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月球形成于约45亿年以前,它的质量只有地球的~1%,对于如此小的天体来讲,理论上它应该快速冷却而早早地停止火山活动。然而,中国科学家对嫦娥五号玄武岩的研究,证实月球火山活动可以一直持续到20亿年前,不仅刷新了人类对月球岩浆活动和热演化历史的认知,也提出了新的科学问题:月球火山活动为什么持续如此之久。
新特提斯洋闭合以及后续的印度-欧亚大陆碰撞是全球标志性构造事件之一,对新生代气候环境和生态系统造成了重大影响。新特提斯洋时期,印度板块异常快速地(~20 cm/yr)向北漂移,造成了印度-欧亚大陆的强烈碰撞。印度板块高速漂移的动力学机制长期存疑,目前学术界存在两种不同的解释模型。第一种模型认为印度岩石圈的减薄导致漂移阻力减小(Kumar et al., 2007)。第二种是新特提斯洋双俯冲模型。认...
大陆主要由克拉通和造山带构成,其中克拉通主要形成于18亿年以前的地球早期,是地球表层的重要组成单元。古老克拉通多具有巨厚(>200 公里)的岩石圈根,且由于其密度和热流值较低、刚性较大,能够避免遭受后期地质作用的改造而保持稳定(吴福元等, 2014)。因此,克拉通形成后基本无明显的地震活动和岩浆作用,是地球上最稳定的地区。然而,大量的研究表明全球克拉通的巨厚岩石圈根可以发生部分乃至整体性的移除,从...
利用复杂机器学习网络实现多元信息融合,日趋广泛地成为开展跨领域复杂系统问题分析的热点研究方向(Watts et al., 1998; Barabási et al., 1999)。美国落基山脉中存在诸多水源集水区,其为科罗拉多河流域提供了约85%的流量,为约4000万人口和两万平方公里的农业用地提供水源。高山系统对全球气候变暖非常敏感,但量化讨论这种气候变化对水源供给的影响却是非常困难的跨领域复杂...
在真核生物中硅藻、硅质海绵、放射虫等的生物矿化及其遗骸埋藏构成了显生宙以来硅循环的重要过程,它们矿化被认为是海水可溶性硅浓度快速降低的主控因素之一。长期以来,硅的生物矿化被认为是许多真核生物的专属特性。在真核生物出现前的早期地球上硅质岩被认为主要是化学沉淀引起的。近年来,一些研究显示:原核生物可能具有硅化能力。如果原核生物能够参与硅的生物矿化,地球早期的硅循环过程将需要被重新评估。
大气含氧量与海洋氧化还原状态的变化是地球演化的重大事件,并直接影响着生命演化的重大过程(如生物大灭绝)。现今地球的海洋也正在遭受着含氧量下降的“窒息”危险,对人类可持续发展的追求造成挑战(Bretburg et al., 2018 Science)。因此,重建深时海洋缺氧环境的规律对于了解地质历史和妥善处理当下所面临的生态环境问题都意义深远。
世界上很多大城市,如旧金山、洛杉矶、东京,以及我国的北京、重庆、成都等处于活动断层带上,地震风险等级较高。城市区域较高的人口、建筑密度,一方面增大了地震灾害的风险;另一方面,人类活动产生各种强噪声,极大地污染了地震记录,降低了检测灵敏度,增加了误检测率,为地震监测带来了困难。因此,压制城市地震噪声水平,提高信噪比,进而加强地震监测能力对高风险城市区域的防震减灾具有重要的意义。
地球表层系统容易受到深部地质过程的影响,如火山、地震等自然灾害可以影响生物圈的宜居环境。然而,地球浅部过程(如生命活动)能否有效影响地球的深部圈层,则是一个值得研究的问题。板块俯冲过程是地球表层物质进入深部的主要途径,由于表层物质的碳含量和碳同位素(如有机碳)组成与地幔物质差异明显,因此沉积物俯冲及相关的碳循环过程可能对深部碳组成产生影响。该潜在影响可以通过地幔来源岩浆岩的源区组成变化进行示踪。金...
