研究发现玄武岩岩浆房的增长速度远超预期

研究发现玄武岩岩浆房的增长速度远超预期来自南非金山大学的地质学家——RaisLatypov教授和SofyaChistyakova博士是一个国际研究小组的成员，他们意外地发现玄武岩岩浆房可以在数月至数年内以惊人的速度增长--使这些岩浆房成为与大火成岩省相关的破火山口形成的显著侵入性等值。这项突破性的研究最近发表在《科学进展》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1325813.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1325813.htm

躲避火山灾难：研究人员监测"泡沫状"岩浆气体的喷发信号

躲避火山灾难：研究人员监测"泡沫状"岩浆气体的喷发信号具体来说，氩-40和氦-3的比例变化可以表明岩浆的泡沫程度，这预示着不同类型的喷发风险。了解哪些气体的比例表明某种类型的岩浆活动是一个很大的进步。接下来，研究人员希望通过开发能够提供现场实时测量的便携式设备，构建一个全天候的火山活动监测和预警系统。由于其地热活跃的位置，群马县草津镇（在这张图片的背景中）是日本最受欢迎的温泉（温泉）目的地之一。然而，酸性和充满活力的绿松石火山口湖绝对不适合游泳。一想到要站在火山上，你是兴奋得发抖，还是害怕？对于许多人来说，生活在火山的阴影下是日常生活的一部分。日本有111座活火山，每年平均有15次火山"事件"，包括火山喷发。然而，这些事件对于当地人而言并不是什么令人兴奋的事情，它可能是致命的，也是众所周知的难以预测。御岳山是日本第二高的火山，也是一个著名的旅游景点，在2014年意外地爆发，不幸地造成58人死亡，5人失踪。虽然地震活动通常是一个早期预警信号，但一些爆发（包括御岳山的爆发）可能在没有明确地震信号的情况下发生。因此，减灾人员如日本气象局希望受益于其他可靠的方式，以预示居民下一次潜在的灾难。火山口是地球表面（地壳）的洞和裂缝，它释放气体和蒸汽，经常出现在火山周围。喷出的气体是由混合的化学物质组成的。它的成分可以让我们了解在地壳下面的地幔中发生了什么，岩浆（熔岩）在那里形成并向上推进，最终以熔岩的形式爆发出来。研究人员已经知道，某些气体的同位素（来自某种元素的原子，具有相同的化学性质，但质量不同）的比例可以表明隐藏的岩浆活动。"我们知道，当岩浆活动增加时，氦的同位素比率偶尔会从一个低值（类似于在地壳中发现的氦）变为一个高值，就像在地幔中发现的氦。这是基于对加那利群岛（位于非洲西北海岸的大西洋中）埃尔埃罗岛冷泉气体的氦同位素比率的观察，那里在2011年发生了一次喷发，"来自先进科学和技术研究中心的住野宏一教授解释说。"但是我们不知道为什么在岩浆动荡期间有更多的地幔衍生的氦气。"HirochikaSumino（深绿色外套）、TomoyaObase（蓝色外套）和HiroshiShinohara（橙色外套）在日本富山县的TateyamaJigokudani（"地狱谷"）地热区收集气体样本。由于有毒气体和热蒸汽，从烟孔收集气体样本是很危险的，因此需要戴防毒面具、护目镜、头盔和手套。但是Sumino说，这项研究的结果表明，从样本中获得的洞察力是非常值得挑战的。为了获得进一步的了解，Sumino和研究小组决定监测活跃的Kusatsu-Shirane火山周围的六个熔岩的气体，该火山位于群马县东京西北部约150公里（90英里）处。该团队在2014年至2021年的7年间，每隔几个月收集一次样本。采集后，他们将样本带回实验室，使用称为惰性气体质谱仪的最先进设备进行分析。这使他们能够精确地测量同位素组成，包括超微量（微小但重要）同位素的组成，如氦-3，与地壳或空气相比，氦-3在地幔中通常更丰富。"我们成功地检测到岩浆衍生的氩-40/氦-3比例的变化，与岩浆动荡有关。使用计算机模型，我们发现该比率反映了地下岩浆发泡的程度，使火山气体的气泡从液态岩浆中分离出来，"Sumino解释说。"岩浆发泡的程度控制着有多少岩浆气体被提供给火山下的热液系统，以及岩浆的浮力如何。前者与岩浆喷发的风险有关，在这种情况下，热液系统中水压的增加会导致喷发的发生。后者将增加岩浆上升的速度，导致岩浆喷发。"草津白根火山地图这张地图显示了研究小组所采样的烟孔的位置。同时还显示了最近在2018年1月发生的、意料之外的、致命的喷发的位置，这次喷发造成1人死亡，11人受伤。"当你把火山与人体相比较时，以观察地震和地壳变形为代表的传统地球物理方法类似于听胸腔和测量体型。在这种情况下，如果没有详细的医疗检查，很难知道是什么健康问题导致胸部的一些噪音或体重的突然增加。另一方面，分析火成气体中元素的化学和同位素组成，就像呼吸或血液测试。这意味着我们正在研究直接来自岩浆的实际材料，以准确了解岩浆的情况。"就目前而言，气体样本必须在野外收集，并带回实验室进行分析，这是一个具有挑战性和耗时的过程。然而，Sumino在改进惰性气体质谱仪方面有经验，并希望开发一种新的工具，使他们能够进行同样的分析，但要实时和在野外进行。"我们希望能够尽快发现岩浆活动的变化，"Sumino说。"现在我们正在开发一种便携式质谱仪，用于现场实时监测来自熔岩气体的惰性气体同位素比率。我们的下一步是用这个新仪器建立一个惰性气体分析协议，使所有的活火山--至少是那些有可能给当地居民带来灾难的活火山--每周七天、每天24小时都受到监测成为现实。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333437.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333437.htm

