【菜科解读】

在芬兰的河流沙子和岩石中发现锆石晶体。

（图片uux.cn/Andreas Petersson）据美国生活科学网站（帕特里克·佩斯特）：一项新的研究发现，通过研究芬兰的河流晶体，研究人员已经从一个古老大陆的中心发现了一块隐藏的地壳的痕迹。

这些晶体来自矿物锆石，在地壳深处形成，为欧洲一些最古老的基岩是如何在37.5亿年前形成的提供了线索。

为了做出这一发现，该团队研究了三种地球化学示踪剂——铀——铅、镥——铪和氧——以确定晶体的年代，并将其特征与其他古代地壳相匹配。

根据哥本哈根大学3月21日发布的一份声明，分析显示，部分地壳比科学家之前认为的要古老约2.5亿年，很可能起源于格陵兰岛。

这项研究揭示了太古代克拉通的形成和生长，这是大陆地壳中最古老的部分，形成于前寒武纪太古代（40亿至25亿年前），当时生命首次出现。

了解大陆是如何形成的，有助于我们理解为什么我们的行星是太阳系中唯一有生命的行星，主要作者、哥本哈根大学地球化学家安德烈亚斯·彼得森在声明中说。

因为如果没有固定的大陆和它们之间的水，我们就不会在这里。

事实上，大陆会影响洋流和气候，这对地球上的生命至关重要。

研究人员在2023年12月28日发表在《地质学》杂志上的一项研究中介绍了他们的发现。

研究人员在北欧芬兰的一块露头上发现了地壳的一个隐藏部分。

（图片来源:uux.cn/安德烈亚斯·彼得森）根据这项研究，先前的研究在芬兰的pudasjrvi和suomujrvi地区发现了早期太古代地壳的证据。

研究小组从这些地区的河沙中获得了锆石晶体，并发现这些晶体与西格陵兰岛北大西洋克拉通的岩石具有相似的同位素记录，这表明芬兰的部分地壳形成于格陵兰岛。

彼得森说:我们在芬兰河沙和岩石中发现的锆石晶体的特征表明，它们比斯堪的纳维亚半岛上发现的任何东西都要古老得多，同时与格陵兰岩石样本的年龄相匹配。

与此同时，三项独立的同位素分析结果证实，斯堪的纳维亚半岛的基岩最有可能与格陵兰岛有关。

所有这些国家都位于被称为芬诺斯坎地盾或波罗的海地盾的地壳之上。

研究人员现在认为这块地壳从格陵兰岛分离并四处移动了数亿年，然后在今天芬兰的位置扎根。

根据声明，它随后积累了新的地质物质，并成长为斯堪的纳维亚半岛。

（在这里，研究小组使用斯堪的纳维亚一词来表示芬诺斯坎地质区，其中包括芬兰。

当分裂发生时，地球可能完全被水覆盖。

哥本哈根大学的地质学家托德·怀特在声明中说:地球可能是一个水星球，就像电影《水世界》中那样，但大气中没有氧气，也没有新生的地壳。

但是，因为那是很久以前的事了，我们无法确定它实际上是什么样子。

从一个古老的大陆上发现一颗成长为我们今天所见的种子可能有助于我们了解地球上其他大陆是如何形成的。

我们的研究为我们提供了另一条重要线索，揭示了大陆如何在地球上形成和扩散的奥秘——特别是在芬诺斯坎地盾的情况下，怀特说。

但是还有很多我们不知道的。

例如，在澳大利亚、南非和印度也发现了类似的种子，但我们不确定它们是否都来自同一个‘发源地’，或者它们是否分别起源于地球上的几个地方。

古老的尘埃表明西南极冰盖在最后一个温暖时期的退缩

柱（从左到右）显示了最后一次间冰期（LIG;MIS 5e）——工业化前控制（PI）在垂直集成蒸气传输（IVT）、粉尘通量、积雪和地面风速等异常，如颜色条所示。

从上到下排列显示了前工业时期的WAIS配置，部分坍塌（主要冰架消失）和完全坍塌（主要冰架消失）。

在风速列中，矢量表示适用于WAIS配置的各LIG气候下近地表风的方向和风力大小，阴影表示LIG与PI风速之间的异常。

艾伦山的分店在所有面板上均以白星标示。

图片来源：自然地球科学（2026年）。

DOI：10.1038/s41561-026-01988-1据哥伦比亚气候学院：根据一项追溯南极冰层中古老尘埃起源的新研究，南极的罗斯冰架和西南极冰盖在地球最近的暖期之一可能规模要小得多。

以往的建模研究表明，西南极冰盖的融化可能会使全球海平面上升三到五米。

研究团队发现，罗斯海周边火山和无冰区域的尘埃取代了来自南美洲的尘埃，后者在寒冷时期是主要来源。

他们认为，这种起源变化反映了罗斯海环境和区域风向模式的显著变化，这些变化源自西南极冰盖的大幅后退。

该研究发表在《自然地球科学》期刊上，分析了南极沿海冰芯中被困的尘埃，该冰芯捕捉了大约129,000至116,000年前的最后一次间冰期（暖冰期）。

尘埃颗粒带有化学特征，揭示了它们的起源，这使研究人员能够追踪罗斯海周边尘埃源随着气候变暖的变化。

“我们在南极冰层中发现了一个此前很少见过的温暖时期火山特征，起初非常令人困惑，”合著者、哥伦比亚气候学派隶属于拉蒙特-多尔蒂地球观测站的地球化学家莎拉·阿伦斯说。

