《中国科学：地球科学》：俯冲带橄榄岩及其记录的壳幔相互作用

　　据EurekAlert!：“穷荒绝漠鸟不飞，万碛千山梦犹懒”，这是唐代诗人岑参对塔克拉玛干沙漠自然景观的写照。千百年来，浩瀚无垠、寸草不生、荒凉死寂的沙漠是恶劣生存环境的代名词。著名地理学家、浙江大学原校长竺可桢先生也曾说“沙漠是人类最顽强的自然敌人之一”。而在中国，约有60万平方公里的土地被沙漠-沙地所覆盖。研究表明，这些沙漠的环境特征在地质时期曾发生过明显变化。在温室气体排放增加、全球变暖及人类活动增强的背景下，本世纪末，全球干旱区的面积有可能增至陆地表面的56%。作为干旱区主要地表景观的沙漠/沙地如何响应这种气候变化?这是人类社会面临的紧迫环境问题。

　　在中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”项目及国家自然科学基金项目的支持下，浙江大学地球科学学院地理系杨小平教授和他的合作者对中国东部的库布齐沙漠、浑善达克沙地和呼伦贝尔沙地进行了详细考察。利用释光年代学、地貌学、沉积学、古环境学等方法，该团队对沙漠沉积序列中保留的“埋藏土壤”和堆积地貌单元进行了详细解读，重建了中国东部沙地过去一万年来的环境变化框架，并通过与国际沙漠研究对比，对中国沙漠研究的现状和困境进行了讨论。该项研究成果近期在《中国科学：地球科学》中、英文版上在线发表。

　　来自东部沙地的古地貌遗迹和典型风沙沉积序列及古环境代用指标显示：位于鄂尔多斯高原北部、黄河南岸的库布齐沙漠大规模现代沙丘景观形成于地质历史上最新的一个时期，即全新世时期，并在距今约4000至2000年之间发育古土壤，指示了该时段区域降水量或有效湿度增加并促进了植被生长，风沙活动减弱;在最近2000年以来，库布齐沙漠的沙丘扩张除了受自然因素的影响，还与汉唐以来人类垦荒活动密不可分。浑善达克沙地的类现代沙丘景观最初大约形成于12000年前，在此之前浑善达克沙地西部可能存在一个泛大湖;在早中全新世(约9600~3000年)，浑善达克沙地大部分区域比现代明显湿润，普遍发育古土壤。位于内蒙古东北部的呼伦贝尔沙地经历了最长的沙丘固定期，其古土壤早在约14500年前便开始发育，可能一直延续到最近2000年。

　　综合来看，中国东部各个沙地景观特征的空间差异性对古土壤发育影响显著，各个沙地内部不同地点的古土壤发育时间也不尽相同。综合分析目前公开发表的风沙年龄数据库显示，中全新世(尤其是7500~3500年)时期各个沙地的沙丘趋于固定，风沙活动基本偃旗息鼓。各沙地的古环境记录及气候响应模式与现代气候背景表现出良好的一致性。近十年来，中国北方沙漠的古环境记录数量虽有增长，但与我国沙漠/沙地广袤的空间范围仍不匹配，与世界其他地区的沙漠研究还有很大差距。作为干旱、半干旱区不可替代的古环境记录载体，风沙沉积序列的多解性只有在系统深入研究的基础上才能正确甄别。

　　据中国科学院南京地质古生物研究所：近日，由中国科学院南京地质古生物研究所沈树忠和戎嘉余院士主编的《中国科学：地球科学》专辑《中国综合地层和时间框架》正式出版。这是对本世纪以来中国地层学研究进展的一次综合性整理和总结，专辑中发布的中国高精度综合地层框架，无论是对全球或区域地层的深化研究，还是各省区开展例尺地质填图工作，以及在相对精准的时间尺度上开展生物演化研究，都具有重要意义。

　　建国以来，中国地层学研究走过了不平凡的历程。从1959年第一届全国地层会议对中国各纪地层做了第一次系统总结之后，凭借着开展全国性区域地质调查中的岩石和生物地层工作，中国地层学研究取得了重要的进展。此后，每隔约20年召开一次的全国性地层会议令中国地层学研究不断迈向新台阶。1997年以来，寒武系、奥陶系、石炭系和二叠系的11个阶底界“金钉子”在中国的确立，更是让中国地层学走向世界前列。本世纪差不多又走过了近20个年头，随着研究手段增多改进、研究不断深化，地层学正迎来一个新时代。

　　时间和空间是物质存在的基础。在地质历史时期中，发生了一系列重大的生物事件(如生物大辐射、大灭绝及其后的复苏等)和环境剧变事件(如重组、全球海平面升降、温度大幅度升降等)。为了了解这些事件发生的时间、顺序、速度和原因，需要把它们在统一的时间框架中排定。利用地质记录划分地质历史，解决不同地区的地层对比，是所有地质学研究的基础。

　　本专辑涵盖了从埃迪卡拉纪到第四纪总共13个纪的综合地层和时间框架，除传统而富有新意的生物地层方面的最新成果外，还包括了各纪综合地层和时间框架，以及中国主要板块之间的对比，以适应国际地层学有关后层型研究的新要求，为地学领域提供一个以中国剖面为主的时间框架。

　　专辑还提出了综合地层研究领域今后需要重视的几个方面的工作。一是继续加强化石系统分类学研究，尽力提高各时期生物地层学的划分对比精度和可靠性。二是加强高精度地质年代学、同位素地球化学地层学、磁性地层学、旋回地层学、气候地层学等的综合研究，特别是注重海陆相地层系列和各盆地间的对比。三是优化各类地层学数据库的顶层设计，做好深时地层学大数据工作，把关古生物地层资料的准确性和可靠性，做好定量地层学的研究工作。专辑还建议，要利用大数据开展高精度时间框架下的古地理研究，为圈定烃源岩和沉积矿产资源的时空分布提供重要参考，为深化基础科学和满足国家需求服务。

　　《中国天然药物》期刊：研究表明大蒜对防范最危险的心血管疾病可产生积极作用(? Depositphotos / Piotr_marcinski)

　　据俄罗斯卫星网：俄罗斯普列汉诺夫经济大学的科学家与中国同行一起针对组织对大蒜的反应问题进行了综合研究。研究结果表明，大蒜对于防范最危险的心血管疾病可以产生积极的作用。相关研究成果发表在《中国天然药物》期刊上。

　　动脉粥样硬化是现代医学未能解决的最棘手问题之一。这个病多数是由包括心肌梗塞和中风在内的心血管系统病变发展而引起的。

　　今天，为了预防动脉粥样硬化，除了合成药物外，还积极地研制出各种有效的自然药物。普列汉诺夫经济大学的科学家指出，大蒜是未来这种自然药物极好的原料。

　　普列汉诺夫经济大学“营养学与健康长寿”科学研究所负责人瓦西里·卡拉戈金教授解释称：“大蒜可以预防胆固醇沉积在血管内壁上，从而可以预防形成动脉粥样硬化的蚀斑。”

　　他认为，用大蒜制成的药物能够净化血管，甚至可以清除硬化的蚀斑。与此同时，因为没有负作用，所以可以长期服用——甚至终生服用该药。

　　此外，大蒜还能降低血压、降低血液粘稠度和降血脂。科研报告作者指出，今天被注册为“生物活性添加剂”的大蒜制剂，随着时间的推移地位必将改变，未来将成为非处方药物。

　　目前，普列汉诺夫经济大学的专家正在寻找新型大蒜制剂的药理形式，以明确剂量和效果间的依赖关系。

　　据cnBeta：外媒New Atlas报道，一项新研究提出了对已发表的观察性研究的最新元分析，调查长期使用阿司匹林是否会降低患消化道癌的风险。虽然结果表明阿司匹林可能有助于预防某些癌症，但一些专家质疑这种联合研究有多大用处，特别是最近的一项随机临床试验得出了一个非常不同的结论。

