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地球磁場倒轉到底多快?洞穴石筍古地磁紀錄大解密

PanSci_96
・2018/08/22 ・2875字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 579 ・九年級
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  • 首圖說明:(A)利用華南石筍重建介於九萬八千到九萬六千年前的一個歷時兩千兩百年典型周氏震盪週期。地磁極從正向(現今地磁的南北方向)僅需 86-202 年之間,就快速倒轉到反向,隨後馬上反彈到中緯度區域;再歷經兩千年,才慢慢轉回高緯度的原正向位置。(B)計算出來的九萬八千年的地磁極快速倒轉飄移路徑,大約自現在磁北極的位置,向南漂移百年後,倒轉到接近南極的地點。

首次揭露地磁的「周氏震盪」以及百年倒轉事件

地球磁場阻擋著太陽風對地球的吹襲,保護地球上的生靈與萬物。根據科學研究發現,在過去一百五十年地磁場已經減少了百分之十到十五,若再持續削落,未來將有發生地磁倒轉的可能,造成磁爆,太陽風直接侵襲地球,將會對衛星通訊及自然生態,造成無法估計的損害。但地球磁場倒轉究竟會有多快?過程又是如何變化?從兩千年前人類發現地球具有磁性以來,直至今日這些問題依舊成謎。

地球磁場像一面隱形盾牌,阻擋太陽風對地球的直接侵襲。 圖/台灣大學提供

本論文的通訊作者,臺灣大學地質系沈川洲特聘教授,領導團隊測量華南地區洞穴石筍的超微量地磁訊號,並結合全球領先的精準鈾釷定年關鍵技術,成功重建解析度精準至僅幾十年,發生在十萬年前,歷時一萬六千年的珍貴地磁紀錄。

研究中最驚人的發現是,在九萬八千年前,地磁極最快可以在一百年內發生一次倒轉。

團隊同時發現,在地球磁場非常微弱的十萬年前,地磁極呈數百年到幾千年不等的特殊重現性不對稱南北飄移,稱之為周氏震盪。本研究首次揭露的周氏震盪以及百年倒轉事件,完全顛覆了過去對地球磁場的認知,是獨步全球的研究成果。這個重大發現,已在 8 月 20 日於國際頂尖期刊「美國國家科學院院刊」 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》發表。

地球磁場的重要角色:保護地球生物及電子通訊

地球磁場已存在幾十億年,可將太陽風與帶電宇宙射線粒子偏轉遠離地球,像一面隱形盾牌保護大氣層免於在高速帶電粒子撞擊下而消失,同時也阻隔生物受到有害的宇宙射線影響,是維持地球生物蓬勃發展的關鍵因素。

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假如將來發生了地球磁極快速倒轉的現象,磁北極先從北半球高緯度地區飄向低緯度,然後再飄往南半球高緯度地區;過程中,當磁極處於低緯度時,從太陽輻射出的高速帶電粒子流,將直接侵襲地球,破壞衛星、航空、通訊與電力系統,可能導致網路癱瘓,全球股市與金融的失序,對於現代文明,將是一大衝擊。至於候鳥、鮭魚等許多具有感應磁場能力的生物,可能會辨識錯亂,進而改變局部生態;大氣結構與水文氣候也將可能會有所改變。

突破的關鍵:帶磁的石筍與精確定年技術

研究人員進行洞穴探勘。 圖/台灣大學提供

1920 年代,科學家第一次在岩石中發現地磁倒轉事件。經過百年研究以來,大家已經都知道在過去地球歷史中,地球磁場會飄移,也會倒轉;但飄移的細微過程,以及地磁極倒轉的速度到底有多快,一直是科學界最艱鉅、難以回答的問題之一。其根本原因在於研究材料本身的限制與高解析定年的困難。

沈教授指出,火成岩、沉積岩與湖泊/海洋沉積物,是過去兩個世紀以來一直被廣泛利用來了解地磁紀錄與反轉事件時間的研究對象。火成岩具有強磁性且可以準確定年,但很難有連續紀錄。沉積岩與湖泊/海洋沉積物中含有的磁性礦物可以告訴我們連續的古地磁紀錄,但是高解析的定年則較為困難,而且沉積物總是容易被攪動混合,很難取得細緻的古地磁變化紀錄。

