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摘要：月表水的来源与分布一直是国际上争论和研究的热点问题。近年来，遥感光谱探测数据发现，月表水（OH/H2O）的含量可能与纬度存在正相关，指示月表水是由太阳风发射的H离子高速注入月球表面形成的（图1）。最新的研究表明，月表水的日变化可能也很显著，暗示月表水有较高的丢失率。然而，遥感探测并不能识别水的来源，也无法得知水含量从表面向下的分布情况。因此，针对月表水的含量、成因和空间分布这些重要科学问题，...
PNAS：古老微生物揭示深层地下水裂隙流网（图）
PNAS 古老微生物 深层地下水 裂隙流网
2023/1/14
深地环境生活着地球上绝大多数的原核生物，是地球上最古老的生命。这些微生物广泛存在于岩石的孔隙与裂缝当中，从矿物中获取营养、从水岩反应中获取能量，无需氧气和阳光。它们物种多样、功能丰富、生长速率极其缓慢。在地球形成的早期，恶劣的地表环境（高温、强紫外线等）无法孕育任何生命，相对温和的深地环境却可以支持微生物的生存繁衍。因此，对地球深地生命的探索不仅有助于揭示地球早期生命的起源、进化，而且对外星生命的...
PNAS：3He/4He研究揭示印度板块在青藏高原下方的俯冲模式（图）
3He/4He 印度板块 青藏高原 俯冲模式
2023/1/14
自～50 Ma以来印度与欧亚的陆-陆碰撞和持续汇聚，造就了世界最高峰——喜马拉雅山脉和世界屋脊——青藏高原，这里是研究陆-陆碰撞绝佳的天然实验室。在陆-陆碰撞中，印度岩石圈在青藏高原下方是如何俯冲的一直存在争议。目前两种典型的模型有两种：第一种是印度岩石圈地幔以平板俯冲方式直接底垫在青藏高原地壳之下（McKenzie et al., 2019）；第二种是印度岩石圈板片在欧亚陆-陆碰撞边界向高原下方...
PNAS：火星Gale陨石坑观察到亏损的碳同位素组成（图）
火星 Gale陨石 亏损 碳同位素组成
2023/1/14
火星沉积有机碳的碳同位素组成可以示踪其本地有机物的潜在来源，揭示火星碳循环过程。火星科学实验室（MSL）——“好奇号”火星车在过去9年间（2012年8月—2021年7月），对Gale陨石坑附近河湖相沉积系统开展了长期探测，共采集和分析了30余个钻孔样品，这些样品均取自Gale陨石坑数百米地层中不同的岩性单元（图1），代表了该区域复杂的演化历史，为碳同位素研究提供了绝佳机会。
气候变暖正在影响陆地生态系统格局与过程，会否导致其达到最优阈值，发生显著变化？青藏高原和南北极是全球气候变暖最为敏感的地区，是解析这一问题的典型实验区。灌木是已知分布范围最高、界限最北的木本植物，灌木种群的更新可为了解生态系统健康和稳定性提供关键指标。
王长乐等-PNAS：元古宙中期地球低氧（图）
元古宙中期 地球低氧 充氧历史
2023/1/16
地球的充氧历史是一个漫长复杂的过程。大气氧含量经历了元古宙早期（大氧化事件，2.45-2.2 Ga）和晚期（新元古代氧化事件，0.63-0.54 Ga）两个阶段的提升才接近现今氧水平(PAL)。早期生命在此过程中完成了从原核生物到真核生物再到动物的进阶演变。长期以来，地球表生环境与生命演化之间的内在因果联系一直成为科学家研究的热点与焦点问题。
PNAS：地球最早的大陆何时开始高出海平面（图）
地球大陆 海平面 地质运动
2023/1/14
大陆地壳的浮现(即大陆地壳抬升至海平面之上)对地球大气圈-水圈的化学性质和气候的长期变化造成剧烈影响。大量证据表明，大陆地壳在2.5 Ga之前就已经抬升至海平面之上 (Bindeman et al., 2018; Kump and Barley, 2007)，如克拉通盖层广泛发育有2.7 Ga之前的古土壤和陆相沉积物，沉积物中的碎屑锆石从2.8 Ga开始呈现更为多样的年龄组成。此外，一般认为太古宙...