　　阿司匹林作为一种预防药物的使用出现在20世纪末。最初被认为可以降低心脏病和中风的风险，最近，它被作为一种可能的癌症预防化合物而浮出水面。然而，关于每日服用阿司匹林的益处的证据并不一致，科学家们仍在争论风险是否大于益处。

　　由意大利研究人员团队领导的一项新研究提供了迄今为止进行的最大的元分析，重点研究了长期使用阿司匹林和减少消化道癌发病率之间的非常具体的关系。该分析汇集了113项观察性研究的数据，涵盖了肠癌、胰腺癌和肝癌等癌症。

　　该研究将定期使用阿司匹林定义为每周至少服用一到两片，并得出结论，阿司匹林的使用与几种癌症风险降低之间存在剂量依赖性联系。一般来说，阿司匹林的使用与结直肠癌风险降低27%，胃癌风险降低36%，胰腺癌风险降低22%有关。根据研究报告，服用较高的剂量，服用时间较长，与癌症风险的降低幅度更大有关。

　　“我们发现，癌症风险随着剂量的增加而降低;与不服用阿司匹林的人相比，每天75到100毫克的阿司匹林剂量与癌症风险降低10%有关;每天325毫克的剂量与癌症风险降低35%有关，每天500毫克的剂量与风险降低50%有关，”新研究的对应作者Cristina Bosetti说。“然而，大剂量阿司匹林的估计仅基于少数研究，应谨慎解读。”

　　分析表明，长期使用阿司匹林在降低癌症风险方面的益处最大，特别是在结直肠癌方面。当阿司匹林的使用时间在五年到十年之间时，看到了最大的好处，然而，研究人员注意到，很少有研究考察非常长期(超过十年)使用阿司匹林的情况。

　　“与不经常服用阿司匹林的人相比，经常服用阿司匹林的人患肠癌的风险下降了，长达十年，”Bosetti补充道。“一年后风险降低4%，三年后降低11%，五年后降低19%，十年后降低29%。”

　　所有这些结果听起来可能是个好消息，为每天使用阿司匹林提供了绿灯，但需要注意的是，还有大量其他研究表明，如果你在其他方面健康的话，定期使用阿司匹林并不是特别有益。

　　去年年初发表的观察性研究的另一项大型元分析看了日常阿司匹林使用和心血管事件之间的关系，但这项分析比较了阿司匹林对已知的危害的潜在好处。

　　汇集了13项研究的数据，该分析的结论是，减少心血管事件和阿司匹林使用之间的关联性很小，但是，阿司匹林的使用也提高了主要出血事件的发生率。该分析的一般结论是，每天使用阿司匹林可能会带来更多的伤害，特别是如果一个人是健康的，并不是心血管疾病的高风险。

　　这些研究大多依赖观察性研究，主要是对定期使用阿司匹林和疾病发生率之间的相关性进行归纳。确定因果关系的金标准来自于随机化的临床试验，2018年，迄今为止最大的一项关于这一主题的研究揭示了有趣的主要结果。

　　尽管有大量的观察性研究将阿司匹林的使用与较低的癌症发病率联系在一起，但ASPREE试验却意外地发现并没有发现这种相关性。安慰剂组和阿司匹林组在几乎所有的指标上都没有什么差别。事实上，阿司匹林组的全因死亡率和癌症相关死亡率出人意料地略高。更为反常的是，阿司匹林组在ASPREE试验中报告的结直肠癌死亡人数比安慰剂组多。

　　来自哈佛医学院的医学教授Andrew Chan说，与这项新的元分析相比，在ASPREE临床试验中发现的不一致的结果可能表明阿司匹林只能降低患癌症的风险，如果在更年轻的时候开始服用的话，可能会降低患癌症的风险。

　　“这些结果确实与ASPREE试验的结果不同，ASPREE试验没有发现与降低癌症风险的关联，甚至暗示可能会增加癌症死亡，”Chan在给New Atlas的一封电子邮件中说。“这可能是由于ASPREE试验只考察了老年人群中阿司匹林的启动情况。阿司匹林在生活中较晚开始服用时的差异化效应需要进一步调查。”

　　最终，Chan建议，如果在50至60岁之间开始服用低剂量阿司匹林可能是一个合理的降低癌症风险的选择。不过他也指出，只有在与医生讨论过风险和利益之后，才应该采取这种行动。来自塔斯马尼亚大学的马克-尼尔森(Mark Nelson)参与了ASPREE项目，他说，他的团队的临床试验工作的数据比观察性研究要可靠得多，即使这些观察性研究被汇集到元分析中也是如此。

　　“这是对观察性研究的元分析，因此会受到残余混杂(residual confounding)的影响，”Nelson在评论新研究时说。“像ASPREE这样的大型前瞻性临床试验，具有判定癌症结局的大型前瞻性临床试验更严谨，因此在提供危害或获益证据方面更可靠。”

　　当被问及是否有其他健康人服用阿司匹林作为预防剂时，Nelson给出了一个简洁明了的答案。“没有，”他说。

　　米兰大学新元分析的高级作者Carlo La Vecchia表示，虽然这项研究似乎确实指向了阿司匹林在预防某些癌症方面的有益效果，但在一个人开始服用这种药物之前，需要考虑很多因素。每个人都有自己的一套主观的危险因素，这意味着不可能有一个适用于所有人的笼统建议。

　　“服用阿司匹林预防肠癌或其他任何癌症，只应在咨询医生的情况下进行，医生可以考虑到个人的个人风险，”La Vecchia说。“这包括性别、年龄、有无一级亲属患此病的家族史等因素，以及其他危险因素。”La Vecchia说。“高风险的人最容易从阿司匹林中获得最大的益处。”

　　据cnBeta：最新研究发现，简单、廉价的血液抗凝剂和止痛药阿司匹林能够显著降低几种类型的消化道癌症风险。该研究结果是基于100多项观察性研究的基础上得出的。

　　乙酰水杨酸，在日常生活中更多时候被称之为阿司匹林，它是一种常见且廉价的药物，通常用于治疗疼痛、抗凝/稀释血液和减少发烧。该药可通过柜台和处方购买，在某些情况下，由于各种健康原因，可每天小剂量服用。由于该药有康宁作用，因此在没有医嘱情况下不应该经常服用或者大剂量服用。

　　近日发表在《肿瘤学年鉴》上的最新研究论文[PDF]指出，在156,000例病例中，定期使用阿司匹林(也就是每周服用一到两片)可有效减少消化道癌，但与头颈部癌症的减少无关。

　　根据调查结果显示，定期服用阿司匹林对消化道癌的影响非常显著，包括肝胆道癌减少38%，胃贲门癌减少39%，肠癌减少27%，胰腺癌减少22%。

　　研究领导 Cristina Bosetti 博士说：“但这并不意味着有人应该开始定期服用阿司匹林，而且也不意味着他们应该开始服用高剂量的药物。”

　　另一位研究人员Carlo La Vecchia教授也指出目前还没有找到阿司匹林服用量和这些消化道癌之间的更精准关系。但是，剂量的选择也要考虑到胃出血的潜在风险，阿司匹林剂量越高，胃出血的风险越大。

　　《肿瘤学年鉴》杂志：血液分析可有助于在人出现病症前检测出50多种癌症(? Sputnik / Anton Denisov)

　　据俄罗斯卫星网：血液分析可有助于在人出现病症前检测出50多种癌症。科学家的结论被发布在《肿瘤学年鉴》杂志上。这项科学资料的作者说，使用新方法的的失误率为0.7%。预计这种方法可以运用到国家筛查计划上。

　　专家解释说，在有肿瘤时细胞外的DNA会出现在内。这种分析可以将其从健康的细胞中分离出来并评估出分子中的异常甲基化。医生用这种方式可以弄清细胞是否属于肿瘤和在内形成的位置。