研究人员发现"起伏"的大脑机制 挑战了多巴胺在学习中作用的传统观点

研究人员发现"起伏"的大脑机制挑战了多巴胺在学习中作用的传统观点这项研究由纽约大学格罗斯曼医学院的一个小组进行，研究了多巴胺和乙酰胆碱（另一种参与学习和记忆的大脑化学物质）之间的相互作用。以前的研究表明，这两种激素之间存在反比关系；其中一种激素的增加会导致另一种激素的减少。以前的研究认为，奖励通过同时提高多巴胺水平和降低乙酰胆碱水平来促进学习。这种突然出现的激素失衡被认为为脑细胞适应新环境和形成记忆打开了一扇机会之窗。这一过程被称为神经可塑性，是学习和伤后恢复的主要特征。然而，问题仍然在于，食物和其他外部奖励是否是这种记忆系统的唯一驱动力，或者我们的大脑是否能够在没有外界帮助的情况下创造出有利于学习的相同条件。为了澄清这个问题，研究作者重点研究了在乙酰胆碱水平较低的同时多巴胺水平较高的时间和情况。他们发现，即使在没有奖励的情况下，这种情况也会经常出现。事实上，荷尔蒙在大脑中不断起伏，多巴胺水平经常升高，而乙酰胆碱水平却很低，这为持续学习创造了条件。"我们的发现挑战了人们目前对多巴胺和乙酰胆碱何时以及如何在大脑中共同发挥作用的理解，"研究的主要作者安妮-克罗克博士说。"奖励不是为学习创造独特的条件，而是利用了一种已经存在并不断发挥作用的机制。"在最近发表在《自然》杂志上的这项研究中，研究小组让数十只小鼠使用一个轮子，它们可以在上面随意奔跑或休息。有时，研究人员会让动物喝水。然后，他们记录了啮齿动物的大脑活动，并测量了不同时刻多巴胺和乙酰胆碱的释放量。不出所料，喝水会产生典型的多巴胺和乙酰胆碱释放模式，而这正是奖励所引起的。然而，研究小组还观察到，早在接受水食之前，多巴胺和乙酰胆碱就已经遵循"起伏"循环，大约每秒两次，在此期间，一种激素水平下降，另一种激素水平上升。克罗克指出，无论啮齿动物是在奔跑还是静止不动，这种模式都在持续。她补充说，人类在内省和休息时也会出现类似的脑电波。研究的资深作者、神经科学家尼古拉斯-特里奇（NicolasTritsch）博士说："这些结果可能有助于解释大脑是如何在不需要外部激励的情况下自行学习和演练的，也许这种脉动回路会触发大脑反思过去的事件并从中学习。尽管如此，纽约大学朗贡卫生院神经科学与生理学系助理教授特里奇还是提醒说，他们的研究并不是为了判断小鼠大脑在这种"自我驱动"的学习过程中处理信息的方式是否与人类大脑相同。他说，尽管如此，这项研究的结果也可能为理解与多巴胺水平不正确有关的神经精神疾病（如精神分裂症、注意力缺陷/多动障碍（ADHD）和抑郁症）提供新的思路。例如，精神分裂症患者经常会出现与现实相悖的妄想。特里奇说，如果多巴胺-乙酰胆碱回路不断加强大脑中的连接，那么这一机制的问题可能会导致形成过多和不正确的连接，从而使他们"了解"到并非真实发生的事件。同样，缺乏动力也是抑郁症的常见症状，这使得完成起床、刷牙或上班等基本任务变得困难。作者说，内部驱动系统的紊乱可能是导致这些问题的原因。因此，特里奇说，研究小组下一步计划研究多巴胺-乙酰胆碱循环在此类精神疾病动物模型中的表现，以及在对记忆巩固很重要的睡眠过程中的表现。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381973.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381973.htm

