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文章目錄

1.Surface faulting earthquake clustering controlled by fault and shear-zone interactions

2.Renewal of planktonic foraminifera diversity after the Cretaceous Paleogene mass extinction by benthic colonizers

3.Interplay between oceanic subduction and continental collision in building continental crust

4.A distinct ripple-formation regime on Mars revealed by the morphometrics of barchan dunes

5.Deglacial relea of petrogenic and permafrost carbon from the Canadian Arctic impacting the carbon cycle

6.Sub-microscopic magnetite and metallic iron particles formed by eutectic reaction in Chang’E-5 lunar soil

7.Linked fire activity and climate whiplash in California during the early Holocene

8.Sound velocity of hexagonal clo-packed iron to the Earth’s inner core pressure

9.Holocene hydroclimatic variability in the tropical Pacific explained by changing ENSO diversity

10.U.S. winter wheat yield loss attributed to compound hot-dry-windy events

11.Transfer efficiency of organic carbon in marine diments

12.A diver Ediacara asmblage survived under low-oxygen conditions

13.The lower Cambrian lobopodian Cardiodictyon resolves the origin of euarthropod brains

14.Global patterns in marine organic matter stoichiometry driven by phytoplankton ecophysiology

15.Carbon dioxide sink in the Arctic Ocean from cross-shelf transport of den Barents Sea water

16.Alteration history of Séítah formation rocks inferred by PIXL x-ray fluorescence, x-ray diffraction, and multispectral imaging on Mars

17.Oyster reef restoration fails to recoup global historic ecosystem loss despite substantial biodiversity gain

18.Geological, multispectral, and meteorological imaging results from the Mars 2020 Perverance rover in Jezero crater

19.Positive legacies of vere droughts in the Inner Mongolia grassland

20.Internal tsunamigenesis and ocean mixing driven by glacier calving in Antarctica

21.Extensive crystal fractionation of high-silica magmas revealed by K isotopes

1

Surface faulting earthquake clustering controlled by fault and shear-zone interactions

學(xué)界基于歷史研究以及古地震研究意識(shí)到地表破裂地震在時(shí)間上是叢集發(fā)生(cluster)的，但是對(duì)叢集性的機(jī)制，如斷層相互作用、應(yīng)力儲(chǔ)存以及地貌動(dòng)態(tài)演化等仍缺乏定量化研究，因此對(duì)地震叢集性的認(rèn)識(shí)有限。本文利用36Cl宇宙成因核素測(cè)年方法研究了意大利中部的6個(gè)活動(dòng)正斷層，揭示了相鄰塊體的高速或低速滑移存在異相周期(out-of-pha periods) ，作者將其解釋為地震的叢集性和反叢集性。計(jì)算結(jié)果將耦合斷層面/剪切帶上叢集性和反叢集性的滑動(dòng)平均引起的應(yīng)力轉(zhuǎn)移和粘性流變律聯(lián)系起來(lái)，表明在斷層/剪切帶相互作用時(shí)存在差應(yīng)力波動(dòng)，這些波動(dòng)大到可以改變韌性變形域的應(yīng)變速率，進(jìn)而解釋了上覆脆性斷層的滑移速率的改變。研究發(fā)現(xiàn)斷層/剪切帶相互作用可以作為地震叢集性的一個(gè)可能解釋，也為過(guò)程導(dǎo)向的地震風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究開辟了新的道路。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34821-5

主要作者：Zo? K. Mildon*

學(xué)科：表面斷層地震，剪切帶，宇宙成因核素測(cè)年

2

Renewal of planktonic foraminifera diversity after the Cretaceous Paleogene mass extinction by benthic colonizers

白堊紀(jì)末小行星撞擊后的生物大滅絕使遠(yuǎn)洋生物多樣性發(fā)生了急劇更新。值得一提的是，遠(yuǎn)洋生物中的浮游有孔蟲竟然存活了下來(lái)。本文通過(guò)收集表層海洋元編碼數(shù)據(jù)集，揭示了 Globothalamea演化分支的鈣質(zhì)底棲有孔蟲，可以迅速地演化為浮游有孔蟲，同時(shí)利用分子時(shí)鐘系統(tǒng)發(fā)育學(xué)手段發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代浮游生物演化分支起源于白堊紀(jì)生態(tài)危機(jī)末期擴(kuò)張為浮游生物的不同底棲有孔蟲祖先。本文認(rèn)為浮游有孔蟲的多樣性是底棲有孔蟲不斷充填浮游生態(tài)位的結(jié)果。該認(rèn)識(shí)挑戰(zhàn)了學(xué)界對(duì)化石記錄的經(jīng)典解釋，即早在中生代浮游有孔蟲就演化出了現(xiàn)代群落。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34794-5