　　丹娜—法伯癌症研究所和哈佛医学院的科学家们进行了这项研究。科学家们希望进一步的研究可以使血液检测有效对早期肿瘤疾病进行诊断。

　　《肿瘤学年刊》(Annals of Oncology)周二(19日)公布数据指，欧盟民众在过去5年的癌症死亡率持续下跌，但由于污染问题扩大，今年因癌症而死亡的欧盟民众料回升至约141万人。

　　在人口最多的6个欧盟国家中，英国癌症病人死亡率下降比例最高，自2014年减低13%，法国减少10%，德国减少9%，意大利下降7%，西班牙下降5%，但波兰却上升2%。数据显示，欧盟自2014年以人口比例计算，癌症病人死亡率持续下降。2014年每10万名男性中有139人因癌病去世;2019数字为131人，下跌6%。女性方面从86人下降至83人，减少3.6%。

　　今年的癌症死亡个案中，预测78.7万为男性，女性62.2万。研究显示，女性肺癌死亡数字(96,800人)今年料超过乳癌(92,800人)。肺癌对两性来说仍是头号杀手，今年预料死亡数字共27.9万人，其中男性占逾六成。大巴黎区罗斯研究所安迪尔教授认为，在预防癌症方面需要更多投资和工作，尤其减少吸烟人数。(东网驻法国记者吕静仪报道)

　　据环境资讯中心(许祖菱)：台美研究团队今年8月在国际学术期刊《整体环境科学》(Science of the Total Environment)发布最新研究成果，内容指出奈米级塑料微粒，除了降低海洋浮游植物的存活率，也会刺激海洋浮游植物产生高蛋白且具黏性的分泌物，加速塑料微粒聚合，学者为这些聚合体，提出一个新名词：「海洋塑料雪花」(Marine plastic snow)。

　　研究认为，这些与周围的海洋有机物、塑料微粒所形成的较大聚合体，恐会增加塑料微粒沉降海洋的速度与深度，影响表层及深层海洋生态系统;并推论塑料微粒会更容易沾黏至胞外聚合物，被鱼虾等摄食者摄取，最终可能进入。

　　新兴科技媒体中心(SMC)提供海洋大学海洋环境与生态研究所暨海洋中心助理教授许瑞峰、美国加州大学美熹德分校教授靳伟君团队的最新研究成果，该研究比较不同粒径、浓度的塑料微粒，如何影响海洋浮游植物的存活率和生理反应。

　　「海洋雪花」[1](Marine snow)是指各种有机物，互相碰撞包覆，如滚雪球一般越滚越大而形成的悬浮物;该研究首次提出新名词：「海洋塑料雪花」，指的是上面沾黏生物排泄物与碎屑、浮游生物、塑料微粒污染物和细菌等的悬浮物，因为沉降速度快，容易沉降至更深的海洋深度，增加海洋污染物的垂直输送。

　　许瑞峰指出，这些塑料微粒不只影响海洋浮游植物的生长，也让海洋有机物与塑料微粒形成更大的海洋塑料雪花，并沉降到深层海洋，进一步在海洋生态系统中形成「看不到」的风险。

　　此外，海洋浮游植物的存活率和数量的下降，亦可能减少大气二氧化碳被海洋浮游植物固定的数量，降低海洋吸收二氧化碳的能力。

　　海洋大学海洋环境与生态研究所副教授钟至青指出，虽然此研究后续仍有许多研究工作必须完成。但根据这份研究结果，仍可以推论塑料微粒若大量出现在海洋，将会造成植物性浮游生物死亡，影响海洋生态系的运作。

　　钟至青补充道，大量塑料微粒可能改变植物性浮游生物胞外分泌物组成及成份，以及海洋雪与地球环境交互转换循环的过程;塑料微粒更容易沾黏至胞外聚合物[2]，被鱼虾等摄食者摄取，最终可能进入。

　　海洋大学海洋生物研究所助理教授何撄宁则指出，海洋雪花可视为深海生态系统中重要的基础，海洋雪花附着的微生物群落非常丰富，然而塑料微粒影响了海洋雪花的生成与流动，形成海洋塑料微粒雪花，扰乱海洋原本的食物链，并让微米与奈米级的塑料进入深海的食物链当中，使塑料微粒的影响从表层进入深海。

　　科学界2013年提出「海洋塑料生物圈」的概念，流入海中的废弃塑料碎片与微粒，可能成为传播细菌或致病菌的载体，并影响海洋生态。而根据「欧洲塑料协会」(PlasticsEurope)统计，2018年全球塑料产量总计约3.6亿公吨。

　　1.海洋雪花(Marine snow)：是海洋中富含有机物质的聚合体，包含生物排泄物、生物碎屑、浮游植物、细菌和颗粒态有机质，这些悬浮物漂在海里不断碰撞、黏结、包覆，像滚雪球一样越滚越大，就形成了海洋雪花。海洋雪花的形成可加速海洋元素、污染物垂直的循环和传递

　　2.胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances，简称EPS)：浮游植物或细菌所分泌的聚合物，具有黏性，可想作是一种黏着剂，在海洋雪花聚合或生物膜形成扮演关键的角色。

　　本文转载自「环境资讯中心」网站，内容由许多专家学者及民间环团，提供国内外环境教育与环保资讯;主题涵盖全球变迁、温室气体控制、环保生活、环境污染防治、生态保育、能源节约与能源效率、绿建筑等各面向。期许能替没有选票的山林、湿地、海洋、土地发声。

　　马尔代夫由1192座小岛组成，照片为从上空俯瞰部分地区的景象。 这个小小岛国的滩沙与离岸水域中也有全世界最高浓度的微塑料。 PHOTOGRAPH COURTESY EUROPEAN SPACE AGENCY

　　据美国国家地理(撰文：LAURA PARKER编译：涂玮瑛)：数篇新研究提供了更多关于微塑料正在哪里扩散及如何扩散的线索。

　　印度洋的马尔代夫群岛(The Maldives)有1192座岛。 该国政府于1992年又加入一座岛──一座用来当作垃圾掩埋场的人造岛，每天有500吨垃圾倒入岛上。

　　岛屿生活有两项不言自明的道理在马尔代夫特别真实：大多数消费品必须运输进来，以及大多数废弃物是游客制造的。 马尔代夫是一个严重缺乏国内制造业的发展中国家。 根据该国政府的统计数据，每天光是一名游客制造的垃圾就几乎是该国首都马里(Malé)一名居民的两倍，也是其他200座有人居住的岛上居民的五倍。 因此，这个小小岛国去年被列为全世界平均每人管理不善垃圾制造量的第四大国家。

　　澳洲阿德雷德附近的福林德斯大学海洋科学家如今又将一项预料之中的统计数据加进马尔代夫的垃圾恐怖故事：该国的岛链除了以丰富海洋生物多样性著称，在海滩及海岸附近水域也有全世界最高浓度的微塑料。

　　在人口最多的岛奈法鲁(Naifaru)上的22个地点，福林德斯大学的团队于滩沙与浅海珊瑚礁水域计算到高浓度的微塑料。 除了大量微塑料之外，该团队还发现了更不乐观的结果。 大多数微塑料的尺寸都跟珊瑚礁上多种海洋生物所摄食的猎物体型相同。

　　这对于当地并不是个好消息。 这个地区是一个热带海洋生态系统，支持着超过1100种鱼以及从端足类到鲸鱼的929个其他物种，还有170种海鸟。 研究人员收集到的71种鳞鲀(trigger fish)腹中都有塑料，平均每只鱼有八块塑料纤维。

　　该研究的资深作者是福林德斯大学的保育生物学家凯伦. 伯克. 达席尔瓦(Karen Burke Da Silva)，她说：「微塑胶的尺寸非常重要，因为它们会进入最小的鱼和无脊椎动物体内，这些动物接着会被较大的鱼吃掉。 」