洞穴石筍可以被精確定年,生長時磁性礦物嵌埋在石筍中不被擾動,是提供連續原始古地磁紀錄的理想材料。雖然石筍在 1979 年第一次被用於古地磁研究,但由於石筍的成份幾乎全是碳酸鹽類,即使有磁性礦物存在,其含量還是非常少,古地磁訊號微弱,大概僅有相同體積火成岩中百萬分之一的強度,所以極難被測量。縱使重建了古地磁紀錄,解析度都很粗糙;於是往後的三十年,石筍很少再被應用於古地磁研究。

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為了尋找含有足夠磁性礦物的洞穴石筍,研究團隊踏遍世界五大洲,終於在中國貴州找到。 圖/台灣大學提供

近年來,由於定年技術的躍進以及磁學儀器測量靈敏度的不斷提升,在 2012 年後,石筍又再次被應用於古地磁研究。縱使如此,但仍碰上關鍵瓶頸──含有足夠磁性礦物的石筍非常稀少,合適的研究材料猶如大海撈針,難以尋得。

沈教授表示,能夠完成不可能的任務,獲得突破性的成果,實屬不易。他自 2001 年返國服務,就有這個科學目標;在過去十幾年間,他帶領兩岸科學家,遍尋各大洲,以及中國大陸叢山峻嶺。團隊從找到具有磁性的石筍到成果發表,總共花了八年時間。

與沈教授長期合作的福建師範大學姜修洋教授,自 2010 年開始對華南貴州進行系統性調查,次年 11 月第三次探勘三星洞時,終於採到了含有磁鐵礦、長一公尺、直徑約八公分的石筍標本。

沈川洲教授與第一作者周祐民教授在野外合影。 圖/台灣大學提供

第一作者南方科技大學海洋科學與工程系周祐民助理教授,2012 臺大博士班畢業,自 2014 年起以博士後研究員身分,加入沈教授的研究室,使用臺大地質系領先世界的鈾釷定年技術,還有北京中科院的低溫超導測磁儀,進行實驗。本研究還與新竹國家同步輻射研究中心合作,利用高解析電子顯微鏡,鑑定石筍中磁性礦物。所有分析工作,前前後後共花了四年時間;最後取得 180 個古地磁資料以及 70 個定年點,成功重建了發生在十萬年前,具有史無前例的數十年精緻解析度,前後共一萬六千年的珍貴地磁紀錄。

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獨步全球的研究成果:周氐震盪與百年地磁倒轉

研究發現,在十萬年前地球磁場很弱而且非常不穩定,石筍資料顯示出不斷重複發生、相似性極高的不對稱性地磁極南北飄移模式與週期。這種特殊的周氏震盪模式,地磁極首先從正向(現今地磁的南北方向)經一百到幾百年,就快速倒轉到反向,隨後馬上反彈,但並非轉回完全正向,而是先轉回到中低緯度區域,然後再歷經數百年到數千年才慢慢轉回高緯度的原正向位置。這種周氏震盪現象,其發生機制目前尚不清楚,但團隊相信應該與地球內部動力產生地球磁場的驅動作用有關。

研究中更驚人的發現是在九萬八千年前,地磁極僅需 86-202 年,即可以從正向(現今地球磁場的南北方向),快速地完全倒轉到反向。過去科學界普遍認為,磁極完全倒轉應該至少需要一千年;但此革新的研究告訴我們,磁極可能在百年內倒轉,遠比過去所估計的速度還快上 10 倍。

全文請參閱 8 月 20 日「美國國家科學院院刊」 《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》: August 2018, 201720404; DOI: 10.1073/pnas.1720404115. Multidecadally resolved polarity oscillations during a geomagnetic excursion

資助單位與研究團隊:

這項重大科學成果是由科技部卓越領航計畫、教育部深耕計畫、臺大前瞻領航計畫、與永續地球尖端科學研究中心共同資助,臺灣大學地質科學系沈川洲特聘教授領導完成,主要合作單位包含南方科技大學、國家同步輻射中心、福州師範大學、健行科技大學、中科院地質所與澳洲國立大學等等。

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  • 本文編修自台灣大學新聞稿,原標題為〈地球磁場倒轉到底有多快?洞穴石筍古地磁紀錄大解密──臺灣大學研究團隊成果榮登《PNAS 美國國家科學院院刊》〉
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從認證到實踐:以智慧綠建築三大標章邁向淨零
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/11/15 ・4487字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 建研所 委託,泛科學企劃執行。 


當你走進一棟建築,是否能感受到它對環境的友善?或許不是每個人都意識到,但現今建築不只提供我們居住和工作的空間,更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生,正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題,確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染,同時提升我們的生活品質。然而,要成為綠建築並非易事,每一棟建築都需要通過層層關卡,才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境,政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立,旨在透過標準化的建築評估系統,鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時,為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法,自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止,已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品,涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築,不僅提升建築物的整體性能,也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

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說這麼多,你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程,要經歷哪些標準與挑戰?