主要作者：Rapha?l Morard*

學(xué)科：白堊紀(jì)末生物大滅絕，浮游有孔蟲，生物多樣性

3

Interplay between oceanic subduction and continental collision in building continental crust

碰撞帶陸殼的形成過(guò)程可以反映大洋俯沖和大陸碰撞之間的相互作用。藏南岡底斯陸殼在中生代新特提斯大洋板塊俯沖過(guò)程中發(fā)育，在新生代印度板塊-亞洲板塊碰撞的過(guò)程中發(fā)生再造。研究表明，大陸弧巖漿作用起始于分離結(jié)晶作用，從而形成了堆晶巖和相關(guān)的中鉀鈣堿性系列巖漿巖。隨后從大約70 Ma開始，先前形成的下地殼開始發(fā)生重熔，產(chǎn)生更富鉀的巖漿巖。此時(shí)，俯沖的新特提斯洋板片發(fā)生回轉(zhuǎn)，導(dǎo)致重熔作用增強(qiáng)，這與印度板塊和亞洲板塊之間的匯聚速度加快趨勢(shì)相一致，并且導(dǎo)致地幔楔部分熔融形成更多玄武質(zhì)巖漿進(jìn)入亞洲板塊的巖石圈。隨后在同碰撞期間大約51 Ma時(shí)，由于板片斷離而使得匯聚速度減弱，同時(shí)斷離形成的板片窗使得熱的軟流圈上涌造成巖漿弧基底熔融。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34826-0

主要作者：Di-Cheng Zhu*

學(xué)科：大陸弧巖漿，岡底斯，大洋俯沖

4

A distinct ripple-formation regime on Mars revealed by the morphometrics of barchan dunes

在地球和火星上，風(fēng)成作用在分米級(jí)尺度上可以形成沙波紋，而在十米級(jí)甚至更大的尺度上可以形成沙丘。除了這兩種風(fēng)沙地貌外，軌道圖像和原位圖像揭示火星上還存在第三種不同的米級(jí)沙波紋。自從它們被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，人們提出了兩種主要的假說(shuō)來(lái)解釋火星大沙波紋的形成——一種是由于分米級(jí)沙波紋在寬度和高度的增長(zhǎng)而成，另一種是由于與形成風(fēng)成沙丘或水下波紋相同的流體力學(xué)不穩(wěn)定。本文提供的最新證據(jù)表明，火星上的大沙波紋是由與風(fēng)成沙丘和水下波紋成因機(jī)制相同的流體力學(xué)不穩(wěn)定形成的。該研究結(jié)果為行星表面的水下地貌和風(fēng)沙地貌的統(tǒng)一模型提供了關(guān)鍵證據(jù)，也為破譯火星大氣演化提供了一個(gè)新的定量化工具。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34974-3

主要作者：Lior Rubanenko*

學(xué)科：火星，風(fēng)成沙丘，火星大氣

5

Deglacial relea of petrogenic and permafrost carbon from the Canadian Arctic impacting the carbon cycle

大氣二氧化碳分壓的變化可以視為末次冰消期大量老碳（譯者注：指過(guò)去已經(jīng)沉積并儲(chǔ)存在沉積物中的有機(jī)碳）排放的證據(jù)。但是，學(xué)界對(duì)該地質(zhì)過(guò)程（老碳釋放造成大氣CO2分壓變化）的來(lái)源和機(jī)制認(rèn)識(shí)仍然不夠清晰。本文展示了在Laurentide冰原退縮后加拿大北極地區(qū)大規(guī)模的陸地老碳排放的證據(jù)。加拿大波弗特海相關(guān)沉積記錄的放射性碳同位素測(cè)年結(jié)果和有機(jī)碳熱成熟度結(jié)果表明，冰川收縮引發(fā)的基巖物理侵蝕導(dǎo)致沉積巖中儲(chǔ)存的有機(jī)碳被釋放。此外，冰川融水脈沖事件1a和1b導(dǎo)致海岸侵蝕，重新釋放了永久凍土中保存的過(guò)去的有機(jī)碳。假設(shè)冰川消退過(guò)程中釋放的巖石有機(jī)碳能夠被大量氧化，則基于模型計(jì)算的上述過(guò)程可以貢獻(xiàn)冰消期12 ppm的大氣CO2分壓上升。研究結(jié)果表明，在冰期-間冰期過(guò)渡期間，陸地有機(jī)碳再活化和氧化作用的增強(qiáng)可能是冰蓋收縮在氣候?qū)W上的正反饋。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34725-4