　　这些在马尔代夫的发现于8月2日发表在《整体环境科学》(Science of the Total Environment)期刊上，属于今年到目前为止发表的一系列令人惊叹的科学文献，让我们对这场塑料浩劫有了新的理解──而且可能有助于对抗这场浩劫。

　　「为了了解如何缓解塑料污染，我们必须知道其中的变化。 」多伦多大学的海洋生态学家切尔西. 罗赫曼(Chelsea Rochman)说：「知道有塑料污染是一回事，而现在我们需要知道它四处扩散的速度、扩散到热点的速度，还有它在生态系统扩散时发生什麽事。 」

　　虽然大多数早期研究聚焦在海滩上及漂浮在海面上的较大型塑料制品，但较不显眼且分布范围更加广泛的塑料碎片已经扩散到地球的几乎每个角落，从最深的海沟到最高的山脉都涵盖在内。 有些微塑料因为太小而成为灰尘的一部分，被吹到地球各处，高高悬浮在大气中。

　　近年来，科学家已经在数千个地点追踪到微塑料。 这份新研究标志着学界趋势转变为研究罗赫曼所谓的「微塑料循环」──微塑料如何散播、在哪里聚集、如何在过程中转变。

　　初级微塑料是人类有意制造的小粒子，比如用于个人护理产品的柔珠，或是用于塑料制造业的颗粒。 次级微塑料则是塑料最有价值的特性之一──耐久性──所造成的结果。 它们起初是被丢弃的产品，在海洋中受到阳光与波浪作用而崩解。 随着时间过去，碎片变得愈来愈小。 它们大概会存在数个世纪。

　　科学家仍然在探讨该研究的基本中心问题：摄取微塑料会对健康造成什么危害? 我们已经在饮用水、盐、其他食物里检测到微塑料，目前尚未显示出任何危害。 不过对于鱼类与其他海洋及淡水野生动物而言，研究发现微塑料会干扰生殖系统、阻碍生长、降低食欲、导致组织炎症与肝损伤，并改变进食行为。

　　2015年的估计显示，每年从全世界沿海地区流入海洋的塑料废弃物平均为880万吨。 上个月，在皮尤慈善信托基金会(Pew Charitable Trusts)与SYSTEMIQ公司(一家位于伦敦的环境问题智库)发表的一份新报告中，科学家做出了结论，那些流入海洋的塑料废弃物有大约11%──140万吨左右──含有微塑料的四种主要来源：轮胎、制造用颗粒、织物、柔珠。

　　即使明天就关掉流向海洋的阀门，微塑料依然会从已经在海中的垃圾持续积累世世代代。 这种持续碎片化让我们难以计算目前有多少微塑料在海中漂浮。 大多数计算结果估计的是在海面上的微塑料。 2014年模拟的的计算结果认为微塑料数量在5.25兆与50兆之间。 今年的新研究发现这些估计数据都远远太低。

　　来自英国普利茅斯海洋实验室(Plymouth Marine Laboratory)、艾克斯特大学、伦敦国王学院的研究团队及美国佛蒙特州的罗莎莉亚计划(Rozalia Project)──该组织提供船只──在大西洋两端对沿海水域采样。 研究人员使用较细密的网来采集较小的纳米微塑料与纤维，而以前的计算结果漏掉了这些类似被捕食动物的微塑料与纤维。 他们的估计结果发表在《环境污染》(Environmental Pollution)期刊上，认为全球微塑料总数在12.5兆与125兆之间──是以前数据的两倍以上。

　　「我们之前使用传统的采样方法，严重低估了海中的微塑料数量。 」普利茅斯海洋实验室的海洋生态学家马修. 柯尔(Matthew Cole)是该研究的共同作者，他说：「有了足够细密的网子，我们就有可能揭露这张潜藏在海中且原本无法看见的分布图。 而且这只是海洋表面而已，沉入海底的微塑料并没有纳入这些全球计算结果。 」

　　科学家长久以来一直认为全球海床是微塑料的主要沉积处。 不过，他们对于海床的微塑料浓度与分布情形所知甚少。 一支来自德国、法国、英国的研究团队目前已经发现，强力的底流对于将微塑料集中在特定热点上发挥了关键作用──这些海床上的热点就类似于聚集在海面大洋环流内的漂浮「垃圾带」。

　　该团队在意大利以西的地中海海床仔细搜查，发现了聚集的微塑料，其累积数量比从前记录的更多，甚至在深深的海沟里都有。 光是一平方米就有一层含有高达190万个微塑料的薄层。

　　令人担忧的是，这些热点也是海绵、冷水珊瑚、海鞘的重要栖地，它们特别容易受到微塑料的影响，因为它们是滤食性动物。

　　在南威尔斯的15个河流地点，科学家仔细检查了白喉河乌(white-throated dipper)的排泄物与反刍物，发现这些鸟以摄取塑料的淡水无脊椎动物为食，每天会吃下大约200块塑料──而科学家因此认为，这种现象会使塑料有机会进入食物网。 他们的研究发现刊登在《全球变化生物学》(Global Change Biology)期刊。

　　中国农业科学院的科学家发现，农业的塑料布覆盖措施可能对农作物产量造成长期威胁。 这项技术是将塑料膜覆盖在农田上，以保留湿气、控制杂草、提高土壤温度，进而可能使农作物产量平均增加25%到42%。 这项措施广泛在中国的小型农场中使用，大约占中国农田总数的13%。 因为半干燥与干燥地区的旱灾愈加严重，所以中国与全世界都逐渐增加这项措施的使用。

　　最普遍使用的塑料膜很容易随着时间撕裂分解。 在《全球变化生物学》上发表的研究报告中，研究团队做出结论，认为如果在采收后收集这些塑料膜，这项措施就可能是安全的。 不过，有66%的受访中国农民告诉科学家，他们没有这么做。 研究人员估计，超过50万吨的塑料已经累积在中国的土壤里。

　　塑料碎片会改变土壤的结构与化学组成;邻苯二甲酸酯(phthalates)等添加物就与土壤污染有关。 在含有塑料碎片的土壤中生长的农作物具有较低的产量、高度及根部重量。 该研究发现，塑料污染已经降低了中国的棉花产量。

　　探讨微塑料如何在全世界散播的研究原本都聚焦在海洋。 罗赫曼说，全球沙尘活动已经被研究数十年了，但科学家直到最近才发现沙尘携带着「大量微塑料」。

　　犹他州立大学的科学家珍妮丝. 布拉尼(Janice Brahney)在研究风如何将氮及磷等营养素散播至整个美西地区时，偶然发现塑料制品的问题。 她说：「我研究沙尘，以及它如何将营养素运送到遥远的生态系统。 」

　　不过，当她在显微镜下检查从11座国家公园与荒野地区采集的样本，她很惊讶地发现细小的塑料纤维。

　　她认为，每年有超过1000吨微塑料飘落到美国西部的荒野地区与国家公园。 她的分析结果发表在《科学》(Science)期刊上，显示微塑料会以不同层次透过大气传播。 较大的粒子会在潮湿天气沉积，而且最有可能来自周遭地区。 细小、极轻的纤维则会传播长途、跨洲的距离，成为全球沙尘活动的一部分，最后才会落入地面，且通常是在干燥天气飘落。

　　「塑料正在从天空落入所有物体。 」布拉尼说：「普罗大众应该要深深记住的是，虽然我们直到现在才注意到这个问题，但这并不是新出现的问题。 这个问题在好转之前会先继续恶化。 我们不知道的还有很多，真的很难完全理解无所不在的塑料会产生怎样的影响。 」

　　据俄罗斯卫星网：俄罗斯科学基金会发布消息称，俄罗斯科学家通过将艾草基因转移到菊花，成功研制出俄罗斯首个国产抗疟疾药物。这种转基因植物富含在疟疾治疗中起到重要作用的天然抗生素—青蒿素。