綠建築標章智慧建築標章綠建材標章
來源:內政部建築研究所

第一招:依循 EEWH 標準,打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源,是綠建築(green building)的核心理念,但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單,而是涵蓋建築物的整個生命週期,也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內,都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準,讓我們先回到 1990 年,當時英國建築研究機構(BRE)首次發布有關「建築研究發展環境評估工具(Building Research Establishment Environmental Assessment Method,BREEAM®)」,是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後,於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)這套評估系統,加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶,氣溫高,濕度也高,得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生,四個英文字母分別為 Ecology(生態)、Energy saving(節能)、Waste reduction(減廢)以及 Health(健康),分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級,設有九大評估指標。

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我們就以「台江國家公園」為例,看它如何躍過一道道指標,成為「鑽石級」綠建築的國家公園!

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園,也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時,還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築,其外觀採白色系列,從高空俯瞰,就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落;從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊,生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構,設計自然護岸,保留基地既有的雜木林和灌木草原,並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物,採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙,不僅強化了環境的保護力,也提供多樣的生物棲息環境,使這裡成為動植物共生的美好棲地。

台江國家公園是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築。圖/內政部建築研究所

第二招:想成綠建築,必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築,使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中,對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

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這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出,一路到今日,國際間對此一概念的共識主要包括再使用(reuse)、再循環(recycle)、廢棄物減量(reduce)和低污染(low emission materials)等特性,從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時,使用自然材料與低 VOC(Volatile Organic Compounds,揮發性有機化合物)建材,亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後,內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度,以建材生命週期為主軸,提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說,為確保室內環境品質,建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件;為了防溫室效應的影響,須使用本土材料以節省資源和能源;使用高性能與再生建材,不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性,也強調材料本身的再利用性。


在台江國家公園內,綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念,更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設,並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料,為鳥類和小生物營造棲息空間,讓「蚵殼磚」不再只是建材,而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆,整體綠建材使用率為 52.8%。

被建築實體圍塑出的中庭廣場,牆面設計有蚵殼格柵。圖/內政部建築研究所

在日常節能方面,台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如,引入樓板下的水面蒸散低溫外氣,屋頂下設置通風空氣層,高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出,廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地,創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企,如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流,不僅提升了隔熱效果,減少空調需求,讓建築如同「與海共舞」,在減廢與健康方面皆表現優異,展示出綠建築在地化的無限可能。

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島式建築群分割後所形成的巷道與水道。圖/內政部建築研究所

在綠建材的部分,另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程,其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材,比方提高高爐水泥(具高強度、耐久、緻密等特性,重點是發熱量低)的量,並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」,還用再生透水磚做人行道鋪面。

2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所
2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學。圖/內政部建築研究所

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區,首先,他們捨棄金屬建材,讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是,他們也將施工開挖的土方做回填,將有高地差的荒地恢復成平坦綠地,本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪,無痛轉綠。

雲林豐泰文教基金會的綠園區。圖/內政部建築研究所

等等,這樣看來建築夠不夠綠的命運,似乎在建材選擇跟設計環節就決定了,是這樣嗎?當然不是,建築是活的,需要持續管理–有智慧的管理。

第三招:智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率,除了從建築設計與建材的使用等角度介入,也須適度融入「智慧建築」(intelligent buildings)的概念,即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性,使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器,用於蒐集環境資料和使用行為,並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

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為了推動建築與資通訊產業的整合,內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度,為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂,目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例,為了掌握建築物生命週期中的能耗,需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標,評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面,則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境,以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中,充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術,來達成兼顧環保和永續發展的理念,也是利用建築資訊模型(BIM)技術打造的指標性建築,受到國際矚目。

樹林藝文綜合大樓。圖/內政部建築研究所「111年優良智慧建築專輯」(新北市政府提供)

在興建階段,為了保留基地內 4 棵原有老樹,團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描,並將大小等比例匯入 BIM 模型中,讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離,確保施工過程不影響樹木健康。此外,在大樓啟用後,BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」,透過 3D 建築資訊模型,提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護,包括保養計畫、異常修繕及耗材管理,讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用,從建造設計擴展至施工和日常管理,使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management,簡稱 FM ) 為例,該系統可在雲端進行遠端控制,根據會議室的使用時段靈活調節空調風門,會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣,而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率,保持低頻運作,實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