主要作者：Junjie Wu*, Gesine Mollenhauer*, Ruediger Stein*

學(xué)科：末次冰期，二氧化碳分壓，放射性碳同位素測(cè)年

6

Sub-microscopic magnetite and metallic iron particles formed by eutectic reaction in Chang’E-5 lunar soil

月球表面的極端還原環(huán)境使得磁鐵礦等含三價(jià)鐵離子的物質(zhì)在月球樣品中很少被發(fā)現(xiàn)，其在月球上的分布特征以及形成機(jī)制等相關(guān)研究也較為匱乏。本文報(bào)道了嫦娥五號(hào)月壤樣品中發(fā)現(xiàn)的亞微米級(jí)磁鐵礦顆粒。觀察結(jié)果表明嫦娥五號(hào)球形鐵硫化物顆粒內(nèi)部普遍具有溶氧的特征并含有大量的亞微米級(jí)磁鐵礦和純金屬鐵顆粒，磁鐵礦與金屬鐵的共存是FeO共析反應(yīng)的結(jié)果（4FeO = Fe3O4 + Fe）。基于此類獨(dú)特的鐵硫化物顆粒的形貌特征以及化學(xué)特征，推測(cè)該顆粒可能經(jīng)歷了含氧硅酸鹽氣體與鐵硫化物熔融液滴的氣-液相反應(yīng)過(guò)程。硅酸鹽的氣化、氧的溶解以及磁鐵礦與鐵顆粒相的平衡析出等這些典型特征暗示了嫦娥五號(hào)月壤中溶氧鐵硫化物顆粒是月表的大型撞擊事件的產(chǎn)物。FeO的共析反應(yīng)提供了月壤中亞微米級(jí)磁鐵礦以及三價(jià)鐵離子的有效形成機(jī)制。此外，由于通過(guò)共析反應(yīng)可以形成亞微米磁鐵礦和金屬鐵都屬于典型的鐵磁性礦物，這一過(guò)程的發(fā)生為月表磁異常的形成提供了另一種可能的解釋。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35009-7

主要作者：Zhuang Guo, Yang Li*

學(xué)科：嫦娥五號(hào)，月壤，磁鐵礦

7

Linked fire activity and climate whiplash in California during the early Holocene

最近在北美西部等半干旱地區(qū)發(fā)生的野火活動(dòng)大大超出了歷史記錄的范圍。以石筍為代表的高分辨率的古氣候記錄，其時(shí)間尺度超出現(xiàn)有樹木年輪記錄的時(shí)間尺度，因此可以闡明在人類出現(xiàn)以前的氣候狀態(tài)下，水文氣候、植被變化和火災(zāi)活動(dòng)之間的聯(lián)系。本文分析了石筍中的左旋葡聚糖(levoglucosan，一種對(duì)燃燒極其敏感的無(wú)水糖。左旋葡聚糖僅來(lái)源于纖維素，在纖維素燃燒后隨氣溶膠進(jìn)入大氣中，最終在地質(zhì)載體中被保存埋藏下來(lái))和木質(zhì)素氧化產(chǎn)物(lignin oxidation products，LOPs)，重建了加州海岸山脈在8.2 kyr事件中的野火活動(dòng)和植被組成。左旋葡聚糖濃度的升高表明火災(zāi)活動(dòng)增加，而LOP組成的改變則表明植被組成在8.2 kyr事件中轉(zhuǎn)變?yōu)楹懈嗟哪颈局脖弧＿@些變化與石筍的碳和鈣同位素記錄的水文氣候波動(dòng)性增加同步發(fā)生。上述多個(gè)指標(biāo)記錄對(duì)比表明，全新世早期加州地區(qū)發(fā)生的氣候旱澇急轉(zhuǎn)*和野火活動(dòng)在時(shí)間上高度耦合，兩者的發(fā)生頻率預(yù)計(jì)都將隨著人類活動(dòng)增加引起的氣候變化而增加。

*譯者注：whiplash，即氣候在極端濕潤(rùn)和極端干旱之間的劇烈波動(dòng)，譯者暫時(shí)譯為旱澇急轉(zhuǎn)，歡迎同行指正。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34950-x