　　疟疾是经按蚊叮咬或输入带疟原虫者的血液而感染疟原虫所引起的虫媒传染病，威胁着全球近一半的人口。疟原虫随着血液进入肝细胞并在其中繁殖，从而引起发烧、急性肝肾衰竭、贫血、内脏器官增大和中毒性休克。恶性疟疾甚至会导致肺水肿和疟疾昏迷。由于人口迁移，莫斯科州和高加索地区近期持续记录到疟疾疫源地。科学家表示，气候变暖将增加蚊虫传染疾病的时期，这将加速俄罗斯疟疾的传播。

　　青蒿素是一种从一年生艾草中提取的天然抗生素，是治疗感染热带疟疾的必需药物。但是，俄罗斯从未生产过青蒿素和任何其他抗疟疾的药物，治疗只能使用外国药物。即使在国外也只是使用从野生植物中提取药物，没有进行大规模生产。俄罗斯科学院舍米亚金和奥夫钦尼科夫生物有机化学所科学家提出使用另一种方法生产青蒿素—在实验室条件下通过基因工程获得青蒿素。

　　俄罗斯科学院舍米亚金和奥夫钦尼科夫生物有机化学所下属的植物基因组表达系统和改造实验室负责人、生物学博士谢尔盖·多尔戈夫表示：“大多数现代药物都含有活性介质，要么本身就是，要么是从植物中分离出来的。艾草提取物确实有效，但一年生的艾草通常生长在岩石或草原地区，而在其他气候条件下非常少。因此，为了满足大规模生产药物所需的原料，必须关注现代分子生物学方法。”

　　研究作者的核心思想是将艾草的青蒿素代谢途径基因转移到另一种寄主植物上。研究证明，这种方法可以提高青蒿素数量数倍。艾草中可用来治疗的青蒿素含量平均不超过叶子干重的1%，这无法满足大规模临床生产。

　　科学家利用菊花进行基因改造。菊花中含有很高的天然萜类化合物及其前体—一种具有广泛药用的天然生物活性化合物。因此，菊花成为获得青蒿素的最佳选择。借助基因移植，青蒿素在叶绿体中产生，随后覆盖整个叶片。通常，青蒿素仅在艾草的毛状体中产生，也就是艾草表皮毛细胞，因此产量很低。

　　研究共同作者、耶路撒冷希伯来大学亚历山大·温斯坦教授的实验室已鉴定出四个基因：ADS、CYP71AV1、DBR2和CPR。这些基因全都编码为青蒿素合成代谢途径的酶。把它们“移植”到新环境并添加其他基因后，预计青蒿素产量将达到商业可行的水平。

　　生物学家通过分析独立转基因株系的所有靶基因，将RNA分子转变为单链互补DNA，在逆转录酶的作用下进行DNA拷贝。目前，首个成功培育的转基因菊花已种植在温室中，用于下一步的科学研究。通过高效液相色谱法与薄层色谱法证实存在青蒿素。

　　目前，生物学家正在提高青蒿素在所得植物中的积累水平、研发有效的分离方法以及研究抗疟疾物质对实验室动物的影响。

　　据俄罗斯卫星网：科学家发现葡萄、巧克力和绿茶的化合物能阻断冠状病毒。相关研究发表在《植物科学前沿》杂志上。

　　科学家指出，参与复制机制的主要蛋白酶Mpro是冠状病毒的薄弱之处。还了解到在与强大的抗炎和抗氧化性能而闻名的植物食品相互作用时Mpro会被抑制。

　　北卡罗莱纳州大学的专家们研究了这种化合物存在的食品和药用植物。电脑模拟和体外实验室试验显示，绿茶和葡萄含有的物质非常成功地抑制Mpro的功能，可可粉和黑巧克力中的化合物会把蛋白酶的活性降低大约一半。

　　据美国国家地理(撰文：SARAH GIBBENS 编译：钟慧元)：从工业时代以来，植物就一直尽情吸收碳，但科学家担心植物可能也快要吸饱碳了。

　　你身边所有的灌丛、藤蔓和乔木，在吸收大气中多余的碳方面，都扮演着至关重要的角色。 而有一项新研究指出，一直到现在，植物都在帮忙吸收过量的碳排放。

　　但植物终究会在某个时候吸饱了碳，因此这只能减缓气候变迁的绿色援手，终究也会开始萎缩。 至于这状况何时会发生，正是科学家目前竞相找出解答的问题。

　　自从20世纪早期工业开始以来，因为人类活动而排放到大气中的碳也迅速增加。 这项研究的作者群利用计算机模型推论出植物的光合作用增加了30%。

　　「这有点像是，虽然暴风雨时乌云密布，但你还是能在乌云边缘看见一丝金光。 」澳洲詹姆斯库克大学的生态生理学家，也是这项研究的作者卢卡斯. 瑟努萨克(Lucas Cernusak)说。

　　瑟努萨克和同事所采用的数据，是2017年刊登在《自然》期刊上一篇测量冰核与空气样本中羰基硫(carbonyl sulfide)含量的研究。 植物在进行天然的碳循环时，除了吸收二氧化碳以外，也会吸收羰基硫，这个特性常被用于测量全球规模的光合作用。

　　「陆域植物大概吸收了人类排放碳量的29%，而这些碳原本会造成大气中二氧化碳浓度增加。 我们的模型分析显示，陆域光合作用是陆地碳汇(carbon sinks，亦名「碳库」，是能够吸收、储存如二氧化碳等碳化合物的天然或人工「仓库」的驱力，而其重要性超越其他大部分模型原本的估计。 」瑟努萨克说。

　　凯莉. 桑戴尔(Kerrie Sendall)是乔治亚南方大学的生物学家，她研究的是各种气候变迁情况下的植物生长。

　　因为植物吸收羰基硫的量可能会因为植物受的光照量而有不同，桑戴尔说这项研究的估计值「有可能高估了。 」但她也指出，大部分测量全球光合作用的方法多少都有相当程度的不确定性。

　　无论光合作用增加的效率为何，科学家都同意，过量的碳，作用就像植物的肥料一样，促进了植物的生长。

　　「有证据显示植物长出了更多叶片，木质部分的量也更多，」瑟鲁萨克说：「而植物所吸收的碳其实大部分都储存在木质部分里。 」

　　橡树岭国家实验室(Oak Ride National Laboratory)的科学家发现，当植物暴露在二氧化碳含量较高的环境中，树叶气孔的大小也会变大。

　　在二氧化碳大幅增加的这种环境中，「植物叶片组织的成分也有一些差异。 」她说。 「植物会长出比较硬的叶片、让草食动物比较不容易啃咬，幼虫也比较不容易在上面生长。 」

　　「陆域碳汇对大气中二氧化碳的持续增加会出现何种反应，到目前为止还是全球碳循环模型设计中最大的不确定因素，对于气候变迁预测的不确定性，这一点是很大的原因。 」橡树岭国家实验室在他们的网站中指出。

　　开垦土地做为农牧业使用以及化石燃料的排放，是对碳循环最大的影响。 科学家说，若未能有效减缓这两种状况，临界点的到来就是无可避免的。

　　「我们排放出去的二氧化碳，大部分都会留在空气中，二氧化碳浓度会迅速增加，而气候变迁的速度也会更快。 」西安大略大学的生态生理学家丹妮尔. 维(Danielle Way)说。

　　伊利诺大学和农业部的科学家，一直在试验能否利用基改植物储存更多碳。 有一种名为核酮糖双磷酸羧化酶(rubisco)的酵素，负责捕捉二氧化碳供光合作用使用，科学家希望能让这种酵素的效率更好。