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總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現,從源頭減少碳足跡;綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小,並保障居民的健康;智慧建築標章運用科技應用,實現能源的高效管理和室內環境的精準調控,增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用,讓建築不僅是滿足基本居住需求,更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

建築物於魚塭之上,採高腳屋的構造形式,尊重自然地貌。圖/內政部建築研究所

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新型生物製劑對抗全身膿疱!皮膚專家揭示治療突破的秘密
careonline_96
・2024/11/22 ・2790字 ・閱讀時間約 5 分鐘

圖/照護線上

「那是一位年輕女性,從小就診斷全身型膿疱性乾癬,也反覆發作過好幾次。」高雄長庚紀念醫院皮膚部助理教授曾涵琪醫師表示,「每次急性發作時,患者全身會冒出大量膿疱,伴隨發燒、劇烈疼痛、且癢得很厲害,苦不堪言。由於皮膚會持續流出膿水,患者經常需要住院治療,無法上班。為了遮蓋遍布全身的膿疱,患者都只能穿著長袖,也不敢外出。」

患者有申請使用傳統的生物製劑,讓病情初步獲得控制,不過因為肝膿瘍的關係,又導致全身型膿疱性乾癬急性大面積發作。曾涵琪醫師指出,由於這位病患在接受基因檢測後,確認具有 IL36RN 基因突變,所以有機會改採用針對全身型膿疱性乾癬致病機轉 IL-36 的新型生物製劑。接受治療後,患者的疼痛、搔癢快速緩解,大約一週後膿疱便幾乎清除,能夠較快恢復正常的生活與工作,帶給患者很大的幫助。

全身型膿疱性乾癬(GPP,generalized pustular psoriasis)是一種少見的皮膚疾病,發病率大約是十萬分之一。因為患者可能面臨嚴重的併發症,是種會危及生命的重症。

有些全身型膿疱性乾癬患者是由其他形式的乾癬轉變而來,也有些患者是自發性膿疱性乾癬。曾涵琪醫師說,全身型膿疱性乾癬的特徵是皮膚出現紅斑和膿疱,並且可能伴隨發燒、畏寒、疼痛、搔癢等症狀。患者全身上下、從頭到腳都可能受到影響,皮膚上會出現一顆顆膿疱,嚴重時這些膿疱會融合成一大片「膿疱湖」,且滲出膿液,急性發作時來的又急又猛,常常導致患者需要住院治療。

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全身型膿疱性乾癬又痛又癢恐致命
圖/照護線上

急性發作時,抽血檢查會發現白血球和發炎指數異常升高。常被誤認為是嚴重的感染,因為表現出來的症狀像是全身感染膿疱。然而,全身型膿疱性乾癬其實是一種由嚴重發炎反應所引起的自體發炎性疾病,而非細菌或病毒感染。

全身型膿疱性乾癬的發病因子包括基因變異(如IL36RN)、藥物、感染、壓力、懷孕等。曾涵琪醫師說,全身型膿疱性乾癬並沒有特定的好發族群,兒童或成人都有可能發生。有些患者在小時候就出現症狀,有些患者則是在成年後發病。

臨床上可使用全身型膿疱性乾癬整體評估工具(GPPGA)來評估病情的嚴重度,分別根據膿皰、紅斑、脫屑的狀況從到 0 分(無症狀)至 4 分(最嚴重)來評分,三項加總後除以三,可以得到平均分數。治療過程中也可利用全身型膿疱性乾癬整體評估工具來評估治療成效。

全身型膿疱性乾癬整體評估工具(GPPGA)
圖/照護線上

新型生物製劑幫助快速緩解膿疱症狀

全身型膿疱性乾癬發作時會讓患者全身劇烈疼痛、搔癢,嚴重影響生活、睡眠品質,苦不堪言,所以大家都希望能盡快緩解症狀,讓膿疱消退。

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全身型膿疱性乾癬的傳統治療藥物包括口服 A 酸、免疫調節劑、類固醇等,但是治療成效較有限,必須使用一段時間後,症狀才會漸漸緩解,或有生物製劑選擇,但大多是針對一般乾癬的 IL-17、IL-23 發炎路徑所設計,難以對症下藥。