主要作者：Julia Homann, Jessica L. Oster*

學(xué)科：石筍，野火，全新世

8

Sound velocity of hexagonal clo-packed iron to the Earth’s inner core pressure

本文使用新設(shè)計(jì)的金剛石壓腔，將非彈性X射線散射與X射線衍射等測(cè)量手段相結(jié)合，測(cè)定了六方密積鐵(地球內(nèi)核的主要成分之一)在超過(guò)300 GPa壓力下的壓縮波速度和剪切波速度(即縱波速度和橫波速度，Vp和Vs)。初始參考地球模型(Preliminary reference Earth model, PREM)地球內(nèi)核的Vp和Vs要比純鐵組成的內(nèi)核的Vp和Vs分別慢(4±2)%和(36±17)%。可以通過(guò)假設(shè)在鐵-5wt%的鎳合金中加入(3±1)wt%的硅和(3±2)wt%的硫來(lái)解釋PREM模型在內(nèi)核較低的密度和聲速。考慮到內(nèi)核的生長(zhǎng)可能使一些元素在外核富集，本文提出的地球內(nèi)核的組成與現(xiàn)有的含氧外核模型較為一致。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34789-2

主要作者：Daijo Ikuta*, Eiji Ohtani*, Alfred Q. R. Baron*

學(xué)科：PREM，地核，波速

9

Holocene hydroclimatic variability in the tropical Pacific explained by changing ENSO diversity

目前學(xué)界對(duì)厄爾尼諾-南方濤動(dòng)(El Ni?o-Southern Oscillation, ENSO)現(xiàn)象對(duì)古氣候強(qiáng)迫的理解受礙于各不一致的古氣候證據(jù)。東太平洋的記錄顯示全新世早期至晚期ENSO變率增強(qiáng)，而中太平洋的記錄顯示整個(gè)全新世ENSO高度變化，與日照強(qiáng)迫沒(méi)有明顯關(guān)系，日照強(qiáng)迫是這一期間的主要?dú)夂蝌?qū)動(dòng)因素。本文通過(guò)氣候模型模擬研究表明，在考慮厄爾尼諾事件發(fā)生的三種首要空間模式(東太平洋、中太平洋和沿海)的相對(duì)頻率變化及其水文氣候影響的強(qiáng)度之后，就可以調(diào)和相互沖突的全新世氣候記錄。ENSO多樣性及其差異之間的關(guān)系不僅對(duì)解釋古ENSO記錄以及理解ENSO對(duì)外部強(qiáng)迫的響應(yīng)至關(guān)重要，而且還可以用于整個(gè)氣候模式模擬，從而有助于評(píng)估在氣候變化中ENSO預(yù)測(cè)的真實(shí)性程度。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34880-8

主要作者：Christina Karamperidou*

學(xué)科：全新世，ENSO，熱帶太平洋

10

U.S. winter wheat yield loss attributed to compound hot-dry-windy events

極端氣候會(huì)造成冬小麥產(chǎn)量的嚴(yán)重?fù)p失，而當(dāng)多種極端事件同時(shí)發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生的影響比單個(gè)極端事件單獨(dú)發(fā)生時(shí)的影響大得多。本文顯示，1982年至2020年，美國(guó)大平原的復(fù)合干熱風(fēng)事件(hot-dry-windy events, HDW)顯著增加。這些HDW事件是導(dǎo)致小麥產(chǎn)量損失最主要的因素，在抽穗至成熟期，每10 h HDW的產(chǎn)量減少4%。目前的HDW趨勢(shì)與每十年高達(dá)0.09 t ha - 1的產(chǎn)量減少率相關(guān)，HDW的變化與太平洋年代際振蕩（Pacific Decadal Oscillation, PDO）有大氣橋作用。本文量化了“產(chǎn)量沖擊”，其空間分布與HDW嚴(yán)重影響的地區(qū)一致，大概就是受20世紀(jì)30年代沙塵暴事件（Dust Bowl）影響的相同地區(qū)。本文的研究結(jié)果表明，傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估忽視的復(fù)合HDW不僅對(duì)美國(guó)冬小麥生產(chǎn)而且也對(duì)其他作物均具有重大影響。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34947-6

主要作者：Haidong Zhao, Xiaomao Lin*

學(xué)科：物候?qū)W，HDW，冬小麥

11

Transfer efficiency of organic carbon in marine diments

量化海洋沉積物中的有機(jī)碳(organic carbon，OC)匯對(duì)于衡量海洋碳循環(huán)如何調(diào)節(jié)地球氣候至關(guān)重要。然而，常用的衡量標(biāo)準(zhǔn)——埋藏效率(burial efficiency，BE）在用來(lái)研究沉降到海底的OC被最終埋藏（即超過(guò)某個(gè)無(wú)理論定義且在研究種常常未指明的參考深度）百分比時(shí)，由于相關(guān)定義的模糊，頗具誤導(dǎo)性，結(jié)果也不一致。本文使用一個(gè)全球成巖模型來(lái)強(qiáng)調(diào)在特定海底深度之下的沉積物年齡相差幾個(gè)數(shù)量級(jí)(反之亦然)；同時(shí)鑒于用于計(jì)算BE的參考深度或年齡層的不同，BE的變化范圍也很大。本文建議可以使用轉(zhuǎn)移效率(transfer efficiencies，Teff’s)來(lái)量化沉積物OC的埋藏:Teff在數(shù)值上等同于BE，但是需要精確的空間或時(shí)間尺度描述作為補(bǔ)充信息，并明確強(qiáng)調(diào)OC在參考層位之下將繼續(xù)降解。最終，未來(lái)通過(guò)精確的沉積物深度和沉積物年齡指標(biāo)來(lái)量化OC埋藏，將能夠?qū)φ麄€(gè)地球系統(tǒng)的OC通量進(jìn)行更一致也更普及的評(píng)估。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35112-9