远离板块边界的人类工业活动导致的诱发地震已经成为了一个引起广泛关注的全球性问题。过去的主流观点认为与水力压裂和注水行为相关的诱发地震的机理为潜在活动断层内部孔隙压力的升高导致的断层抗剪强度的降低(Guglielmi et al., 2015; Rubinstein and Mahani, 2015; Weingarten et al., 2015)，比如美国中部大陆的诱发地震活动，但这种机制不适用...
摘要：如果太古宙时期海水氧同位素的组成与现在相近，那么根据古沉积物较低的18O/16O的比值（δ18O），可以推断当时海洋温度可达70℃，这与地球早期气候并不寒冷、有液态水存在相吻合。但是，由于新生太阳辐射强度较低（约为现在的70％），地球本应较现今地球寒冷得多、不应存在液态水（图1），这就是1972年由天文学家Carl Sagan和George Mullen提出、但迄今悬而未决的“黯淡太阳悖论”...
PNAS: 地磁场古强度结果揭示中古生代弱偶极磁场期（图）
地磁场 古强度 中古生代 弱偶极磁场
2023/1/14
地球内部变化过程对了解地球演化历史至关重要。但由于地球深部物质保存困难，对早期（3亿年前）板块俯冲模式、地幔柱出现以及大型低剪切波速区稳定性等地球内部过程的认识缺乏约束。而古地磁记录特别是古地磁强度，可作为反映地球发电机启动、地球内核形成等早期地球深部过程的关键指标。显生宙存在数千万年不发生磁极倒转的超静磁期，这一过程被认为与地球深部的变化有关。目前古地磁结果显示地质时期可能存在三个超静磁期，分别...
PNAS：利用密集地震阵列观测冰下水文系统及其动力学（图）
地震阵列 冰下水文系统 动力学
2023/1/14
冰川表面产生的融水大部分通过冰川裂隙和冰川竖井流向冰川底部，进而经冰下排水系统（简称“冰下水系”）流向冰川末端。在这个系统中，水压调节冰-岩界面的耦合，决定冰川的滑移速度。因此，水压对冰川和冰盖的稳定性及其对海平面上升的贡献有重大影响。冰下水压与融水在冰川下的流动路径有着复杂的关系，主要取决于水是流经冰下空洞主导（Cavity-dominated）、分散且低效的排水系统(Lliboutry et ...
PNAS: 金星的“板块构造”——全球尺度分块运动的岩石圈（图）
金星 板块构造 全球尺度分块运动 岩石圈
2023/1/14
金星是离地球最近的行星，大小和密度与地球十分相似，因而常被认为是地球的姊妹星，对金星的研究对于我们了解地球的早期历史以及类地行星的演化过程具有重要意义。目前人们对金星的观测还很匮乏，它的全球物理模型参数都是通过类比地球得到的。金星没有地球那样显著的板块漂移特征（Phillips et al., 1981），研究人员认为它可能存在停滞盖层（stagnant-lid）或周期性盖层（episodic-l...
生态环境是人类赖以生存和发展的基础，为人类提供了必要的水、食物和物质资源。末次冰消期（距今约1.8万年）以来，自然生态环境发生了巨大的变化，与此同时，人类社会先后经历了原始采集-渔猎、农业、工业化经济的发展模式，同时也深刻的影响了自然环境的变化。认识地质历史时期发生的人类活动与生态环境变迁的关系，这是目前人类社会应对全球气候变化的首要任务，也是理解和把握人类社会生存、发展过程和规律的重要途径，亦可...