杨家诚获美国国家科学基金会颁发“生物圈历史成就奖”
在美国国家科学基金会(NSF)的资助下，莱斯大学地球科学家杨立荣(Laurence Yeung)和他的团队打算改进过去几十年从地球的岩石、海洋和大气中发现的氧同位素的科学分析。
但他们的兴趣确实可以追溯到10多亿年前。
劳伦斯·杨
杨是地球、环境和行星科学的助理教授，他获得了一项为期五年、价值58.4万美元的终身成就奖，用以连接理论和实验数据，为科学家提供有关全球生物圈过去和现在生产力的更好数据。
这笔拨款还资助了实验室的愿望，即通过年度教师培训活动，与休斯敦地区的学生分享他们所学到的知识，这些活动主要关注全球变化科学。杨国强将与稻作署(Rice Office of STEM Engagement)和哈里斯县教育部(Harris County Department of Education)合作，在暑期实验室体验和年度全天研讨会上接待初高中教师。
赠款教育部分的目标是帮助教师开发有关全球变化科学的课程，并在早期培养地学与核心科学和数学学科之间的联系。
杨说:“在气候变化教育方面，我们的差距越来越大。”“学生们想了解全球变化，但教师们表示，他们觉得自己没有准备好在课堂上讲授这方面的知识。他们中很少有人上过这方面的大学课程;他们学习每件事都是临时的。我们希望能满足对正式培训的需求，并帮助将全球变化科学与教师们已经在课堂上教授的内容联系起来。”
杨和他的实验室研究古代岩石中的氧原子、大气中的氧和水中的氧。他们特别寻找三种稳定的氧同位素
2，常见的O-16和稀有的O-17和O-18
2，它们与生物圈的生产力和大气化学密切相关。在样本中发现的每个同位素的数量告诉他们氧气是如何到达那里的，以及来自哪里。
杨说:“问题是实验室不断得到对比鲜明的结果。”“这些同位素的自然变化非常微妙，所以
2可能并不令人惊讶，但我们对现在和过去生物圈生产力的理解取决于这些测量的准确性。”
杨和他的团队的核心工作将是解决这些实验室间的差异，并改进对海洋初级生产力的估计。他们将通过统一理论和生物化学反应的实验来达到这一目的，生物化学反应驱动光合作用和呼吸作用，这是控制生物圈生产力的过程。他和他的合作者最近展示了如何利用生物酶结构的量子力学模拟和精确校准的氧气同位素测量来实现这一目标。
“我们可以预测不同酶类型的同位素偏好，我们可以做实验来了解其他环境因素的影响，比如温度或细胞生长速度对氧同位素的影响，”他说。
这项资助将帮助研究人员利用氧同位素方法，对已有20年的海洋场数据进行汇编和重新解释。杨家诚说:“希望我们能把这些因素结合在一起，然后说，‘好吧，这是一幅连贯、统一的画面。’”
即使到那时，工作也不会完成。杨家诚的研究兴趣涵盖了地球和其他行星上超过10亿年的生物圈历史。“同样的同位素效应可能与岩石中的记录有关，”杨说。“在海洋数据和岩石数据之间，科学界也发现了类似的差异。还有一个翻译问题，我希望我们也能解决。
“由于氧气是许多代谢物之一，氧气系统可以作为研究其他代谢物的模型，比如，如果你在太阳系的任何地方寻找生物活动的特征。”
教师早期职业发展(Career)计划是一个nsf范围内的努力，以支持年轻教师，他们有潜力成为研究和教育的学术榜样，并在他们的领域引领进步。这些奖助金是美国国家科学基金会最具竞争力的奖助金之一，每年授予所有学科的不到400名学者。
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