主要作者：James A. Bradley*

學(xué)科：有機(jī)碳，埋藏效率，轉(zhuǎn)移效率

12

A diver Ediacara asmblage survived under low-oxygen conditions

埃迪卡拉生物群是軟體生物，其中許多門類的系統(tǒng)發(fā)育位置和生態(tài)位信息仍是一片空白。該生物群生活在5.74億年至5.39億年前的海洋環(huán)境中。 一些研究認(rèn)為埃迪卡拉生物群具有后生動(dòng)物親緣性，代謝類型為有氧代謝；而另一些研究認(rèn)為埃迪卡拉生物群是一個(gè)獨(dú)立的門類，其代謝方式為化學(xué)自養(yǎng)。 為了檢驗(yàn)埃迪卡拉紀(jì)生物群的氧化還原敏感性，本文對(duì)西伯利亞埃迪卡拉紀(jì)、含埃迪卡拉生物群化石的碳酸鹽巖進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)收集他人數(shù)據(jù)，得到了一個(gè)高分辨率的區(qū)域和全球氧化還原數(shù)據(jù)集。埃迪卡拉紀(jì)碳酸鹽巖的鈰異常均大于1，表明埃迪卡拉生物群當(dāng)時(shí)的生活環(huán)境普遍缺氧。 此外，該地的δ238U值與其他埃迪卡拉系剖面的數(shù)據(jù)一致，證明當(dāng)時(shí)的海洋是普遍缺氧的。 這些數(shù)據(jù)表明，埃迪卡拉生物群的一些門類至少可以忍受生存環(huán)境里間歇性的缺氧，因此兼有有氧代謝和無(wú)氧代謝的能力。

文章來(lái)源: Nature Communications

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-35012-y

主要作者：Lucas B. Cherry*, Geoffrey J. Gilleaudeau*

學(xué)科：埃迪卡拉生物群，鈰異常，低氧濃度

13

The lower Cambrian lobopodian Cardiodictyon resolves the origin of euarthropod brains

對(duì)于節(jié)肢動(dòng)物頭和腦的起源與演化，學(xué)界一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)一直未達(dá)成能夠調(diào)和不同的形態(tài)和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系的一致理論。本文報(bào)道了寒武系下部葉足動(dòng)物鏈狀心網(wǎng)蟲Cardiodictyon catenulum的化石神經(jīng)系統(tǒng)。化石顯示葉足動(dòng)物不分節(jié)的頭部和腦和由三個(gè)頭區(qū)組成，不同于作用于其軀干附肢的同律腹側(cè)神經(jīng)系統(tǒng)。每個(gè)頭區(qū)與前腸的三部分中的一個(gè)對(duì)齊，并與一對(duì)頭部附肢對(duì)齊。與干群節(jié)肢動(dòng)物的形態(tài)學(xué)對(duì)應(yīng)、以及與現(xiàn)生節(jié)肢動(dòng)物同源基因表達(dá)模式的比較表明，C. catenulum的頭部比真節(jié)肢動(dòng)物的更加原始，但神經(jīng)節(jié)已經(jīng)能夠與螯肢動(dòng)物和有顎類的腦相對(duì)應(yīng)。

文章來(lái)源: Science

原文鏈接：https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/science.abn6264

主要作者：Nicholas J. Strausfeld*, Frank Hirth*

學(xué)科：寒武紀(jì)，葉足動(dòng)物，節(jié)肢動(dòng)物

14

Global patterns in marine organic matter stoichiometry driven by phytoplankton ecophysiology