隨著醫學進步,全身型膿疱性乾癬的致病機轉較為清楚,所以可以針對致病機轉「IL-36 發炎路徑」所開發的藥物,目前已有針對此特定細胞激素發揮作用的新型生物製劑供患者選擇。

目前健保也已針對基因檢測確認具有 IL36RN 基因突變,急性大面積膿疱性乾癬的患者給付新型生物製劑。曾涵琪醫師說,針對 IL-36 的新型生物製劑可以精準的阻斷發炎的連鎖反應,達到快速控制急性發作的效果。

臨床試驗顯示,在急性發作期使用全身型膿疱性乾癬新型生物製劑治療後,有超過5成患者在首週即可達到膿疱完全消退,GPPGA 的膿疱評分從 2-4 分降低至完全消除的 0 分,疼痛也大幅緩解,顯著提升生活品質,幫助患者較快回到原本的生活與工作,而且在接受治療後有 6 成患者維持膿疱清除達 12 週。

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新型生物製劑幫助快速緩解症狀
圖/照護線上

新型生物製劑採靜脈注射,若狀況許可,注射完後患者就可以回家,有超過半數的患者在注射一次後便能達到理想的治療成效,對於急性大面積膿疱性乾癬的患者來說是一項突破性的治療選擇。

筆記重點整理

目前健保也已針對基因檢測確認具有 IL36RN 基因突變,急性大面積膿疱性乾癬的患者給付新型生物製劑,可以精準的阻斷發炎的連鎖反應,達到快速控制急性發作的效果。有超過5成患者在首週即可達到膿疱完全消退,GPPGA 的膿疱評分從 2-4 分降低至完全消除的 0 分,疼痛也大幅緩解,顯著提升生活品質,幫助患者較快回到原本的生活與工作,而且在接受治療後有 6 成患者維持膿疱清除達 12 週。

全身型膿疱性乾癬的特徵是皮膚出現紅斑和膿疱,並且可能伴隨發燒、畏寒、疼痛、搔癢等症狀。患者全身上下、從頭到腳都可能受到影響,皮膚上會出現一顆顆膿疱,嚴重時這些膿疱會融合成一大片,且滲出膿液,讓患者非常不舒服,常常需要住院治療,是種可能危及生命的重症。

臨床上可使用全身型膿疱性乾癬整體評估工具(GPPGA)來評估病情的嚴重度,分別根據膿皰、紅斑、脫屑的狀況從 0 分(無症狀)至 4 分(最嚴重)來評分,三項加總後除以三,可以得到平均分數。治療過程中也可利用全身型膿疱性乾癬整體評估工具來評估治療成效。

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全身型膿疱性乾癬的傳統治療藥物包括口服A酸、免疫調節劑、類固醇等,但是治療成效較有限,必須使用一段時間後,症狀才會漸漸緩解,或有生物製劑選擇,但大多是針對一般乾癬的 IL-17、IL-23 發炎路徑所設計,難以對症下藥。

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太空夢成真!自費就能上太空?SpaceX 與賈里德如何推動載人航太新里程碑
PanSci_96
・2024/11/21 ・2327字 ・閱讀時間約 4 分鐘

北極星黎明:開創商業太空漫步的新紀元

2024 年 9 月 10 日,載人航太任務迎來了歷史性的突破。由美國富豪賈里德·艾薩克曼率領的四名太空人,乘坐 SpaceX 的獵鷹九號(Falcon 9)火箭和龍飛船(Crew Dragon),開始了為期五天的「北極星黎明 Polaris Dawn」任務。這次任務實現了人類首次商業太空漫步,並打破了過去五十年人類距離地球最遠的紀錄。這也是美國四十多年來首次推出的新設計太空衣,進行了「人體測試」。

這次任務的成果不僅僅令人振奮,還為未來的商業航太業開啟了新的篇章。為了解這次突破的意義,我們先一起來體驗「北極星黎明」任務的精彩旅程。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識!

這位賈里德是何許人也?