　　近来对基改作物的测试显示，强化核酮糖双磷酸羧化酶能增加约40%的产量，但想要把基改植物酵素做大型商业规模的应用，可能还需要超过10年才能实现。 到目前为止，用来做过实验的只有烟草之模拟较常见的作物，而核酮糖双磷酸羧化酶对树会有什么影响，目前还不清楚，而树才是能捕捉最多碳的植物。

　　2018年9月，环保团体在旧金山集会，讨论拯救森林的计划，森林是天然资产，而他们说森林是「被遗忘的气候变迁解决之道」。

　　「我认为决策者应该响应我们的发现，确认陆域生态圈目前是有作用的、是有效率的碳汇，」詹姆斯库克大学的瑟鲁萨克说：「采取立即的手段保护森林，让森林可以持续发挥这样的功能，同时人类也必须立刻开始降低能源制造业的碳排放量。 」

　　青藏高原东南缘两条壳内低速带(灰色阴影区域, 对应于壳内Vsv=3.4km/s的等值面) (a)和高速的峨眉山大火成岩省(蓝色曲面, 对应于壳内Vsv=3.65km/s的等值面) (b)的三维可视图

　　据EurekAlert!：青藏高原东南缘是研究青藏高原介质变形和物质运移的重点区域。前人在该区域发现了两条非常明显的壳内低速带，其可能是作为青藏高原物质向东南逃逸的通道。最近的一项高分辨率地震学成像研究揭示了这两条壳内低速带的连通性及其成因，并提出该区域地壳和上地幔主要存在三种动力学模式。

　　研究相关的文章题目为：“青藏高原东南缘地壳上地幔三维S波速度结构及动力学意义”，近期发表于《中国科学: 地球科学》，论文第一作者为中国科学技术大学的博士研究生张智奇，通讯作者为姚华建教授。

　　青藏高原东南缘作为青藏高原物质挤出的重要通道之一, 前人在该区域进行了大量的地球物理研究。大量面波、体波成像及大地电磁成像结果都在该区域的中下地壳中观测到了两条低速带或高导层。不过受限于成像方法和台站分布范围, 前人的研究结果并未能很好的检验这两条低速带之间的连通性。

　　该研究主要利用青藏高原东南缘固定台站记录的10年地震瑞利面波数据和1年背景噪声数据，采用面波三维直接反演方法得到该区域较精细的地壳上地幔三维S波速度(VSV)结构模型。新模型同样发现在研究区域中下地壳存在两条低速带，分布在松潘-甘孜块体与川滇菱形块体西北部地区, 以及小江断裂带及其东侧的云贵高原地区;而在云南中部峨眉山大火成岩省内带地壳中观测到了一个非常明显的柱状高速体。该高速体在在安宁河-则木河断裂带附近将两条壳内低速带隔开(图 1)。研究者认为西北侧的低速体可能来自于青藏高原壳内物质的挤出，而小江断裂带及东侧的低速体则很可能是其地壳本身增厚导致了壳内长英质物质发生塑性变形甚至部分熔融而造成的。此外, 小江断裂带中下地壳呈现显著的正径向各向异性 (VSHVSV)也增强了VSV结构的低速异常幅度. 小江断裂带的壳内低速异常体向南跨过红河断裂带延伸到越南北部, 其形成可能与上地幔热源密切相关. 在上地幔顶部, 红河断裂以南的印支和华南块体中出现了大范围的低速异常, 并随着深度增加逐渐沿着小江断裂带向北延伸进入扬子克拉通。基于成像结果, 研究者认为青藏高原东南缘正同时经历三种不同模式的构造运动: (1) 上地壳物质强度较大, 在大型走滑断层的控制下呈刚性挤出; (2) 中下地壳存在被较高强度物质分隔开的两片黏塑性物质区域, 在区域应力场和断裂带的控制下向南发生塑性运移; (3) 红河断裂以南的上地幔主要受控于大规模的软流圈物质上涌, 与岩石圈拆沉和缅甸下方印度板块的东向俯冲与后撤密切相关。

　　这项研究结果为青藏高原东南缘的壳内低速带的连通性和成因以及壳幔动力学过程提供了新的认识，对该区域今后的动力学研究具有十分重要的参考价值。

　　该项目得到了国家重点研发计划项目(编号: 2018YFC1503400)和中国地震科学实验场项目(编号: 2018CSES0101)资助。

　　为同时获得高超声速飞机高升阻比、高容积率、和高升力, 最近一项研究提出一种全新布局。《中国科学 物理学 力学 天文学》英文版2018年第2期封面文章报道了这一工作。

　　据EurekAlert!：近期一项研究提出一种全新的“I”型双升力面布局, 采用这种布局的飞行器可同时满足高升阻比、高升力系数和高容积率的“三高”需求, 该布局为未来高超声速飞机的设计开辟了一条新途径。

　　这篇名为“Hypersonic I-shaped aerodynamic configurations”的快报文章以封面形式发表于《中国科学: 物理学 力学 天文学》英文版2018年第2期, 由中国科学院力学研究所崔凯研究员担任通讯作者撰写。

　　高超声速飞机的飞行速度一般可达现有飞机的7倍以上, 可大幅缩短飞行时间, 为未来洲际旅行提供一种更为快捷舒适的交通工具。飞行器的气动布局一般须具有“三高”特点, 即高升阻比以保证其航程, 高升力使其在高海拔巡航飞行条件下保持升重平衡, 高容积率以满足载客/载货需求。但由于在高速飞行条件下, 激波和摩擦阻力急剧上升, 飞行器的升阻比很难提升。此外, 升阻比和升力系数均与容积率存在强烈的矛盾关系, 这是现阶段制约飞行器气动性能提升的主要瓶颈问题。

　　针对上述问题, 该项研究提出了一种全新的气动布局概念, 其主要特征在于采用双升力面立体布局方式, 由于轴向投影形状类似于英文字母“I”, 故命名为“I”型布局。该布局的核心思想是采用了原创性的“高压捕获翼”设计原理, 通过在传统布局上方增加额外的升力面来有效捕获两次压缩后的高压气流, 产生高升力并大幅提高飞行器的升阻比, 进而有效缓解容积率与上述气动参数间的矛盾关系。该研究在前期基础上, 综合运用数值模拟、实验设计和数值优化等技术开展了构型优化, 并基于高精度数值仿真对其性能进行了评估。结果表明, 其在大容积率(约0.175)条件下可获得超过4.5的升阻比, 且在最优升阻比条件下升力系数较乘波体等现有先进布局提高达60%左右。

　　自2011年以来, 该研究团队沿这一方向已坚持开展了7年多的研究。在现有工作基础上, 后续还有一系列基础科学和关键技术问题有待深入探索, 包括针对该布局形式的复杂的三维激波/激波相互作用、三维激波/边界层相互作用、热防护问题、新型布局的静/动稳定性和控制等。

　　该文由中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室崔凯研究员、肖尧博士、徐应洲博士和李广利博士共同完成, 并得到了国家自然科学基金(Grant Nos. 11372324和11572333) 以及高温气体国家重点实验室 (Grant Nos. LHD2017TC01, LHD2017MS04和LHD2017QN03)的资助。

　　据EurekAlert!：北京师范大学方修琦教授等在《中国科学：地球科学》上发表题为“18~19世纪华北平原的气候变化与粮价异常”的研究论文，该文揭示了清代华北平原地区气候变化与粮价异常之间的关联。

　　粮食安全是历史气候变化影响研究的核心议题之一，粮价是表征气候变化影响粮食安全的关键指标之一。18~19世纪之交是“小冰期”温暖时段向寒冷时段的气候转折阶段，也是清代社会经济由盛转衰的转折期，气候变化对华北平原地区社会经济的影响趋于显著。在此气候变化影响从农业生产危机向社会危机传递过程中，粮价的表现和作用有待进一步探讨和论证。

