海底“暗氧”的发现可能改写生命史 ; 北大刘若川获拉马努金奖

速 览

1. 海底“暗氧”的发现可能改写生命史
2. 北大教授刘若川获2024年度拉马努金奖
3. 中国科学家在月壤中发现富含水分子的矿物
4. 巴西海域发现“可卡因鲨鱼”
5. 搭配手机即可使用的拉曼光谱仪

学界头条

1.海底“暗氧”的发现可能改写生命史

图源：pixabay.com

海洋提供了人类呼吸所需的一半氧气，并吸收人类所产生的三分之一的二氧化碳。而海洋产生的氧气是由巨量的浮游植物进行光合作用所产生的，这个过程必须有阳光参与。因为超过一定深度的海洋深处，光合作用无法进行，所以也不会有太多氧气。但是一项意外的发现打破了这一固有认知。

2013年，苏格兰海洋学家安德鲁‧斯威特曼（Andrew Sweetman）在太平洋的克拉里昂-克利珀顿断裂带海底取样时，发现了这种“暗氧”（dark oxygen），但是无法解释其来源。2023年，他们与美国西北大学领导的研究小组进行了一项实验，将来自海底的金属结核装入一个密闭的容器中沉入海底，在48小时内，传感器检测到的氧含量增加了两倍。进一步研究证实，这种金属结核就像电池，富含铜或镍的结核的不同部分可能充当阴极和阳极，结核的内部结构可能会将电位提高到海水中电解所需的1.5伏，将水电解成了氢气和氧气。但是也有科学家怀疑这种金属结核是受到了人类深海活动的扰动才产生电势的，处于平静状态的金属结核是否能持续产生氧气需要进一步研究。

参考来源：

https://www.nature.com/articles/s41561-024-01480-8?et_rid=1018944675&et_cid=5291183

2.北大教授刘若川获2024年度拉马努金奖

2024年7月22日，由国际理论物理中心（ICTP）和国际数学联盟（IMU）共同颁发的2024年度拉马努金奖（The Ramanujan Prize）揭晓，评选委员会将奖项授予了北京大学刘若川教授，以表彰他对p进霍奇理论的基础性贡献，特别是他对相对p进霍奇理论的奠基性研究，以及在p进局部系统的刚性和黎曼-希尔伯特对应方面的非凡工作。

刘若川现任北京大学博雅特聘教授、北京大学数学科学学院副院长。他的研究方向为算术几何与代数数论，在p进霍奇理论与p进自守形式等领域取得了一系列杰出的研究成果，特别是对非交换p进霍奇理论作出了开创性工作，被认为是中国最重要的算术几何学家之一。他的工作获得了 p 进制霍奇理论领域顶尖数学家的最高赞誉。

拉马努金奖设立于2005年，以纪念印度著名数学家拉马努金。该奖项每年颁发一次，旨在表彰来自发展中国家的青年数学家，由国际理论物理中心和马里兰大学联合管理，奖金为1万美元。此前，北大数学史宇光和许晨阳两位老师分别于2011年和2016年获此殊荣。

参考来源：

https://www.ictp.it/news/2024/7/ramanujan-prize-2024-announced

前沿研究

3.中国科学家在月壤中发现富含水分子的矿物

图源：中国科学院

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心组成的研究小组，在嫦娥五号带回的月球样本中，发现了月球上一种富含水分子和铵的未知矿物晶体——ULM-1。这标志着科学家首次在月壤中发现了分子水，揭示了水分子和铵在月球上的真实存在形式。

研究基于单晶衍射和化学分析发现，这些月球水和铵以一种成分为(NH4,K,Cs,Rb) MgCl3·6H2O的水合矿物形式出现。该矿物分子式中含有多达六个结晶水，水分子在样品中的质量比高达41%。红外光谱和拉曼光谱上均可以清晰地观察到源于水分子和铵的特征振动峰。晶体的电荷密度可以清晰地看到水分子中的氢。ULM-1的晶体结构和组成与地球上近年来发现的一种稀有火山口矿物相似。

这种水合矿物的发现揭示了月球上水分子可能存在的一种形式——水合盐。与易挥发的水冰不同，这种水合物在月球高纬度地区（嫦娥5号采样点）非常稳定。这意味着，即使在广阔的月球阳光照射区，也可能存在这种稳定的水合盐。这为未来月球资源的开发和利用提供了新的可能性。

参考来源：

https://www.nature.com/articles/s41550-024-02306-8

4.巴西海域发现“可卡因鲨鱼”

图源：Science of The Total Environment,2024

doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174798

巴西的科学家在一篇新论文中表示，从里约热内卢附近沿海水域捕获的13条巴西尖鼻鲨的肌肉和肝脏中都含有可卡因的痕迹，其来源可能是非法制毒窝点排出的废水，以及被毒贩扔掉的罪证或者是通过漂流走私却被海洋动物咬破的包裹。

《联合国世界毒品报告》指出，过去几十年来，全球可卡因消费量呈指数级增长。截至2021年，全球估计有2200万可卡因消费人群，其中约22%（480 万）居住在南美洲，巴西正在成为该地区第二大消费市场（UNODC，2023b）。可卡因的消费活动对环境的影响正在变得日益严峻。

参考来源：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969724049477?via%3Dihub

5.搭配手机即可使用的拉曼光谱仪

图源：Texas A&M University Engineering

德克萨斯A&M大学的彼得·伦茨佩斯博士发明了一种新型手持拉曼光谱仪，该设备结合手机相机和激光技术，能够即时识别有害物质。此设备体积小、成本低，适用于远程地区的现场快速分析。这种新型拉曼光谱仪系统集成了透镜、二极管激光器和衍射光栅，使用时将手机放在透射光栅后面，相机面向光栅，激光照射样品后生成的光谱图像即可通过手机应用程序进行分析，与已有的数据库进行比对即可快速识别，如细菌、重金属、化学毒物等。新工具不仅加速了未知物质的识别速度，还大大降低了传统光谱仪的使用成本。

参考来源：

https://scitechdaily.com/identify-unknown-substances-instantly-pocket-sized-invention-revolutionizes-ability-to-detect-harmful-materials/