《自然》
土卫六可能没有地下海洋
美国加州理工学院的Flavio Petricca团队发现,土卫六强烈的潮汐耗散使地下海洋无法存在。相关研究成果近日发表于《自然》。
美国国家航空航天局(NASA)的卡西尼号探测任务为了解土星最大的卫星——土卫六,提供了从大气层到深层的前所未有视角。该卫星对土星潮汐作用的显著响应曾被解释为存在地下海洋的证据。然而,这一响应值是预测值的两倍,其完整机制至今未得到充分解释。
研究团队运用改进技术重新分析了卡西尼号获得的无线电测量数据,探测到土卫六重力场中的潮汐耗散特征,发现该特征与存在海洋的假设并不相符。研究结果表明,其内部正在耗散大量能量,与近期对土卫六自转状态的研究结果一致。由于液态层的存在会减弱其下方产生的潮汐耗散,这些新测量数据排除了土卫六存在地下海洋的可能性,并可通过一个模型对此进行合理解释。该模型中的耗散集中于接近熔点的冰层高压区域。
此外,上述模型还能自洽地复现观测到的土卫六自转状态和静态重力场。高效的冰壳对流可以阻止冰层大范围融化和海洋的形成,但高压冰层处于半融雪状符合理论预期,表明该层可能存在液态水囊。即将开展的NASA蜻蜓号土卫六探测任务将为验证是否存在地下海洋提供证据。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-025-09818-x
《地质学》
自生黏土形成埃迪卡拉特殊化石
美国耶鲁大学的Boriana Kalderon-Asael团队报道了自生黏土形成的埃迪卡拉特殊化石。相关研究成果近日发表于《地质学》。
埃迪卡拉生物群是地球上最早由复杂宏观生物构成的化石生态系统,对于了解前寒武纪与早古生代动物多样性辐射之间的过渡阶段具有关键意义。该生物群的大部分特异埋藏均以独特的埃迪卡拉式三维铸模形态异常完好地保存在砂岩中。然而,这些软躯体生物化石化的原因,尤其是它们在成分未成熟的砂岩与异粒岩层中的保存机制仍存在争议。
研究团队通过调查加拿大纽芬兰与西北部经典埃迪卡拉生物群化石组合,探讨了黏土矿物在促进埃迪卡拉式化石保存中的埋藏学意义。结合电子显微镜、X射线衍射、主微量元素及锂同位素分析,研究人员发现了这些化石的伴生碎屑性黏土矿物与早期成岩黏土矿物的证据。值得关注的是,研究团队记录到富含铁镁的黏土矿物,这可能反映了自生成岩前驱矿物,如硼镁铁矿的存在。该矿物在其他类型的特异埋藏中发挥着关键作用。
锂同位素数据进一步证实了碎屑性黏土与海相自生黏土在塑造这些化石铸模保存中的重要性。这些研究结果为理解埃迪卡拉式化石记录的潜在形成机制提供了更广阔的视角,表明自生黏土矿化作用可能塑造了新元古代-古生代过渡期多个特异埋藏窗口的形成条件。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1130/G53967.1
锂同位素揭示极热期化学风化机制
瑞士日内瓦大学的Sébastien Castelltort团队利用锂同位素揭示了古新世-始新世极热事件(PETM)时期热最大值。相关研究成果近日发表于《地质学》。
硅酸盐风化通过吸收大气二氧化碳调控地球长期气候。理解风化机制与速率的变化是预测气候响应时间尺度的关键。
研究团队针对PETM时期,通过测量墨西哥湾深海沉积岩芯中碎屑锂同位素组成以追踪黏土矿物形成变化,并结合钕同位素数据约束沉积物来源,探究了北美“源-汇”系统的反应性及化学风化机制。
研究发现,在PETM主体阶段存在一个缓冲的锂同位素组负偏,可能反映了来自大陆洪泛区的新生黏土与再改造黏土的混合;随后在气候恢复期出现更显著的锂同位素组负偏。这一模式与美国怀俄明州大陆性比格霍恩盆地的锂同位素组记录吻合,表明增强的风化与侵蚀通量对PETM事件做出快速响应,进而促进了大气二氧化碳的高效消耗。
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https://doi.org/10.1130/G53708.1
《物理评论A》
局部退相干下Floquet码的相位
美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的包艺沐(音)团队研究了局部退相干下Floquet码的相位。相关研究成果近日发表于《物理评论A》。
Floquet码是一种具有周期性演化逻辑空间的动态量子存储器。其核心特征在于,该编码每个周期后会呈现任意子自同构,从而引发每个逻辑态的非平凡演化。
研究团队分析了局部退相干与完美测量条件下的Floquet码,并证明在低于退相干阈值时,该编码处于以任意子自同构为特征的鲁棒性相位中。他们首先推导了二维Floquet码在局部泡利退相干下最大似然译码器对应的三维统计力学模型,并识别出一类特殊的双量子比特泡利信道,在该信道作用下,三维统计力学模型可解耦为二维模型,并获得了此类退相干通道的阈值。随后,研究团队提出了一种在局域退相干存在时检测任意子自同构的方法。理论分析表明,该方法能有效区分重复综合征测量下的Floquet码与环面码,并在阈值处经历相变。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1103/sylh-bb3w
《中国科学报》 (2025-12-24 第2版 国际)