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2021-10-13 中国科学报 冯维维
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  毛利人到达新西兰后南极黑碳增加

  新西兰是地球上最后一批人类居住地之一。木炭记录表明,在13至14世纪毛利人统治之后,野火广泛蔓延,但生物质燃烧排放的确切时间和规模尚不清楚,对原始南大洋和南极洲吸收光的黑碳气溶胶浓度的影响也是如此。

  作者使用了一系列年代久远的南极冰芯记录,表明虽然在过去2000年里,南极洲大陆上黑碳沉积速率是稳定的,但在过去700年里,南极半岛北部黑碳沉积速率大约高出3倍。

  气溶胶模型5表明,观测到的沉积只可能是由于40°S向极地方向排放的增加——这意味着塔斯马尼亚、新西兰和巴塔哥尼亚的火灾,但只有新西兰的古火灾记录表明同时增加。

  1297年,南极半岛北部开始出现快速的沉积增加,这与13世纪后期毛利人定居和16世纪沉积高峰期间新西兰的黑碳排放量一致。虽然木炭和花粉记录表明,塔斯马尼亚岛和南巴塔哥尼亚岛更早的、受气候变化影响的燃烧,但南极洲的沉积表明,新西兰燃烧产生的黑碳排放量超过了过去2000年这些地区的其他工业化前排放量,提供了与遥远南半球早期人类活动相关的大规模环境影响的明确证据。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03858-9

  小行星上细风化层的生成

  宇宙飞船已经在多岩石的小行星上观测到由松散的亚厘米粒子组成的风化层。望远镜数据表明,碳质小行星上也存在风化层,包括(101955)本努小行星和(162173)龙宫小行星。

  然而,尽管观测到一些过程,如流星体轰击和热裂能够将巨石粉碎成松散的物质,但本努和龙宫缺乏覆盖着亚厘米以下颗粒的广阔区域。

  作者报告了亚厘米颗粒的局部丰度与本努岩石孔隙度之间的反相关关系。他们把这一发现解释为,在岩石多孔性很强的地方,松散的亚厘米级颗粒的积聚受到阻碍。高孔隙度的岩石在流星体撞击下被压缩而不是破碎,这与实验室结果一致。热裂比密度较大的岩石进行得慢。

  作者推断,风化层在碳质小行星上并不常见,而碳质小行星是数量最多的小行星类型。相比之下,这些地形在多石的小行星上应该很常见,因为这些小行星的岩石孔隙较少,按组成来看是第二多的小行星。碳质小行星物质较高的孔隙度可能有助于其压实和胶结形成角砾岩,这些角砾岩以碳质球粒陨石为主。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03816-5

  用等离子体活性显微镜载片进行比色组织学研究

  人眼可以分辨多达1万种不同的颜色,但对亮度变化的敏感度却低得多。然而,大多数生物样品基本上是透明的,在标准光学显微镜下几乎看不见。因此,人们非常希望能够产生彩色图像,而不需要添加任何污渍或染料,就可以改变样品的性质。

  作者证明了利用全尺寸等离子体活性显微镜载玻片可以生成比色组织学图像。当样品被放置其上时,这些玻片将介电常数的细微变化转化为鲜明的颜色对比。

  通过在小鼠MMTV-PyMT乳腺肿瘤模型中区分肿瘤细胞和正常乳腺上皮细胞,他们证明了这种技术的生物医学潜力。作者称之为组织等离子体学,将此方法应用于人类诊断组织,并验证其在区分正常上皮细胞、通常的导管增生和早期乳腺癌(导管原位癌)方面的作用。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03835-2

  双层石墨烯轨道磁性驱动的量子反常霍尔八隅体

  量子反常霍尔(QAH)效应是零磁场下手性能带拓扑结构的宏观表现,仅通过拓扑绝缘体的磁掺杂和moiré异质结构的精细设计,就可以实验实现。然而,没有磁性掺杂或moiré工程的看似简单的双层石墨烯长期以来被用来预测具有QAH效应的竞争性有序态。

  作者探索了电导为2 e2h-1(其中e为电荷,h为普朗克常数)的双层石墨烯的状态,这种状态不仅能在异常小的磁场和5开氏温度下存在,而且还表现出磁滞现象。作者表示,这些实验特征为轨道磁驱动的QAH行为提供了令人信服的证据,这种行为可以通过电场、磁场以及载波特征来调节。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03849-w

打印 责任编辑:阎芳
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