熔岩释放：来自冰岛雷克雅未克半岛的炽热奇观

熔岩释放：来自冰岛雷克雅未克半岛的炽热奇观2024年3月30日，陆地卫星8号的OLI（陆地成像仪）拍摄到了这张正在喷发的图像。自然彩色场景上叠加了红外信号，以帮助分辨熔岩的热量特征。裂缝的活跃部分和火山羽流的起源清晰可见。虽然此时火山喷发仍然活跃，但卫星和地面的其他观测结果表明，火山喷发很可能正在减弱。据冰岛气象局（IMO）报告，火山爆发始于当地时间3月16日晚8点23分。一条近3公里（2英里）长的裂缝在与2024年2月火山爆发相似的位置迅速裂开。喷发开始后约30分钟内，蓝湖的数百名游客和格林达维克的少数游客被疏散。在随后的日子里，熔岩流向了水管和道路等基础设施、格林达维克镇和海洋。人类用泥土和岩石筑起的屏障将熔岩引离了城镇，但熔岩流还是穿过了一条公路。官员们最初担心熔岩会流向海岸，并在接触海水后迅速冷却。这可能会带来更多危险，如产生氯化氢气体，但熔岩流最终停止了。2023年9月20日、2024年2月10日和2024年3月30日的陆地卫星图像对比显示了雷克雅未克半岛近期的变化。这张大地遥感卫星图像对比显示了雷克雅未克半岛最近的变化。2023年9月（左图），该地区火山活动平静。到2024年2月10日（中），发生了三次独立的裂缝喷发。根据国际海事组织（IMO）的数据，2024年3月（右图），新的玄武岩足迹逐渐扩大，新熔岩的面积接近6平方公里（2.3平方英里）。与之前的火山喷发一样，2024年春季的火山喷发也是喷发形式，而不是爆炸性的。喷发往往只喷出极少量的火山灰，其羽流通常含有水蒸气、二氧化硫、二氧化碳和少量其他火山气体。这次火山爆发没有中断航空旅行，但二氧化硫（SO2）的排放有时在当地造成危害。据冰岛国家广播局报道，由于气体污染，工人们于3月18日撤离了格林达维克北部的发电厂。根据基于卫星观测的模型预测，这次火山爆发产生的二氧化硫将飘散到英国和欧洲北部，但高度太高，不会影响地表空气质量。与该地区最近发生的其他火山爆发不同，这次春季火山爆发持续了数周，而不是几天。专家们在新闻报道中指出，喷发时间相对较长的原因可能是岩浆现在更容易到达地表。还有人认为，岩浆不再积聚在该地区地下的浅层岩浆房中，这次喷发可能是较长周期中的最后一次。LaurenDauphin利用美国地质调查局的Landsat数据拍摄的NASA地球观测站图片。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426760.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426760.htm