地球表面采集到的陨石,为深入了解星云和行星演化过程提供了重要信息。南极陨石在这方面尤为重要,因为它们的天然赋存状态更适于科学研究。南极洲亦是回收陨石最多的地区,这些地外岩石集中在陨石搁浅区。迄今为止,保有陨石的南极蓝冰区大多是通过意外发现或花费昂贵的现场考察划定的。
2020年12月1日,举世瞩目的嫦娥五号探测器成功着陆在了月球风暴洋北部地区,并于12月17日将1731克的月球样品返回地球,基于样品的实验室研究,确定了着陆区玄武岩的年龄约为20亿年(Li et al., 2021;Che et al., 2021)。除了采集月球样品返回地球之外,嫦娥五号探测器的另外一个重要任务是在原位条件下获取采样区的形貌与物质成分,解析月表水特征。月表水的探测对于约束月球的...
相比于大洋,大陆是与人类社会更为密切的地质单元,其成因和演化历史也是地球科学领域最基础、最关键也是最前沿的科学问题之一,对于理解塑造地球形态的地球动力学过程、板块构造的启动时间以及与生命起源演化等密切相关的全球氧、磷等元素循环等,具有重要的意义,吸引了大量研究者的目光。然而,目前对于大陆形成和演化历史的认识还远远不够。现代大陆地壳主要是由富硅富铝的偏长英质岩石组成,板块构造体制下的俯冲带,是大陆形...
南亚季风是全球季风系统重要组成部分,是连接印度洋和亚洲大陆的重要水热输送带,季风带来的降水直接影响亚洲10多亿人口的生产生活。已有气候模式模拟表明,21世纪在全球持续百年增温情景下,快速增加的温室气体会加强南印度洋向南亚季风区的水汽输送,导致南亚降水的增加,而古气候代用记录可以为理解该地区这一降水变化机制提供历史参照。 深海沉积物沉积时间长且连续,蕴含丰富的物源、生物等信息,是研究古气候变化的重...
流纹质火山作用往往伴随着剧烈的火山爆发,可以产生严重的社会灾害。流纹质岩浆通常来源于上地壳岩浆储库,该储库中主要包含早期结晶的矿物晶体和矿物粒间的高硅流纹质熔体(合称为晶粥体);将高硅熔体从岩浆储库中抽离出来是流纹岩火山喷发前的主要深部过程(Bachmann and Bergantz, 2004; Hildreth, 2004)。抽离的流纹质岩浆经火山通道喷出地表形成火山岩,包含堆晶的残余相经冷却...
克隆了柑橘CsNBS-LRR基因,分析该基因在柑橘溃疡病菌(Xcc)、水杨酸、茉莉酸甲酯诱导下的表达特征,通过在晚锦橙中超量表达验证其功能。结果表明,CsNBS-LRR的开放阅读框为3 633 bp,编码1 210个氨基酸。其在感病品种晚锦橙中受Xcc诱导下调表达,而在低感品种四季橘中上调表达;在四季橘中受水杨酸诱导明显上调表达,而晚锦橙中上调幅度较小;两品种CsNBS-LRR受茉莉酸甲酯诱导均不...
针对PSO算法全局收敛性差、搜索精度不高,SA算法收敛速度慢,求解时间随着问题规模的增大和复杂急剧增加的问题,提出一种PSO和SA多子群分层并行的智能分布式算法。算法底层是一个采用模拟退火策略搜索全局最优解的子群;上层是一系列粒子子群,采用粒子群优化算法搜索策略,贡献局部最优解。算法从种群个体的组织结构出发,将局部搜索和全局搜索分离,使得PSO算法和SA算法融为一体,解决了算法收敛速度快和全局收敛...

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