　　该研究充分利用高分辨率的清代粮价数据和气候重建序列，采用序列比对、相关分析及小波分析等方法，从气候变化对粮食安全影响传递的视角，分析了18~19世纪之交华北平原气候变化与粮价异常的关联，并探讨了极端高粮价年出现的自然与社会经济背景。

　　研究发现18~19世纪之交华北平原气候变化与粮价异常存在密切关联：1781~1820年华北平原粮价均值、去趋势粮价变率和异常脉冲幅度的增加，与气候转冷变干的阶段性转折存在显著对应关系，粮价与降水量负相关关系以及两者负位相周期共振均显著加强。极端高粮价年与干旱事件的对应关系存在显著的阶段性，多次极端干旱事件是1811~1820年粮价异常脉冲的直接原因。社会经济因素在1811~1820年粮价巨幅脉冲式异常中起到了重要作用。1813年爆发的天理教起义加剧了粮价异常脉冲，显示除“降水-粮食产量-粮价波动”的路径之外，气候变化还可能通过“降水-粮食产量-粮价波动-饥荒--粮价波动”的路径对粮价产生更重大的影响。

　　据EurekAlert!：地球自从30亿年前就可能开始出现板块构造运动，其中俯冲作用是其核心过程，并逐步导致水圈、大气圈、生物圈等圈层的协同演化，实现着不同圈层间的物质循环和能量交换。根据俯冲带构造属性的不同，可将其划分为洋-洋、洋-陆和陆-陆俯冲带之上的不同地幔环境。俯冲带型蛇绿岩地幔单元和地幔楔型造山带橄榄岩分别代表着大洋和俯冲带侵位的地幔岩石，是研究俯冲带壳幔相互作用的关键对象。大洋型俯冲带橄榄岩记录了从洋-洋俯冲启动、发展、成熟甚至消亡阶段复杂的熔/流体交代、熔-岩和水-岩相互作用、变形变质过程、金属成矿作用以及壳幔物质交换动力学过程;型俯冲带橄榄岩则记录了从洋-陆俯冲到陆-陆俯冲、碰撞、折返阶段的强烈物理变形变质过程、多种性质的熔/流体交代作用，以及高度复杂的壳幔物质循环过程。

　　中国地质大学(武汉)郑建平教授等人撰写的题为“俯冲带橄榄岩及其记录的壳幔相互作用”一文，近期在《中国科学：地球科学》2019年7期出版。研究汇总了全球代表性俯冲带橄榄岩的研究现状，揭示了俯冲带从产生直至成熟甚至到消亡等不同阶段中复杂的变形变质过程、多种性质的熔/流体与壳幔岩石相互作用及物质循环过程等。

　　在俯冲带“壳幔界面”处，俯冲板片与地幔楔之间发生强烈且复杂的物理混杂作用、壳幔物质交换和流/熔体活动，诱发汇聚板块边缘大规模的构造、岩浆、变质和成矿作用。地幔楔是俯冲带系统的重要组成单元，位于俯冲板片之上、上覆板块地壳之下的“楔形”地幔区，在地球内部物质循环、壳幔物质相互作用过程中起着承上启下的关键作用。俯冲带内壳幔物质间的物理作用主要表现在不同岩石通过机械混合形成混杂岩带，地幔楔橄榄岩内各种裂隙和剪切带的发育，岩石和矿物的塑性或脆性变形，并容易导致地幔楔橄榄岩的水化交代过程，结果是对岩石的密度、磁性、波速等物理性质产生重要影响。俯冲带内壳幔物质循环及元素交换等所表现出的化学相互作用，主要是通过流/熔体与地幔楔岩石发生反应来实现。在不同温压条件下的硅酸盐岩石-水体系中，俯冲带内的流/熔体可划分为富水流体、含水熔体和超临界流体等。发现俯冲带壳幔物理作用过程主控着造山带和地幔楔的空间几何结构以及构造组合，同时也约束了壳幔化学相互作用所发生的物理空间。宏观和微观的变形作用对俯冲带壳幔界面的变质过程、熔/流体活动以及交代作用，均起着关键的“催化”作用。

　　中文版：郑建平, 熊庆, 赵伊, 李文博. 俯冲带橄榄岩及其记录的壳幔相互作用. 中国科学: 地球科学, 2019, 49(7): 1037–1058

　　据EurekAlert!：海啸是重要的海洋灾害之一，经常与地震灾害伴生，可以跨洋传播而不明显损失能量，登岸时波高骤升，对沿岸造成巨大的生命财产损失。21世纪以来，海啸灾害频发，引起世界各国对海啸成因机制及预警研究的重视。海啸数据对解析俯冲带大地震的破裂模型也有重要作用。

　　近日，上海交通大学安超博士发表了综述性文章《海啸和海啸预警的研究进展与展望》，从海啸生成、传播、反演和预警等方面对地震海啸研究和预警进行了综述和展望。文章近期发表于《中国科学：地球科学》中、英文版。

　　在海啸生成方面，文章分析了目前常用的海啸生成模型所做的三个假设及其产生的误差，即忽略地震破裂过程、假设海面抬升与海底变形完全相同以及忽略海水的可压缩性。在海啸传播方面，目前最常用的数值模型都基于浅水波或者弱非线性若色散波浪理论;文章对远场海啸波受到地球弹性、海水可压缩性及海水分层等因素影响而导致波速变化的研究进行了综述。在海啸反演方面，文章对几种常用的海啸反演算法进行了分析，即有限断层反演、初始水面变形反演以及时间反转方法。文章指出，海啸数据对约束俯冲带大地震的震源参数至关重要，但同时海啸数据包含的震源细节信息有限，对震源破裂的时间和空间分辨率都较低。在海啸预警方面，文章指出目前最可靠的海啸预警策略仍然是依赖于海啸浮标数据;在没有海啸浮标的区域，通过其他数据推断震源破裂的整体特征，再构造简化的均匀破裂模型进行海啸预警是一个可行的策略(表1)。最后，文章对新兴起的海啸灾害的概率性评估方法进行简要介绍，并指出考虑特定区域的地质构造特征是对此方法一个可能的有效改进。

　　(1)随着海啸观测数据的丰富，地震海啸的研究也日趋成熟。海底压强观测数据的出现和丰富有望促进有关地震海啸过程中多种物理现象的研究。

　　(2)海啸浮标仍然是目前进行海啸预警的最可靠手段。在没有海啸浮标的情况下，通过地震波、大地测量等数据估计地震的总体特征，再使用均匀位错模型预测海啸波是一个可行的预警手段。

　　(3)概率性海啸灾害评估方法可用于评估海啸模拟中多种参数的不确定性。考虑区域地质构造特征，构建符合区域特征的地震参数的概率分布是改进此方法的一个可能方向。

　　安超. 2021. 海啸和海啸预警的研究进展与展望. 中国科学: 地球科学, 51(1): 1–14

　　据EurekAlert!：评估近300年中国耕地开垦导致的陆地生态系统碳收支，有助于降低陆地生态系统碳排放估算的不确定性。近期，学杨绪红(第一作者)和金晓斌(通讯作者)等人的最新估算结果发表在《中国科学：地球科学》(英文版)2019年第2期。该文利用历史文献析出历史耕地数据，之后基于历史自然植被和耕地数据集建立了不同生态系统的开垦速率，最后设定碳密度和响应曲线参数，利用簿记模型估算近300年来中国耕地开垦导致的碳排放量。

　　人类土地利用活动导致的碳排放成为核算陆地生态系统碳储量变化中最复杂的碳源，且具有最大的不确定性。过去300年，中国人口规模、土地覆被变化显著，同时丰富的人丁、赋税、田亩等文献记载为历史土地利用效应研究提供了充足可信的基础数据源，也为开展历史时期土地利用碳效应研究提供便利。

