——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求
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中国科学院院级科技专项体系包括战略性先导科技专项、重点部署科研专项、科技人才专项、科技合作专项、科技平台专项5类一级专项,实行分类定位、分级管理。
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《自然-地球科学》
岩浆源小规模交代驱动弧火山活动
弧火山活动起源于下降板块释放的流体,通过降低固相线温度使地幔楔熔化。地幔的交代作用和由流体引起的成分变化,在火山弧的岩浆生产中具有重要作用。然而,单个弧火山的幕式喷发一般被认为主要受地壳岩浆的演化和补给的控制,与地幔过程没有联系。
研究人员展示了厄瓜多尔通古拉瓦火山在1999至2016年喷发序列中的喷发活动与岩浆源的小规模交代之间的联系。根据高分辨率的火山灰Pb和Sr同位素组成的时间序列,研究人员确定了在喷发序列中,岩浆产生的平均速率随交代源的程度呈对数变化,该序列由于交代源在最后周期内枯竭而结束。这种联系表明地幔交代作用在短时间和空间尺度上,控制着岩浆的产生,最终控制通古拉瓦火山的喷发活动。对于玄武盾状火山来说,交代作用对其单次喷发的影响已经得到认可,但研究发现,这也是安山质弧状火山产生持久喷发的一种合理机制。
火山岩浆结构沿着逐渐减弱的热点变得更加复杂
地幔柱是构造板块内火山活动的关键驱动力。在地幔柱寿命期内,预计地幔柱流量以及由此产生的岩浆通量会发生变化,但它们对火山结构、形状和喷发物的影响仍然较小。
研究小组将地球最长的大陆热点链的矿物学、岩石学和地质年代学结合起来,以评估减弱的地幔柱强度对岩浆柱通量以及喷发前岩浆运输和储存的影响。
该团队聚焦于澳大利亚东部新生代年龄递增的火山。研究发现,北部火山更老,寿命更长,喷发了大量(大于800立方千米)的双峰式岩浆(玄武岩和流纹岩),产生均质、晶体贫乏的玄武岩(约3vol%的斑晶)。南部火山较小(小于300立方千米),寿命较短,分裂成两条平行的轨迹,喷发出演化程度更高、结构更复杂的岩浆(约12vol%的斑晶,内部分区)。
研究发现岩浆通量的减弱使得供给系统日益复杂,从而增强了岩浆的储存和分化。
《国家科学院院刊》
科学家观察到铋中大自旋转换的各向异性
虽然自旋-轨道相互作用(SOI)可能导致有效g因子是各向异性的,但其在固体中的存在不能简单通过能带结构断定,这阻碍了从这些视角进行研究的进展。铋(Bi)中的有效g因子在很大程度上是各向异性的;特别是在T点的空穴中,垂直于三角轴的有效g因子非常小(<0.112),而沿着三角轴的有效g因子非常大(62.7)。
该研究阐明了有效g因子的强各向异性引起了Bi中的大自旋转换的各向异性,采用实验和理论方法进行了研究。在菱面Bi(110)中,应用自旋扭矩铁磁共振估计自旋转换效率为17%~27%,这与Bi(111)中的可忽略小效率不同。谐波霍尔测量支持大自旋转换效率在Bi(110)。研究人员观察到了大自旋转换各向异性作为有效g因子各向异性的明显表现。除了Bi这个代表性事例外,该研究还揭示了有效g因子各向异性在凝聚态物理中的重要性,并为建立在g因子控制下的新型自旋物理铺平道路。
《细胞-代谢》
细胞信号通过调控昼夜钟和瘦素表达控制能量代谢
西班牙Tarragona Joan XXIII大学医院Sonia Fernández-Veledo团队发现,脂肪细胞中的SUCNR1信号通过调控昼夜钟和瘦素的表达控制能量代谢。相关成果3月27日发表于《细胞-代谢》。
脂肪组织通过分泌瘦素调节能量平衡,但人们对支配瘦素产生的因素知之甚少。
研究人员发现,长期以来被认为是免疫反应和脂肪分解介导者的琥珀酸,通过其受体SUCNR1控制瘦素的表达。脂肪细胞特异性删除Sucnr1会根据营养状况影响代谢健康。脂肪细胞Sucnr1的缺失会损害瘦素对进食的反应,而口服琥珀酸会通过SUCNR1模拟与营养有关的瘦素动态变化。SUCNR1的激活以AMPK/JNK-C/EBPα依赖的方式通过昼夜钟控制瘦素表达。
尽管SUCNR1的抗溶脂作用在肥胖症中占优势,但在标准饮食条件下,其作为瘦素信号调节器的功能有助于脂肪细胞特异性Sucnr1敲除小鼠的代谢有利表型。人类肥胖相关的高瘦素血症与SUCNR1在脂肪细胞中的过度表达有关,它成为脂肪组织瘦素表达的主要预测因素。