铁（Fe）是地球上最丰富的元素之一，广泛存在于土壤和沉积物中，并参与全球碳、氮和氧的循环。铁的氧化还原反应在生物地球化学循环中起着至关重要的作用，特别是在铁氧化和铁还原过程中。铁矿物，尤其是混合价态的铁矿物（如磁铁矿），由于其高表面积和氧化还原活性，能够影响环境中营养物质和污染物的迁移和转化。近年来，研究发现磁铁矿纳米颗粒（MNPs）可以作为微生物的电子供体和受体，充当“生物地球电池”，在微生物驱动的氧化还原循环中储存和释放电子。然而，磁铁矿纳米颗粒在连续氧化还原循环中的稳定性及其对矿物完整性和性质的影响尚不清楚。 本研究旨在探讨磁铁矿纳米颗粒在连续氧化还原循环中作为生物地球电池的可行性，并研究其矿物性质的变化及其对环境中污染物和营养物质的影响。通过微生物驱动的氧化还原循环实验，作者揭示了磁...

水力压裂（hydraulic fracturing）是一种从非常规储层中提取天然气的技术，但其过程中会产生大量的返排水和产出水。这些水中含有复杂的有机和无机成分，尤其是与这些流体相关的固体物质，通常富含铁（Fe）、有毒有机物、重金属和天然放射性物质（NORM）。尽管这些固体物质对环境和人类健康构成潜在威胁，但关于其成分及其与微生物群落的相互作用的研究仍然有限。此外，这些固体物质的长期环境归宿也缺乏深入理解。 本研究旨在分析来自英国Bowland页岩（Bowland Shale）水力压裂井的返排水中的固体物质，并探讨这些富含Fe(III)的固体在厌氧条件下被微生物还原的潜力。通过使用电子穿梭体（electron shuttle）——蒽醌-2,6-二磺酸盐（anthraquinone-2,6-d...

高红移伽马射线暴EP240315A的软X射线瞬发辐射研究 背景介绍 伽马射线暴（Gamma-Ray Bursts, GRBs）是宇宙中最剧烈的爆炸事件之一，通常持续时间为毫秒到数百秒。长时伽马射线暴（Long GRBs）被认为起源于大质量恒星的核心坍缩，因此它们可以作为研究高红移（High-Redshift）星系中恒星形成历史的重要工具。高红移GRBs（红移z > 4.5）尤为珍贵，因为它们能够帮助我们探测早期宇宙的再电离时期和恒星形成历史。然而，高红移GRBs的探测极为罕见，仅占Swift卫星触发样本的3%左右，且已知红移样本中仅有约10%的红移z > 4.5。 为了进一步研究高红移GRBs的特性，尤其是其软X射线波段的辐射行为，作者团队利用Einstein Probe（EP）卫星上的宽视...

木卫二部分分化及其对木星系统物质起源的启示 学术背景 木卫二（Europa）是木星的一颗冰卫星，长期以来被认为是太阳系中最有可能存在外星生命的候选天体之一。其表面被厚厚的冰层覆盖，下方可能存在液态水海洋。木卫二的内部结构和演化历史对于理解其宜居性至关重要。然而，尽管伽利略任务（Galileo mission）提供了关于木卫二重力场和磁场的宝贵数据，但其内部结构的细节仍然存在许多不确定性，尤其是其核心的分化程度、冰壳厚度、海洋深度以及地幔组成等问题。 此前的研究基于伽利略任务的重力数据，推测木卫二可能具有一个分化的金属核心。然而，最近的分析表明，木卫二的重力场数据可能支持其内部部分分化的假设，即木卫二可能并未完全分化出一个明显的金属核心。这一发现引发了关于木卫二形成和演化过程的新问题：木卫二是...

深入探究Enceladus地下海洋的热传输机制 学术背景 Enceladus（土卫二）是土星的一颗冰卫星，其南极区域的“虎纹”裂缝被认为是热辐射和水汽喷流的来源。这些热异常区域的存在表明，Enceladus的冰壳下可能存在活跃的 hydrothermal processes（水热活动）。然而，关于这些热异常的形成机制仍存在许多未解之谜。约60年前，地球科学家George Veronis提出了一个关于冷水海洋的模型，并提出了垂直热传输与Rayleigh数（Ra）之间的经典1/3标度关系。Rayleigh数是一个无量纲数，表示流体中浮力驱动对流的强度。本文通过深入研究Veronis模型中的 steady coherent rolls（稳态相干涡旋），首次验证了这一经典标度关系的存在，并探讨了其在...