港大科学团队成首支研究月亮土壤的香港团队

港大科学团队成首支研究月亮土壤的香港团队港大通过国家航天局探月与航天工程中心月球样品管理办公室的审核，于上周二将中国嫦娥五号于2020年采集的月球土壤样本带回港。成为首支对月壤进行研究的香港团队。研究团队表示，从北京的国家天文台领取4份共822.6毫克的月球土壤样本。港大地球科学系博士后研究员钱煜奇表示，于2020年嫦娥五号成功降落在风暴洋克里普岩层内，该地区富含放射性生热元素及月球火山沉积物，随后科学家通过分析发现，该地区的玄武岩只有20亿年的历史，比早前由阿波罗或月球号任务采集的月球火山样本年轻近10亿年。钱煜奇表示，团队将运用今次获取的月球土壤样本，研究月球的地质和热演化，团队计划使用岩石学、火山学及光谱学技术重建月球岩浆的生成、上升和喷发过程，并著力研究月球土壤样品中挥发物的演变，希望能够深入了解月球晚期火山活动历史，以及月球岩浆系统中挥发物的分布和演变，为未来月球的地质和热演化及其与太阳系形成和演化的关系，提供宝贵信息。另外，有关研究团队亦在港大建立了行星光谱和矿物学实验室，为太空任务提供支援。2023-08-0712:32:46

港大研究揭示古老火星火山活动背后的垂直构造过程

港大研究揭示古老火星火山活动背后的垂直构造过程图1.红外图像数据上的地形数据显示了火星埃里达尼亚地区复杂的构造结构和火山沉积。暖色调代表海拔较高。资料来源：美国国家航空航天局/火星奥德赛/HRSC洞察火星火山活动香港大学（港大）地球科学系地质学家约瑟夫-米夏尔斯基（JosephMichalski）教授的最新研究揭示了火星火山活动的惊人奥秘。他提出，火星上的火山活动远比人们以前认识到的要丰富得多，其驱动力来自一种被称为垂直构造的早期地壳循环形式。这些发现最近发表在《自然-天文学》上，揭示了火星古老的地壳及其对了解火星和地球早期地壳循环的潜在影响，它提供了对古代地壳再循环的洞察力，为火星和地球地质学提供了新的视角。图2.彩色图像数据覆盖在地形图上，显示出火星埃里达尼亚地区大型平流火山的三维视图。资料来源：NASA/ESA/HRSC重新思考火星的火山景观传统上，人们知道火星上有类似夏威夷的大型盾状火山。然而，人们并不知道火星还拥有地球上由于地壳循环而形成的多种多样的爆炸性火山。Michalski教授和他的国际团队最近进行的研究在火星古老的地壳中发现了大量种类繁多的火山。他解释说："我们几十年前就知道火星上有火山，但大多数公认的火山都是大型玄武岩盾状火山，类似于构成夏威夷的火山。在这项研究中，我们发现火星古老的地壳中还有许多其他类型的火山，如熔岩穹丘、地层火山、火山口以及由火山灰（而非熔岩）构成的大型盾状火山。此外，大多数科学家认为火星是一颗由玄武岩组成的行星，玄武岩的二氧化硅含量低，几乎不代表地壳演化，但这些火山的二氧化硅含量很高，这意味着它们是由以前不为人知的复杂岩浆演化过程形成的。"垂直构造和地壳循环论文认为，远古火星上发生了强烈的火山活动，导致地壳塌陷到地幔中，岩石在地幔中重新熔化，产生了高硅的岩浆。这种构造过程被称为垂直构造，据推测在古地球上也曾发生过，但地球上那个时期（距今30多亿年前的Archean时期）的岩石被后来的地质活动严重改变，因此我们无法在这颗行星上清楚地看到这一过程的证据。因此，探索像火星这样有火山活动但没有板块构造的其他行星，有助于揭示红色星球早期地壳循环的奥秘，并以此类推，揭示早期地球的地壳循环奥秘。发现的意义Michalski教授总结说："火星上的重要地质拼图不仅有助于我们了解火星，也有助于我们了解地球。火星火山活动比人们以前想象的要复杂和多样得多"。港大地球科学讲座教授赵国春教授说："这是一项重大发现，因为它揭示了地壳循环不仅可以发生在以水平运动为主的板块构造体系中，也可以发生在以垂直运动为主的前板块构造体系中。这一发现有助于地球科学家解决长期以来备受争议的问题，即我们的星球（地球）是如何以及何时形成岩石大陆的。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420541.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1420541.htm