近日，《科学》杂志公布了其编辑团队评选出的2024年十大科学突破，包括1项科学突破冠军奖和9项科学突破入围者。 列表如下。
肥胖与对手相遇
***stephan schmitz/folioart
肥胖既是一场个人斗争，也是一场公共卫生危机。 在美国，大约70%的成年人受到超重的影响，而在欧洲，这个数字超过一半。 当体重指数为 30 或以上时，肥胖被定义为肥胖，肥胖可能是 2 型糖尿病、心脏病、关节炎、脂肪肝和某些癌症的原因。
然而，令人遗憾的是，一直没有办法找到安全有效的药物。 但现在，一类新的**是降低肥胖和相关慢性病发病率的有前途的方法。
这些药物模仿一种叫做胰高血糖素样肽-1（GLP-1）的肠道促胰液素，它们正在以令人兴奋和不安的方式重塑医学、流行文化，甚至世界。 这些 GLP-1 受体激动剂最初是为糖尿病开发的，可导致显着的体重减轻**，**大部分是可控的。 今年，临床试验发现，它们还可以减轻心力衰竭的症状以及心脏病发作和中风的风险，这是迄今为止最令人信服的证据，表明这些药物除了**之外还有其他重要的好处。
由于这些原因，《科学》杂志授予GLP-1药物年度突破性冠军奖。
让地球减速的碳泵
威德尔海的咸水有助于推动南大洋的深层环流。 然而，来自南极洲的融水似乎正在减慢水流。 **a.trayler-smith/greenpeace/panos/redux
如果世界的海洋有一颗心脏，那就是在南大洋。 在南极洲海岸附近，咸咸的地表水直接沉入海底。 下沉的水从大气中吸收热量、氧气和二氧化碳，并将它们隔离在深渊中，在那里水慢慢向北扩散。 它是全球翻转环流的主要组成部分之一，全球翻转环流是一个连接世界所有海洋的巨大环流，并帮助它们捕获人类每年碳排放量的1 3%。 许多研究人员认为，这种碳泵在激增或减慢时会加剧气候变化。
今年，几项研究表明，碳泵处于极端危险之中。 第一个令人不安的迹象出现在几年前，当时深海ARGO机器人自主漫游到4000米深处，发现南极底部的水域正在变暖和萎缩，这两者都表明洋流正在减慢，并允许上层的温暖海水入侵。
更直接的证据来自三月份发表在《通信地球与环境》杂志上的一项研究，其中美国研究人员将该地区历史船舶测量的记录输入到气候模型中，该模型显示，自70年代以来，环流已经放缓了20%。 今年5月，由澳大利亚科学家领导的一项研究发表在《自然气候变化》杂志上，该研究表明，从2024年到2024年，深海洋流减缓了近30%。
目前还不太确定为什么会发生这种放缓，人类在多大程度上推动了它，以及它将如何影响气候。 南极冰盖融化导致的淡水增加可能是一个主要原因，而随着全球变暖的持续，带有碳泵的冰川融化肯定会加剧。
寻找天然氢气的热潮
美国北卡罗来纳州海岸的激光雷达地图显示，一个一公里宽的圆形洼地可能存在氢气泄漏。 **viachesl** zgonnik
2024年，美国第一口油井的开挖，开启了美国的石油热潮，改变了世界。 今年，世界又迎来了一次能源热潮，这一次是基于地球内部天然存在的氢气。 与石油不同，天然氢气是气候的“滋补品”，而不是“毒素”。
2024年，在西非国家马里的一个小镇，工程师拆除了一个水泥密封的井眼，2024年，一个烟头被引爆。 它排放的气体是 98% 的氢气。 井中的氢气用于发电，为村庄提供了第一笔电力，该过程仅产生水作为“废物”。 奇怪的是，经过10年的开采，井内的气体压力并没有降低，这表明存在深层资源补充氢气。
受到这一发现的启发，探险家们现在在除南极洲以外的每个大陆上都发现了大量氢沉积的迹象。 9月，美国地质调查局（USGS）在雪佛龙和英国石油公司的支持下成立了一个研究联盟，美国能源高级研究计划署启动了一项2000万美元的天然氢研发计划。
美国地质调查局（USGS）一项未发表的研究表明，地球上可能有1万亿吨氢气，足以满足未来数千年对燃料和化肥日益增长的需求。
AI天气预报员来了
基于40年的天气数据和模型训练，人工智能现在可以以惊人的精度**飓风的路径。 **alex gerst/nasa
自从现代计算机问世以来，它一直被用于天气。 尽管数值天气预报变得更加复杂，现在可以提前几周可靠地进行预报，但它们使用与以前相同的方法：使用大量计算能力来求解控制大气的流体动力学方程。
2023 年，人工智能已经开始改变这一点。 包括谷歌、华为和英伟达在内的科技公司已经训练了人工智能模型，可以提前 10 天提前预测天气，其准确性可与传统模型相媲美，甚至超过传统模型，并且计算负担要小得多。
这些“深习”模型不是求解方程，而是基于过去40年的天气数据训练的模型，这些模型来自世界领先的天气预报机构欧洲中期天气预报中心的数值模型。
经过训练后，这些模型可以在不到 1 分钟的时间内在台式计算机上制作，而不是在超级计算机上运行 2 小时。
研究人员预计，当人工智能天气预报员开始从传感器收集的直接天气数据中学习习时，这项技术将进一步发展，而不仅仅是从现有模型中获得习数据。
抗击疟疾的新希望
肯尼亚基利菲地区医院妇幼病房的许多儿童都出现了疟疾症状。 该市正在进行新的R21疫苗的临床试验。 **luis tato/eyevine/redux
今年，在利用疫苗抗击疟疾方面取得了两项令人鼓舞的进展。 对世界上第一种疟疾疫苗Mosquirix的大规模评估表明，它大大降低了受该疾病影响最大的幼儿的死亡率，仅在撒哈拉以南非洲地区，每年就有近47万名幼儿死亡。 今年，世界卫生组织（WHO）还批准了第二种疟疾疫苗R21 Matrixm。 它的设计与Mosquirix相似，但成本更低，产量更高。 它应该有助于填补疟疾疫苗供需之间的巨大缺口，每年有可能防止数万名儿童死亡。
2019 年，Mosquirix 启动了一项为期多年的试点研究，为加纳、肯尼亚和马拉维的近 200 万婴幼儿接种了疫苗。 初步结果表明，该疫苗可将重症疟疾的发病率降低22%。 接种疫苗地区的疫苗接种年龄段的儿童死亡率（不包括事故）比未接种疫苗地区的儿童死亡率低 13%，这表明即使这种疫苗不完美，它也可以挽救生命。 但从现在到2024年，生产该疫苗的英国葛兰素史克公司将只能生产1800万剂疫苗，只能为450万儿童接种疫苗，而疟疾流行地区每年有4000万儿童出生。
R21可以帮助填补这一空白。 该疫苗由英国牛津大学开发，并由主要疫苗制造商印度血清研究所授权使用。 该公司表示，它每年可以生产 1 亿剂，每剂 2 美元到 4 美元不等**，不到 Mosquirix 的一半。 今年9月公布了涉及四个国家的4,800名儿童的3期R21试验数据。 结果显示，在接种疫苗的前18个月，该疫苗至少与Mosquirix一样有效，并且可能更有效。 世界卫生组织表示，R21预计将在2024年年中广泛使用。
未完待续，下一集会更精彩！
完**：中国科学报。
作者：文乐。
评论：龚子墨。
专注于“科学力量”是您今天做出的最佳决定！