賈里德·艾薩克曼,現年 4 1歲,是一位白手起家的美國富豪,擁有零售支付公司的成功經歷。他還是一名充滿冒險精神的飛行家,駕駛輕型飛機創下環球飛行的紀錄,並且會操縱戰鬥機與進行特技飛行。他甚至創辦了「私人空軍」公司德拉肯國際,為美軍訓練飛行員。

賈里德對飛行的熱愛讓他不斷追求新的高度,最終使他與 SpaceX 合作,共同邁向更遙遠的天空。2021 年,他啟動了「靈感四號 Inspiration 4」任務,選擇了三名來自不同背景的一般人,與他一同踏上三天的太空旅程。這次任務向世界展示,普通人也有機會踏上太空,而不僅僅是經過嚴苛訓練的專業太空人。

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然而,賈里德並不滿足於此。他希望飛得更高、更遠,甚至挑戰從太空船內走向船外,完成首次商業太空漫步。這便是「北極星黎明」任務的起源。

太空漫步的挑戰

太空漫步並非簡單地穿上太空衣、打開艙門便能完成。以國際太空站為例,太空人在漫步之前需要進入氣閘艙(Airlock),一個介於太空站內部和太空之間的小房間。在氣閘艙中,太空人需要進行數小時的「預呼吸(Pre Breath)」過程,以降低大氣壓力,適應太空衣中的低壓環境,並避免潛水時常見的減壓病風險。

然而,SpaceX 的龍飛船並未設計氣閘艙,這意味著要讓太空人進行漫步,就必須將整個太空艙降壓至真空狀態,再在太空漫步結束後重新加壓。因此,團隊對龍飛船進行了大幅改造,增強了生命維持系統,並安裝了更多氮氣與氧氣槽。

此外,SpaceX 原先設計的太空衣是艙內使用的(IVA Suit),僅用於緊急情況下保護太空人,並不適合太空漫步。為了這次任務,SpaceX 不得不設計一款全新的艙外太空衣(EVA Suit),這是美國自四十年前以來首次設計新型艙外太空衣。

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北極星黎明任務的突破

2024 年 9 月,SpaceX 成功發射「北極星黎明」任務,這是首次由私人機構執行的太空行走任務,開創了商業太空探索的新紀元。 圖/envato

在完成了艱鉅的準備工作後,「北極星黎明」任務終於在 2024 年 9 月 10 日順利升空。這五天的旅程充滿挑戰與創舉,為商業航太寫下了新的篇章。

任務的前兩天,重點是進入 1400 公里高的軌道,這是自 1972 年阿波羅 17 號以來人類距離地球最遠的記錄。此外,兩名任務專家莎拉·吉利斯(Sarah Gillis)和安娜·梅農(Anna Menon)也成為飛得最高的女性。

在完成軌道調整後,第三天的重頭戲——商業太空漫步正式開始。龍飛船內部的氣體被排空後,賈里德和莎拉輪流將身體探出艙外,進行了一系列新太空衣的測試,而其餘兩名組員則留在艙內監控系統。這次太空漫步雖然並未像電影中那樣「漫步」在太空,但其意義非凡,因為這是由私人資金支持的商業艙外活動。

科學研究與未來展望

除了太空漫步之外,任務組員還進行了多項科學實驗和技術測試,包括微重力對人體各器官的影響研究,這些研究對於人類未來長時間在太空生活至關重要。此外,團隊還測試了星鏈(Starlink)雷射通訊技術,以提高太空中數據傳輸的效率。

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在任務期間,任務專家莎拉·吉利斯還在太空中用小提琴演奏了《雷伊主題曲》,並通過星鏈技術將影片傳送回地球,與全球音樂家合作完成了一場跨越時空的演出。

任務的最後一天,龍飛船安全返回地球,成功在墨西哥灣降落,為這次史無前例的太空任務畫上了圓滿的句號。

北極星黎明的意義

商業航太突破在即,未來實現太空旅行的可能或許離我們越來越近。圖/envato

對於熟悉太空史的朋友來說,這次的太空漫步似乎並不如 1960 年代的雙子星任務那樣驚險。然而,真正的突破在於「商業」二字。這次任務由賈里德自掏腰包資助,展示了商業公司在航太探索中的潛力,就像 SpaceX 在過去二十年所取得的成就。

任務中進行的大量技術測試和科學研究,證明了這不僅僅是富豪的太空旅遊,而是一次充滿挑戰的科學與技術驗證任務。這些經驗和技術將成為未來挑戰月球與火星的重要基石。

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「北極星黎明」任務雖然已經結束,但賈里德的太空夢還在繼續。這只是「北極星計畫」的第一步,未來還有至少兩次任務正在籌備中,其中第三次任務將搭乘 SpaceX 的星艦(Starship),進行首次載人飛行。

隨著技術的進步和更多私人資金的投入,還可以期待人類接下來在商業航太領域能取得更多突破。在未來,要來趟真正的太空之旅,看來除了熱愛科學,還需要努力賺錢了。

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