《国家科学院院刊》

科学家利用零差探测实现短波红外近单光子成像

英国格拉斯哥大学M. J.Padgett研究团队与德国马克斯·普朗克光科学研究所的G.Leuchs等合作取得一项新成果。他们利用零差探测技术实现了短波红外近单光子成像。相关成果日前发表于美国《国家科学院院刊》。

微光成像在低噪声探测器尚不可用的区域具有挑战性。其中短波红外就是这样一个例子，即使是最好的多像素探测器阵列，通常也有超过100个光子/帧/像素的本底噪声。

研究团队提出了一种零差成像系统，能够从单一帧中恢复物体的强度和相位信息，尽管照明强度仅约每像素1个光子。该系统采用干涉技术，将这个低于探测器本底噪声的微弱信号与一个亮度约为其30万倍的参考光束干涉，将得到的干涉图样记录在探测器阵列上的空间域中，并采用Fourier技术提取强度和相位信息。研究人员相信，该方法能够极大地扩展微光成像在低噪声探测器不可用和需要低照度条件下的应用领域。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2216678120

《地质学》

澳大利亚硅质碎屑三角洲发现全新世鲕粒浅滩

西澳大利亚大学的Ulysse Lebrec小组取得一项新突破。他们报道了在澳大利亚西北陆架德格雷河的硅质碎屑三角洲中发现全新世鲕粒浅滩。相关研究成果日前发表于《地质学》。

在对以旱地潮汐为主的德格雷河三角洲（澳大利亚西北部）的陆上和海上现场调查，意外地发现了印度-太平洋地区迄今为止已知最大的海洋鲕粒滩。

研究人员发现，研究区鲕粒中有多达60个切向文石层，形成于全新世晚期的河流沉积颗粒周围。它们的面积大于1250平方公里，其空间范围在大小上可与巴哈马群岛的单个鲕滩相媲美。浅滩似乎在空间上与德格雷河相联系，这表明河流输出与大潮差促进了鲕粒的沉淀。随着它们的形成，鲕粒沿着三角洲通过潮汐和波浪作用过程重新加工。因此，三角洲的沉积特征，包括滩脊、河口坝、分流河道都由鲕粒组成。

这一发现拓宽了鲕粒形成的沉积和气候环境的范围，并表明河流径流可能不会抑制文石沉淀。这种构造也为与硅质碎屑颗粒有关的古代鲕粒提供了独特的类似物，并进一步表明，从地球物理数据解释典型的硅碎屑地貌并不排除碳酸盐颗粒的存在。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1130/G50840.1

风沙景观时间尺度的形成与重组

澳大利亚莫纳什大学Andrew Gunn的一项最新研究提出，风沙景观时间尺度的形成与重组。相关研究成果日前发表于《地质学》。

研究人员发现，这些时间尺度可以通过连接最广阔和形态最多样化的无植被沙丘区域之一，即Rub’al Khali（阿拉伯半岛南部）的现代风和地形数据集来了解。通过将沉积物通量与沙丘的表面积和坡度联系起来，将沉积物的生长与通量的发散联系起来，该课题组将沙丘场尺度上的形成和流动完全耦合起来。研究结果定量显示了气候变化如何超过沙丘区域的形成和重组，以及对地层解释的意义。

研究人员表示，沉积物搬运形成的景观是由水流和形态的相互作用形成的。在风是地貌工作的媒介的景观中，这在小尺度上是明显的；平衡沙丘形态与风、气候和沉积物的供应有关。在更大的尺度上，这种联系变得模棱两可，因为大型沙丘和沙丘地带的形式整合了不同的风和沙供应的长期历史。如果没有一个框架来评估这种规模的风成地貌演化，沙丘地带的形成和重组所花费的时间在很大程度上还没有定量研究。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1130/G50837.1

海平面波动控制火山-碳酸盐岩斜坡高度液化倾向层分布

法国海洋局N. Sultan研究组发现，海平面波动控制着火山-碳酸盐岩斜坡上高度液化倾向层的分布。相关论文近日发表于《地质学》。

了解和量化由地震引起的海底液化和滑坡相关的危险，对于热带火山-碳酸盐岩岛屿的近海尤其重要，在那里碳酸盐岩生产与火山活动竞争，形成了高度对比的岩性序列。

为改进对易液化层的检测，课题组研究人员分析了物理性质和矿物学，并对马约特（西印度洋科摩罗群岛）东侧近海的25个沉积物岩芯进行了70次动态三轴测试，该地区自2018年以来经历了显著的地震活动。研究组发现，控制马约特近海液化可能性的主要参数是在低水位期间，由沿斜坡堆积的高方解石含量的低密度层存在引发的。这种与海平面波动相一致的阶段意味着，全球热带火山-碳酸盐岩岛屿将出现重大的周期性地质灾害。此外，研究团队发现了沉积物的循环阻力与其密度和磁化率之间的关系，为识别由地震引起的液化相关的危险提供了一种时效性的方法。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1130/G50785.1