迫使您让计算机运行半年。这就是韩国Pusan Natio的IBS气候物理中心的科学家团队
想象一下,做家庭作业,迫使您让计算机运行半年。
这就是韩国帕桑国立大学IBS气候物理中心的科学家团队,以回答科学最引人注目的问题之一:气候变化会影响人类的发展吗?
研究人员有一个名为Aleph的超级计算机。在IBS董事Alex Timmermann的带领下,该小组离开Aleph跑了六个月,完成了涵盖地球环境历史过去200万年的气候模拟。由此产生的500台数据足以填充数百个硬盘。
不过,值得一半的模拟,因为科学家提供了第一个明确的证据,表明气候变化影响了早期人类进化和人类属的物种形成。
一秒钟的4500万年努力
科学家们努力证明气候变化影响了人类的进化,因为我们缺乏发现人类化石的地区的气候数据。尽管缺乏数据,但与气候相关的迁移是一种无处不在的力量,大多数科学家都认为它在人类进化中发挥了作用。
具体而言,气候研究人员和进化生物学家怀疑温度,降雨和植被的变化(替代食品来源)将人类推向了非洲的原始栖息地以及欧洲和欧亚大陆。这些模式可能迫使我们的祖先成为全球流浪者和游牧民族。
由于最先进的超级计算机Aleph,这个想法已迈出了一步。阿尔菲(Aleph)以希伯来字母的第一个字母的名字命名,需要一秒钟才能完成我们任何一个人需要4,500万年左右的努力的计算。研究人员希望使用Aleph创建一个跨越200万年的气候模型,以确定气候变化和人类移民是否相关。
除了速度,任何计算机模拟的模型仅与收到的数据一样好。幸运的是,研究人员不乏高质量的考古和化石记录,他们可以喂给Aleph。与意大利的Napoli Federico II大学的研究人员合作,研究人员获得了考古和人类化石数据的汇编。该系列包括六个不同人类的3,245个数据条目:H。Habilis,H。Ergaster,H。Irectus,H。Heidelbergensis,H。Neanderthalensis和H. Sapiens。然后,研究人员从地球轨道偏心率的已知变化中提供了Aleph数据,这是对地球轨道与完美圆的偏离程度以及其摇摆和倾斜度的衡量。拥有这些知识的Aleph可以可靠地预测大型气候事件,例如冰川周期和冰河时代的发作。
Aleph对数据进行了处理,以创建一个高度准确的气候模型,跨越了200万年。Timmerman和他的团队可以看一下《时代》和《人类居住的地方》中计算机模拟中气候的样子。从这些数据中,他们为六种人类中的每一个创建了栖息地适合性模型。例如,通过将我们物种的气候生态位与其他五个人类物种的气候生态位进行比较,该团队确定H. Sapiens是应对干燥条件的最佳配方。当我们跨大洲寻找完美的栖息地时,这种适应性可能使我们有了一个优势。一旦研究人员对每种物种喜欢哪种栖息地有了更好的了解,他们就可以看到这些栖息地在200万年中是否在地理上发生变化。人类遵循适当的气候
研究人员可以通过模拟及时快速前进,从而为每个物种创建潜在栖息地的不变地图。然后,他们可以查看它们是否与气候变化相关。研究人员使用随机选择的化石组进行了许多分析。如果人类不受气候影响,每个分析应显示相似的栖息地分布。对于三种人类(H. Sapiens,H。Neanderthalensis和H. Heidelbergensis),研究人员发现气候变化与人口位置之间存在显着关系。特别是,该模型显示了南部非洲的两个明显的气候压力时期,大约在40亿年前。这个时间范围与南部非洲的化石记录中没有物种和智人的出现有关,这与海德伯尔替斯氏菌逐渐演变为萨皮恩斯的假设是一致的。大约2100,000年前的另一个时期的气候压力可能给剩余的智慧h。带来了更大的压力,导致进一步的分散和遗传多样化。在新闻稿中,蒂莫尔曼说:“这一结果暗示至少在过去的50万年前,是在过去的50万年中,过去气候变化的真实序列,包括冰川周期,在确定不同的人类群体居住的地方以及发现它们的遗体的位置中起着核心作用。”
气候变化影响人类的形成和灭绝
接下来,研究人员想知道在他们称为接触区域的空间和时间中,适合不同人类物种的合适栖息地。如果栖息地重叠,不同的人可能会互动和竞争,从而告知物种继承。从他们的接触区分析中,研究人员创建了一棵人类的家谱,表明尼安德特人(H. Neanderthalensis)从H. Heidelbergensis的欧亚进化枝进化于500,000至40万年前,而我们的物种H. Sapiens来自非洲人口大约30万年前的H. Heidelbergensis。这些树与遗传和化石数据得出的类似估计相匹配,补充了现有的证据,这些证据支持H. Heidelbergensis的H. Sapiens的演变。随着早期人类物种成为全球流浪者,他们需要获得新的技能,这进一步增强了新技能,这进一步增强他们扩大地理范围的能力。研究人员建议这种积极的反馈助长了生物学或文化转移,使该物种能够适应更广泛的气候信封,并最终朝向萨皮恩斯和尼安德特人h. sapiens和H. Neanderthalensis介绍,两者均具有比海德伯尔替氏菌的大脑更大。这将大脑规模的长期积极趋势与非洲过去的气候变化联系起来,从而增强了气候变化不仅在我们物种的地理位置中,而且在我们的智力发展中发挥的作用。
当与其他研究表明H. sapiens是唯一的气候生态位仍在扩展到分析期结束时的物种时,研究人员表明,适应气候变化的能力在我们物种的辐射中发挥了无疑的作用。气候变化 – 听起来很熟悉吗?
气候变化可以塑造地球上生命的演变,但是现代人类表现出胜过气候并在不荒地的地方制造房屋的能力,从拉斯维加斯的沙漠到西伯利亚的苔原。这些分析和其他研究表明,气候变化撰写了我们物种的演变,清楚地表明了其关于人类灭绝和物种形成的指纹。尽管我们适应气候的能力在我们的持久性中发挥了关键作用,但我们现在正在加快气候转变,这些变化可能注定了我们最亲近的灭绝。
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