海洋有機(jī)物中主量元素的比例聯(lián)系著細(xì)胞過(guò)程與全球營(yíng)養(yǎng)物、氧氣和碳循環(huán)。盡管已經(jīng)觀察到不同海洋生物群落之間有機(jī)物C:N:P比存在差異，但是仍需從小尺度的生理和生態(tài)過(guò)程定量研究上述現(xiàn)象。該研究采用一個(gè)可以在生態(tài)學(xué)上不同粒徑的浮游生物內(nèi)部和之間進(jìn)行的適應(yīng)性資源分配的生態(tài)系統(tǒng)模型，以解釋C:N:P比值全球模式的形成原因。該研究發(fā)現(xiàn)，N:C比值變化主要由所有浮游植物共有的生理調(diào)整策略造成，而N:P比值是由具有不同磷儲(chǔ)存能力的生物類群的生態(tài)選擇驅(qū)動(dòng)。盡管細(xì)胞對(duì)光和營(yíng)養(yǎng)物的調(diào)整導(dǎo)致（不同生物類群間）N:C差異很大，但營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)與光長(zhǎng)在深度上的補(bǔ)償作用使得N:C緯度梯度變化不大。N:P比值的強(qiáng)緯度變化反映了一種生態(tài)平衡現(xiàn)象：亞熱帶海域中，P儲(chǔ)存能力較低的小型浮游生物占據(jù)優(yōu)勢(shì)，而高緯富營(yíng)養(yǎng)海水中，P儲(chǔ)存能力較高的真核生物成為優(yōu)勢(shì)類群。南北半球間以及大西洋和太平洋間較弱的N:P差異，反映了可供細(xì)胞儲(chǔ)存的磷酸鹽供應(yīng)差異。盡管該研究?jī)H模擬了兩種浮游植物粒徑，但模型所展現(xiàn)元素比值的全球變化與所有生物類群的測(cè)量值是相似的，這表明生長(zhǎng)條件和生態(tài)選擇的差異性維持了觀察到的浮游植物化學(xué)計(jì)量的多樣性。

文章來(lái)源: Nature Geoscience

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-022-01066-2

主要作者：Keisuke Inomura*

學(xué)科：浮游生物生態(tài)，生態(tài)系統(tǒng)模型，海洋元素比率變化

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Carbon dioxide sink in the Arctic Ocean from cross-shelf transport of den Barents Sea water

千年時(shí)間尺度上，大量大氣碳會(huì)被生物生產(chǎn)的有機(jī)質(zhì)輸入深海，并在其中保留，以緩沖全球變暖。盡管巴倫支海是北極海域生物生產(chǎn)力最高的地區(qū)之一，但普遍認(rèn)為其碳保留時(shí)間很短。本文結(jié)合實(shí)際觀測(cè)和數(shù)值模型模擬，發(fā)現(xiàn)了從巴倫特陸架到約1200 m深的南森盆地存在深度大且范圍廣的側(cè)向碳注入，其通量為2.33 kt C d-1，由巴倫支海底層水的運(yùn)移驅(qū)動(dòng)。隨著與（陸架）流出區(qū)域距離的增加，羽流擴(kuò)展并滲透到更深的水體和沉積物中。盡管存在季節(jié)性波動(dòng)，但連續(xù)注入使巴倫支海的羽流仍將該海域的碳固定量增加了1/3，并為南森盆地的深海區(qū)域提供碳源。該研究結(jié)果與其他富碳、高海水密度的極地海水流出區(qū)域的研究結(jié)果相一致，突顯了側(cè)向注入作為全球碳匯的重要性。該研究解決了海冰減少引起全球變暖負(fù)反饋?zhàn)饔玫牟淮_定性問(wèn)題，需要將底層水形成和生物生產(chǎn)力變化的觀測(cè)提升到更高的分辨率，以量化未來(lái)的深水（側(cè)向）碳注入。

文章來(lái)源: Nature Geoscience

原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-022-01069-z#Fig4

主要作者：Andreas Rogge*

學(xué)科：全球變暖，深海碳遷移

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Alteration history of Séítah formation rocks inferred by PIXL x-ray fluorescence, x-ray diffraction, and multispectral imaging on Mars

能夠同步進(jìn)行晶體尺寸觀察和礦物種類鑒定對(duì)于解釋巖石中的結(jié)構(gòu)關(guān)系和檢驗(yàn)地質(zhì)假說(shuō)至關(guān)重要，但以前研究者們無(wú)法利用火星車上的原位儀器明確地約束這些特性。本研究表明，PIXL裝置（毅力號(hào)探測(cè)器（Perverance rover）上的一個(gè)X射線熒光顯微鏡）檢測(cè)到的X射線衍射和熒光光譜數(shù)據(jù)提供了關(guān)于各種礦物中是否存在相干晶疇的信息。對(duì)耶澤羅撞擊坑（Jezero crater）中Séítah組巖石進(jìn)行的X射線分析和多光譜成像顯示，它們?cè)瓉?lái)是由粗粒的火成礦物相組成。隨后，其中的橄欖石顆粒被部分溶解，并被細(xì)粒結(jié)晶的或無(wú)定形的次生硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和氯化物/氯氧化物礦物所填充。這些結(jié)果支持了假說(shuō)，即Séítah組巖石代表了被流體蝕變的橄欖石堆晶巖，且該巖石在低水巖比環(huán)境下遠(yuǎn)未達(dá)到化學(xué)平衡。