“在尘埃记录中看到火山岩物质表明，罗斯海地区的部分地区可能在那段温暖时期暴露过，”亚伦斯说，他同时也是哥伦比亚大学地球与环境科学系的助理教授。

iCESM1地球系统模型模拟中使用的三种不同的WAIS拓扑图：（a）前工业时期，（b）部分坍塌的WAIS和主要冰架的丧失，以及（c）WAIS完全坍塌且主要冰架丧失。

冰面高度用颜色条表示。

图中地形图根据参考文献30在知识共享许可CC BY 4.0下复制。

图片来源：自然地球科学（2026年）。

DOI：10.1038/s41561-026-01988-1读尘埃该研究使用了在东南极艾伦山蓝冰区钻探的冰芯。

该地点靠近东南极冰盖边缘，距离罗斯海约60英里（100公里），因此对南极海岸的环境变化特别敏感。

蓝冰区通过冰流和表面风化的结合，异常接近地表暴露出非常古老的南极冰层。

这种暴露使科学家们能够相对容易地接触到冰层，记录了上一次间冰期前的寒冷冰川条件以及向间冰期过渡的过程。

研究团队测量了冰芯中保存的矿物尘埃的浓度、大小和化学成分。

在最后一次间冰期之前的较冷冰期，尘埃的化学特征与南美南部一致，南美是冰川气候中南极尘埃的著名来源。

在较暖的间冰期，冰层开始记录来自西南极裂谷系统麦克默多海峡附近无冰区域的年轻火山岩物质。

南极温暖时期的冰层通常含有的尘埃远少于冰川冰，因此探测到火山信号尤为重要。

冰芯中缺乏明显的火山层支持了该物质起源于暴露的南极地形，而非孤立火山喷发的解释。

尘埃颗粒的特性也发生了变化。

研究人员在暖区期间发现了更大、更棱角分明的颗粒，包括难以被风长距离传送的粗颗粒。

这一发现进一步加强了其附近南极起源的论点。

“颗粒越大，从大气层中掉落的速度越快，”首席作者、普林斯顿大学博士后研究员奥斯汀·卡特说。

“上一次间冰期的冰层含有更多这些粗颗粒，这表明尘埃来源更接近南极，而非穿越南大洋运输的物质。

”重建不同的罗斯海为了理解导致尘埃源变化的原因，研究人员将冰芯数据与气候模型模拟结合起来。

他们测试了三种不同的罗斯海冰盖情景——前工业时期、部分崩塌和完全崩塌——以观察是否能重现尘埃记录。

卡特说：“我们的模拟显示，罗斯冰架冰的消失导致了沿罗斯海岸线向艾伦山冰芯地点方向的尘埃通量增加、积雪积累和风速增加。

”“这支持了罗斯海开放，甚至在上一次间冰期内西南极冰盖缩小的观点。

”漂浮的罗斯冰架作为屏障，减缓了西南极冰盖向海洋的冰块移动。

大部分冰盖位于海平面以下的基岩上，因此如果罗斯冰架减弱或消失，冰盖尤其容易后退。

一扇通往温暖南极洲的窗口最后一次间冰期是科学家们最清晰的自然例子之一，显示世界仅比今天稍微暖和一点。

当时气温比工业化前高出0.5至1.5摄氏度，但海平面估计远高于现在。

对于研究南极冰的研究者来说，这一时期为理解冰盖如何应对相对温和的变暖提供了重要的对比。

“如果我们知道上一次间冰期我们可能几乎没有罗斯冰架，西南极冰盖也缩小了，这对未来的西南极冰盖稳定性可能不利，”阿伦斯说。

出版信息Austin J. Carter 等，《上一次间冰期变暖期间罗斯冰架和西南极冰盖的缩小》，《自然地球科学》（2026）。

DOI：10.1038/s41561-026-01988-1

原子弹的当量可通过量纲分析或质能方程估算

其核心假设为：火球半径R仅依赖于爆炸时间t、释放能量E、无量纲常数C及空气密度ρ。

根据量纲齐次原则（即物理方程中各项量纲必须一致），可推导出能量E与R、t的关系式：E = C·ρ·R⁵/t²其中，C为经验常数（泰勒取值为1），ρ为空气密度（约1.29 kg/m³）。

通过测量爆炸后不同时刻的火球半径R和时间t，代入公式即可估算能量E，再将其转换为TNT当量（1吨TNT爆炸释放能量约4.18410⁹焦耳）。

例如，泰勒根据照片数据估算美国第一颗原子弹的当量约为1.7万吨TNT，与官方公布的1.3-2万吨数据吻合。

二、质能方程法：基于核材料质量的计算根据爱因斯坦质能方程E=MC²，可计算核材料完全裂变时释放的理论能量。

以铀-235为例：理论能量：1kg铀-235完全裂变释放能量约8.210¹³焦耳，折合19617.6吨TNT当量（计算方式：8.210¹³ ÷ 4.18410⁹ 19617.6）。

实际效率：实际爆炸中，核材料无法完全反应。

例如广岛“小男孩”原子弹装载64kg铀-235，但仅约1kg参与裂变，实际当量仅为1.3万吨TNT。

类似地，钚-239的裂变效率也受临界质量、中子反射层等因素影响，实际当量通常低于理论值。

三、两种方法的适用场景量纲分析：适用于已有爆炸现象观测数据（如火球半径、时间）的场景，无需依赖核材料具体参数，但依赖经验常数C的准确性。

质能方程：适用于理论估算核材料潜在能量，但需考虑实际反应效率，结果通常为上限值。

两种方法互补，共同构成原子弹当量估算的科学基础。