研究证实单斜辉石晶体是追踪火山喷发过程的重要工具

研究发现，某些泥浆中的固体晶体“单斜辉石”可作为追踪火山喷发过程的“黑匣子”，使人更好地了解火山喷发的风险。近日，相关研究成果发表于《自然-通讯》。

岩浆输送与储存系统随时间的变化特征虽然影响了火山喷发前的准备过程以及对火山活动异常信号的解读，但在低喷发量的洋岛火山中仍缺乏明确约束。

研究人员利用加那利群岛拉帕尔马岛1712年、1971年和2021年喷发产物中的单斜辉石环带数据，研究了该岛下方活跃火山系统随时间演变的情况。结合定量微量元素成像、温压计计算和聚类分析发现，在每次喷发前，18千米至25千米深的上地幔中存在一个处于相对较低的温度条件、演化程度较高的响岩质熔体晶体。在喷发前至少一周，温度较高的的碱性玄武岩质的补给重新激活了该熔体晶体，虽然补给的结果致使岩浆不断上涌，但也可能在5千米至10千米深的地壳中短暂停滞。因此，研究人员推测，基性岩浆的补给是使响岩质熔体晶体活化的关键因素，但未必是引发火山喷发的直接因素。在全球范围内，上地幔中演化程度较高的熔体晶体在洋岛玄武岩火山中可能较为普遍，其形成很可能受岛屿演化阶段和岩浆通量的共同控制。

研究人员表示，随着火山岛逐渐成熟、岩浆供应减少，这些岩浆混合物获得的热量和新鲜岩浆也随之减少且逐渐冷却，因而重新被新注入的岩浆激活的可能性也随之降低。通过研究火山晶体中保存的化学记录，科学家可以追踪上述变化，从而更清晰地了解火山岛下方岩浆的演化过程。

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https://doi.org/10.1038/s41467-026-77213-9

地球内核引力矩驱动多年代际日长变化

《自然》近日发表研究称，地球日长在数十年尺度上的毫秒级变化主要由固态内核与地幔之间的引力耦合驱动，同时受到核幔边界电磁力矩和地形力矩抵消作用的影响。该研究进一步揭示了地核与地幔之间角动量交换的物理机制，为认识地球深部结构及其动力学过程提供了新的依据。

加拿大阿尔伯塔大学的研究团队综合利用地震学重建的内核差异旋转历史、由地磁场长期变化反演得到的液态外核流动信息，以及1964年至2019年的日长变化记录，分别重建引力、电磁和地形力矩，并比较这些力矩对地幔自转变化的贡献。结果显示，当非球形内核相对于地幔质量异常发生经向错位时，会产生作用于地幔的引力矩，其变化相位和幅度能够较好解释观测到的多年代日长波动；核幔边界处的电磁与地形力矩总体上与这一引力作用方向相反，主要起阻尼和限制作用。因此，多年代日长变化可理解为内核引力“牵引”与核幔边界阻力之间动态平衡的结果，而非单一的电磁耦合过程。

研究人员表示，这项研究不仅解释了数十年尺度日长波动的主要力矩来源，也为认识难以直接观测的地球深部提供了新的约束途径。通过把高精度地球自转记录与内核差异旋转和地磁场长期变化相结合，日长的细微变化可用于反向约束内核形态、核幔边界耦合以及最下部地幔的物性特征，从而将地球自转变化转化为探测深部结构与动力过程的窗口。

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https://doi.org/10.1038/s41586-026-10999-2

研究人员利用17亿年前真核生物化石探索复杂生命起源

研究澳大利亚古代岩石的科学家发现了1.2万多块属于地球上已知最古老真核生物的化石。这类早期的复杂细胞生活在从沿海泥滩到开阔海域的各种环境中，但仅存在于有氧气的场所；而在没有氧气的环境中，则存在较为简单的微生物。这些发现进一步证明了氧气在复杂生命体的出现过程中起着至关重要的作用。近日，相关研究成果发表于《自然》。

研究人员利用地质记录，重建了17.5亿年至14亿年前已知最古老化石真核生物所处的栖息环境。他们综合运用古生物学、沉积学和地球化学方法分析表明，尽管这些真核生物化石存在于从沿海到近海等多种环境沉积物中，但它们几乎完全局限于富含氧气的底水环境。这种分布模式表明这些生物是好氧生物，考虑到其体形和形态复杂性，它们很可能具有线粒体。此外，在其他同样富含化石的缺氧环境沉积物中，这些真核生物几乎完全缺失，这一现象可能暗示其栖息于底栖环境。研究人员据此推测，真核生物在元古宙的大部分时间都主要局限于富含氧气的底栖环境，直到10亿年至5.4亿年前的新元古代才逐渐扩展至浮游生态系统。这种较晚的生态扩张可能解释了真核生物体化石出现时间与分子生物标志物记录之间的不匹配现象，并表明新元古代期间真核生物多样性呈逐步增加的趋势。

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https://doi.org/10.1038/s41586-026-10533-4

（王晓晨 刘文浩）