文章來(lái)源: Science Advances

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp9084

主要作者：Michael M. Tice*

學(xué)科：火星，礦物學(xué)，巖石學(xué)

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Oyster reef restoration fails to recoup global historic ecosystem loss despite substantial biodiversity gain

人類活動(dòng)已經(jīng)導(dǎo)致了全球生態(tài)系統(tǒng)的退化。喪失的生態(tài)系統(tǒng)功能從擾動(dòng)開始時(shí)到生態(tài)系統(tǒng)完全恢復(fù)不斷累積，可以被量化為"恢復(fù)債務(wù)"，為開發(fā)更好的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)實(shí)踐提供了寶貴的工具，以加速恢復(fù)和降低損失。本文量化了全球牡蠣棲息地結(jié)構(gòu)性恢復(fù)后動(dòng)物的生物多樣性和豐度向干擾前狀態(tài)的恢復(fù)情況。我們發(fā)現(xiàn)，雖然恢復(fù)工作在2年內(nèi)觸發(fā)了珊瑚礁相關(guān)物種的生物多樣性和豐度的快速增長(zhǎng)，但恢復(fù)速率隨后大幅下降，使全球的恢復(fù)率比干擾前狀態(tài)低35%。雖然高效的恢復(fù)方法可以促進(jìn)恢復(fù)，并將恢復(fù)的差額降到最低，但完全恢復(fù)的時(shí)間還沒(méi)有被量化。因此，未來(lái)潛在的沿海開發(fā)不僅要權(quán)衡對(duì)生態(tài)系統(tǒng)功能的即時(shí)損害，還要權(quán)衡潛在代際損失。

文章來(lái)源: Science Advances

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abp8747

主要作者：Deevesh A.Hemraj, Bayden D. Rusll*

學(xué)科：生物多樣性，牡蠣，珊瑚礁

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Geological, multispectral, and meteorological imaging results from the Mars 2020 Perverance rover in Jezero crater

毅力號(hào)（Perverance）上的Mastcam-Z（Mast-Mounted Camera System）裝置提供了火星車在耶澤羅撞擊坑（Jezero crater）行進(jìn)路線沿線的高分辨率立體和多光譜圖像，將空間分辨、空間覆蓋和波長(zhǎng)覆蓋方面進(jìn)行了獨(dú)特的整合。這些圖像表明巖石具有火成（包括火山和/或火山碎屑巖）和/或撞擊起源，并且經(jīng)歷了有限的水蝕變。上述巖石包括具有風(fēng)化蓋層和多邊形裂隙的巖石；由鎂鐵質(zhì)硅酸鹽、三價(jià)鐵氧化物和/或含鐵的蝕變礦物組成的大規(guī)模的卵石組成的基巖；以及以橄欖石為主的粗粒層狀露頭。輝石是細(xì)粒風(fēng)化層中含鐵礦物的主要類型，而橄欖石則是粗粒風(fēng)化層中的主要礦物。太陽(yáng)和大氣成像觀測(cè)顯示塵埃光學(xué)厚度和水冰云有明顯的內(nèi)部和層間變化。自然現(xiàn)象（塵卷風(fēng)dust devil）和Ingenuity直升機(jī)誘發(fā)的揚(yáng)塵導(dǎo)致的邊界層渦流作為獨(dú)特的例子同樣說(shuō)明了上述結(jié)論。高分辨立體成像也為火星車的運(yùn)行、其他儀器觀測(cè)以及樣品的選擇、定性和確認(rèn)提供了地質(zhì)學(xué)環(huán)境信息。

文章來(lái)源: Science Advances

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo4856

主要作者：James F. Bell III*

學(xué)科：火星

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Positive legacies of vere droughts in the Inner Mongolia grassland