　　研究采用“模型模拟-格局比对-局部调整”思路重建了垦殖活动前的中国潜在自然植被格局，结合历史耕地数据集和碳密度变化规律，推算了土地利用变化率和碳密度;在构建不同气候与生态系统下的干扰响应曲线参数后，应用簿记模型核算了高、中、低三个排放情景下近300年中国耕地开垦导致的碳排放总量。高精度的潜在自然植被格局和历史耕地数据集，会有效降低碳排放估价结果的不确定性。采用相同模型估算近300年土地利用碳排放，Ge等(2008)估算结果介于4.50~9.54Pg C，远小于Houghton等(2003)估算的17.1~33.4Pg C。该研究估算的1661~1980年中国耕地开垦导致的碳排放量介于2.94~5.61Pg，适中值为3.78Pg，不确定大幅降低。

　　研究发现，过去300年中国耕地累积增加约79.30万平方公里，开垦的耕地主要来源于森林(65%)和草地(26%);不同生态系统的碳排放差异较大，森林开垦导致的碳排放最大，草地和沼泽次之，灌丛的碳排放量最少，荒漠生态系统在开垦过程中表现为碳汇。过去300年耕地开垦的碳排放总量，在年际间呈两头高中间低的U字型格局，在省际间表现为东北和西南地区的碳排放总量较大，而新疆、、青海碳排放总量相对较少。

　　WOA18多年代水文数据反演的地转流((a), (b), (d), (e), 单位为cm s?1)和OFES模式模拟的上200m层平均绝对流速u ((c), 单位为cm s?1). 中间图(c)的黑色粗实线代表地转流计算的各个断面位置. 请注意中深层潜流区域的流速等值线间隔较小

　　据EurekAlert!：热带太平洋对全球热带和我国气候具有重要的影响，而穿梭其中的热带太平洋西边界流系统在气候系统中扮演着重要角色。大尺度海洋环流对海洋热量和质量进行着再分配，是塑造地球海洋环境的基本动力过程之一。热带太平洋西边界流是全球大洋环流系统的关键部分，对西边界流变化的准确评估有助于理解地球气候系统的变化规律。最近研究表明，在全球变暖背景下，全球平均海洋环流在过去20多年以来存在显著的加速现象，且这种加速过程主要在全球热带海域。但是，热带太平洋西边界流在全球变暖背景下究竟是增强还是减弱尚不清楚，回答这个问题的关键在于海洋观测。

　　近日，《中国科学：地球科学》发表题为：“历史水文观测数据反演的热带太平洋西边界流多年代变化趋势”的文章，该项工作使用过去60多年积累的热带太平洋水文观测数据评估了热带太平洋西边界流流量的多年代变化趋势。中国科学院海洋研究所胡石建研究员为论文第一作者兼通讯作者。

　　胡石建团队针对热带太平洋区域，利用最新发布的世界大洋数据集(WOA18)的年代平均水文观测时间序列，计算了1955年至2017年间热带西太平洋北赤道流、北赤道逆流、棉兰老流、源地黑潮和新几内亚沿岸潜流的地转流，估算了各海流的流量及其多年代变化趋势，分离并讨论了温度变化和盐度变化在海流年代际变化中的贡献。研究发现，北赤道流、棉兰老流和新几内亚沿岸潜流在过去60多年中均表现出显著的增强趋势，主要是温度变化贡献的，动力高度的变化趋势模态与各西边界流的变化趋势吻合。热带西太平洋海域区域平均纬向风应力可比较准确地刻画各海流流量的年代际变化特征和多年代增强趋势，各西边界流区信风的增强是导致流量增强的主要原因。该项研究为估计西太平洋大尺度海洋环流的多年代变化趋势提供了重要观测证据。

　　该项研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院海洋大科学研究中心重点部署项目、CAS-CSIRO合作项目和中国科学院青年创新促进会会员项目资助。

　　据EurekAlert!：氧是几乎所有好氧生物生存和繁衍所必不可少的物质，其与复杂生命体的形成和发展有着千丝万缕的联系。最近一项综述论文系统地总结不同时空尺度氧循环的最新成果及其在塑造我们目前的宜居地球所起到的重要作用。

　　文章在总结前人最新研究成果的基础上，提出了以氧循环为核心的地球系统五大圈层耦合模型，阐明了氧循环在其中起到的纽带作用。文章全面总结了包括现代和地质时期在内多时间尺度上氧循环变化及其对地球宜居性的影响，并展望了氧循环研究未来发展趋势。

　　“人们认为我们所呼吸的氧气是取之不尽、用之不竭的，而事实上，地球系统经历了数十亿年的演化和发展，最终才形成了现在的富氧大气以及充满活力的生态系统。” 文章的通讯作者兰州大学黄建平教授指出，“这些过程中包含了地球系统各个圈层的相互作用，是多时空尺度和多学科交叉的复杂问题。”这篇文章阐述了氧循环中的关键的生物化学过程是如何通过反馈和相互作用将地球系统各大圈层紧密地联系在一起。“在氧循环漫长的演化过程中，宜居地球逐渐形成。”

　　文章还讨论了现今人类活动对氧循环及生物多样性的影响。“地球历史上发生的五次大型的物种灭绝中有四次是与缺氧有关的”，黄建平教授总结，“目前在人类活动强迫下，我们的地球正在经历着以‘海洋脱氧’为代表的大范围氧下降。地球系统的氧循环正在逐渐失衡，这是非常令人担忧的。”

　　这一研究对了解地质历史时期氧循环与生物多样性之间可能的联系，探索地球宜居性的历史演化和未来具有十分深远的科学意义和重要的参考价值。

　　黄建平, 刘晓岳, 何永胜, 沈树忠, 侯增谦, 李曙光, 李昶豫, 姚丽洁, 黄季平. 2021. 氧循环与宜居地球. 中国科学: 地球科学, 51(4): 487–506

　　据EurekAlert!：作为世界“第三极”的青藏高原在夏季是一个巨大的热源，对流系统频繁发生。高原对流系统在有利的形势下东移出高原并引发下游地区一系列暴雨，造成严重的洪涝灾害。最近一项研究揭示了一类东移高原对流系统的共性演变特征，弥补了现有个例研究的不足。

　　研究相关的论文题为：“长生命史青藏高原东移对流系统的半理想模拟研究”，近期在《中国科学：地球科学》发表，由中国科学院大气物理研究所傅慎明研究员担任通讯作者并撰写。研究者采用半理想数值模拟与动力诊断相结合的方法(Semi-idealized simulations and dynamical diagnoses)，对引发下游暴雨的一类长生命史东移高原MCS(中尺度对流系统)进行了研究，首次从共性上揭示了此类系统的特征与机理。

　　大量的观测与研究证实，青藏高原东移出的MCS是引发下游地区暴雨的重要因子。前人关注到了这一现象并开展了一系列的研究。然而，相关研究均为基于个例的研究，得到的结论差异显著，无法揭示此类现象的共性特征，而掌握共性特征是深化认识此类系统的关键，对于提高相关预报的水平也至关重要。

　　该项研究对16个暖季内挑选出的同类长生命史东移高原MCS进行了半理想的合成模拟(Semi-idealized simulation)与动力诊断(dynamical diagnoses)，首次从共性上揭示了一类东移高原MCS的演变特征与内在机理。研究发现，与高原涡的耦合与解耦对于东移高原MCS在高原上的演变至关重要;东移高原MCS移出高原后显著减弱，与高原东部短波槽的耦合是其再次迅速发展的关键;东移高原MCS一方面通过直接产生降水对高原东部以及部分下游地区产生影响，另一方面，它通过对高原及其周边地区大尺度环境场的调节来对更大范围下游地区的降水进行间接的影响。

　　这一研究结果丰富了对青藏高原以及我国江淮流域暴雨的研究。它不仅对高原MCS的理论研究具有重要的意义，而且对于提高东移高原MCS所导致暴雨的预报水平具有十分重要的参考价值。