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早期植物有机物絮凝作用增加全球陆地淤泥沉积
随着苔藓植物在奥陶纪—志留纪的进化,冲积泥岩出现了不可逆转的增长,这对深根植物造成这种景观变化的范例提出了挑战。
研究组验证了这样一种观点,即增加初级生产力和植物有机物会促进河流中黏土聚集成絮状物,并促进洪泛平原上的淤泥沉积。在实验中,研究组观察到,黏土很容易絮凝成现代河流中常见的有机物和黏土浓缩物,且沉降速度比没有有机物的黏土大三个数量级。
利用一个输运模型,研究组发现絮凝作用显著增加了泥沙沉积,产生了更泥泞的洪泛平原。因此,在泥泞洪泛平原的扩展中,有机物诱导的絮凝作用可能比深根植物的作用更为关键。
相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abd0379
原子晶体形核过程中的可逆无序—有序转变
尽管经典形核理论取得了进展,但人们对原子结晶中的形核仍知之甚少。形核过程被认为涉及一种非经典机制,包括从无序到结晶状态的自发转变,但动力学详情尚不明确。
研究人员用毫秒时间分辨率对单个金纳米晶体进行非均匀形核的原位电子显微镜观察发现,原子结晶的早期阶段是通过无序和结晶状态之间的动态结构起伏进行的,而非通过单一的不可逆转变。
研究组的实验和理论分析支持这样的观点,即结构起伏起源于原子簇中两种状态的尺寸依赖的热力学稳定性。这些基于真实原子系统的动力学发现,重塑和提高了人们对原子结晶形核机制的理解。
相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aaz7555
船舶航迹数据高估气溶胶—云—气候冷却
人为气溶胶通过云量的变化对层积云云层反射率的影响是气候预测中的一个主要不确定因素。在经常发生的非降水层积云中,气溶胶增强的云顶混合可以减少云量。这种影响的气候相关性是有争议的,因为船舶排放只是略微减少了层积云的数量。
通过比较详细的数值模拟和卫星分析,研究人员发现,船舶航迹研究不能普遍估计人为气溶胶的气候强迫。由船舶航迹得出的非降水层积云对气溶胶辐射效应的敏感性,高估其冷却效应达200%。如果人们要限制人为气溶胶的云介导辐射强迫,就必须考虑层积云数量减少的抵消增温效应。
相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.abd3980
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