全球變化引起的極端干旱在全世界的草原上不斷增加，干旱的后續(xù)效應(yīng)可能會(huì)大大影響草原生態(tài)系統(tǒng)對(duì)這些變化的反應(yīng)。然而，人們對(duì)嚴(yán)重干旱是否以及如何對(duì)草原生產(chǎn)力產(chǎn)生正面的后續(xù)效應(yīng)仍然知之甚少。通過(guò)將一個(gè)為期4年的降水控制實(shí)驗(yàn)與一個(gè)半干旱草原的40年觀察研究相結(jié)合，本文表明，極端干旱可以對(duì)群落生產(chǎn)力產(chǎn)生強(qiáng)烈的正面影響，而且這種影響可以持續(xù)多年。這背后的機(jī)制是干旱引起的一年生植物的增加和有利的降水模式的耦合效應(yīng)，有利于一年生植物在隨后幾年的繁榮。這項(xiàng)研究為正面的干旱后續(xù)效應(yīng)提供了實(shí)驗(yàn)和觀察證據(jù)，并揭示了其基本機(jī)制。我們的研究結(jié)果表明，正面的干旱后續(xù)效應(yīng)應(yīng)被納入地球系統(tǒng)模型，以更好地預(yù)測(cè)極端干旱對(duì)草原生態(tài)系統(tǒng)的影響。

文章來(lái)源: Science Advances

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add6249

主要作者：Jiamei Sun & Wei Liu, Xingguo Han*

學(xué)科：生態(tài)學(xué)，極端干旱

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Internal tsunamigenesis and ocean mixing driven by glacier calving in Antarctica

南極洲周圍的海洋混合對(duì)冰川動(dòng)力學(xué)和冰架退縮、海冰和海洋生產(chǎn)力產(chǎn)生關(guān)鍵影響，從而影響全球海平面和氣候。傳統(tǒng)的范式是，這是由風(fēng)、潮汐和浮力主導(dǎo)的。來(lái)自南極洲半島的直接觀察表明，冰川斷裂引發(fā)了內(nèi)部海嘯，其斷裂推動(dòng)了劇烈的混合。這些內(nèi)部海嘯廣泛而頻繁，在推動(dòng)區(qū)域陸架混合方面，至少可以與風(fēng)相提并論，而且比潮汐更重要。它們可能與所有入海冰川崩解的地方有關(guān)，包括格陵蘭和整個(gè)北極地區(qū)。隨著海洋溫度的升高，冰川崩解的頻率可能會(huì)發(fā)生變化，這表明在氣候變暖的情況下海洋可能會(huì)發(fā)生內(nèi)部海嘯和混合。

文章來(lái)源: Science Advances

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add0720

主要作者：Michael P. Meredith*

學(xué)科：物理海洋，冰川，海嘯

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Extensive crystal fractionation of high-silica magmas revealed by K isotopes

分離結(jié)晶對(duì)于產(chǎn)生分異的大陸地殼中起著關(guān)鍵作用。然而，在粘稠的長(zhǎng)英質(zhì)巖漿中能否發(fā)生有效的晶體-熔體分離，仍然是一個(gè)長(zhǎng)期的爭(zhēng)論點(diǎn)，這是因?yàn)楹茈y區(qū)分分異的熔體和互補(bǔ)的堆積巖（cumulate）。本文在喜馬拉雅造山帶的54個(gè)強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)高硅（二氧化硅>70 wt%）淡色花崗巖（leucogranite）中發(fā)現(xiàn)了較大的（~1‰）鉀同位素變化，鉀同位素與斜長(zhǎng)石結(jié)晶的微量元素指標(biāo)（如鍶、銣/鍶比值和銪異常）具有相關(guān)性。定量建模表明需要高達(dá)約60%至90%的分離結(jié)晶來(lái)解釋分異的淡色花崗巖中逐漸變輕的鉀同位素組成，而斜長(zhǎng)石的積累導(dǎo)致堆積淡色花崗巖中重鉀同位素的富集。本文的發(fā)現(xiàn)有力地支持了高硅巖漿的分離結(jié)晶，并強(qiáng)調(diào)了鉀同位素在研究長(zhǎng)英質(zhì)巖漿分異方面的巨大潛力。

文章來(lái)源: Science Advances

原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo4492

主要作者：e-Zhou Wang* & Fang-Zhen Teng*

學(xué)科：鉀同位素，結(jié)晶分異，高硅巖漿

各位老師和同學(xué)如有何疑問(wèn)和建議，歡迎發(fā)送郵件至導(dǎo)讀隊(duì)伍的公共郵箱：nju__epsi@163.com。

————南大地科研究生會(huì)————

文案 | 申博恒 柴蘊(yùn)栩 柯偉杰 耿嘉琪 唐演

韓紫嫣 曲揚(yáng) 王書舟 郭壯 李成龍 黃啟桐 孫智新

編輯 | 胡賦晨

審核 | 王孝磊 湯曉茜

本導(dǎo)讀由南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院研究生會(huì)博士學(xué)術(shù)部原創(chuàng)，并授權(quán)《沉積學(xué)報(bào)》今日頭條號(hào)轉(zhuǎn)載