今日科技话题：北极科考圆满收官、多通道原子磁力计新型脑磁图原型机、二叠纪末生物大灭绝为突发事件、土卫六上首次发现尘暴

中国第九次北极科学考察队日前已结束全部科考作业。这是自然资源部成立后组织实施的第一次极地考察，是完善北极观测网、开展北极业务化观／监测的重要航次。

自7月20日从上海出发以来，考察队先后在白令海、楚科奇海、加拿大海盆和北冰洋中央海域开展了科考活动，其中冰区航行3815海里，最北到达北纬84.8度。朱建钢表示：“总体来看，我们圆满完成了既定目标，取得了丰硕成果。”

他介绍说，考察队开展了海洋基础环境、海冰、海底地形、生态和渔业等要素调查，极大地拓展了我国北极海洋学调查的内容，进一步夯实了北极业务化监测的基础，进一步补充完善了我国北极业务化观／监测体系，对我国北极科学研究、业务化监测体系建设、北极环境评价做出了积极贡献。

“本航次为促进我国极地事业发展进一步夯实了基础，为维护和促进北极的和平、稳定和可持续发展做出了贡献。”他说。

朱建钢还表示，“雪龙2”号科考船日前已成功下水。展望未来，“雪龙”系列将有效提升我国北极考察的支撑能力，使我国北极考察从时间和空间上得到有效拓展。

——新华网

近日，中国科学院生物物理所研制出我国首台基于原子磁力计的新型多通道脑磁图系统原型机，并成功获得高质量脑磁信号。这对于了解大脑功能的实时动态过程、空间定位以及脑疾病临床应用具有重要作用。

脑磁图设备可通过探测大脑神经活动产生的颅外微弱的磁信号，反映神经活动发生的位置和时间过程。与其他脑成像技术相比，脑磁图设备能观测到功能磁共振成像（fMRI）无法获得的脑功能实时动态过程，空间定位精度显著高于脑电设备（EEG），且安全、无创，有助于脑科学研究和临床医学。在癫痫病灶的定位、术前语言功能区定位等领域也具有重要作用。

传统脑磁图设备基于超导量子干涉仪，需在超低温下运行，购置和运行成本高昂，且探头位置固定并距头皮较远，适应性差。基于原子磁力计的脑磁图系统是近年来的新技术，可在常温下工作，探头可紧贴头皮，具备建设/运行成本低、高灵敏度和高适应性（可做成可穿戴式系统）的优势，有望提高脑磁图普及率并拓展到更多的研究和临床领域。

中科院生物物理所已成功构建一套12通道的原子磁力计脑磁图原型机，含有可兼容多种探测器的96通道3D打印可调型脑磁图头盔等创新技术，并已成功获得高质量脑磁成像信号。在某些应用上，可使用比传统超导量子干涉仪脑磁图系统少得多的探头就能达到相同或更高的定位精度。该原型机可有效探测大脑海马区、上丘等传统脑磁难以有效探测的脑深部区域，还可有效应用于传统脑磁图难以应用的低龄儿童、帕金森患者等群体，在发育心理学和脑疾病诊断等领域有着潜在的应用前景。

——《科技日报》

中国科学院南京地质古生物研究所9月21日发布消息：由该所与美国麻省理工学院、中国科学院广州地球化学研究所研究人员组成的国际合作团队，通过对广西来宾蓬莱滩“舒展型”二叠—三叠系剖面开展的系统研究，证实了二叠纪末生物大灭绝为一次突发性事件。

该研究成果为进一步精细破解二叠纪末生物大灭绝的持续时间、环境背景及其灭绝原因等提供了重要契机。

由中国科学院南京地质古生物研究所沈树忠院士、美国麻省理工学院(MIT)Jahandar Ramezani博士和中国科学院广州地球化学研究所陈军博士等组成的国际合作团队，对广西来宾蓬莱滩“舒展型”二叠—三叠系剖面开展了系统研究，与煤山剖面相比较，该剖面相应地层的沉积速率要快100倍以上。

通过对剖面中多层火山凝灰岩的高精度铀-铅同位素定年和精细的生物地层研究，科研人员将二叠纪末生物大灭绝事件的发生时间，精确卡定在距今约251.939±0.031百万年，生物大灭绝发生的过程非常截然。

沈树忠称，二叠纪正常海洋生态系统的崩溃过程记录于一层约2.3米厚的火山碎屑沉积之中，按照平均沉积速率计算，这一火山事件沉积可能不到3000年，整个灭绝过程按照最保守的估计，也就在3万年左右。蓬莱滩剖面的研究还表明二叠纪末生物大灭绝后幸存分子极少，这次灾难以后不同沉积环境背景下的幸存程度也很不同。

高分辨率地球化学数据显示，生物大灭绝发生之前，碳同位素存在多期幅度约为2–3‰的动荡起伏，且每次起伏都对应于约3–5°C的温度变化及火山凝灰岩沉积，表明该时期火山活动对于古环境存在持续影响。最大幅度的快速升温事件，海水温度升高约6–8°C，发生于最厚的一层火山凝灰岩沉积顶部。

“研究不仅证实了先前浙江煤山、广元上寺以及伊朗地区等凝缩剖面二叠—三叠纪之交古海水温度变化的结果，也进一步佐证了西伯利亚大规模火山喷发及同期华南地区周缘岩浆活动造成了环境剧变，并继而导致生物大灭绝的发生。”沈树忠说。

相关成果在线发表于《美国地质学会通报》(GSA Bulletin)。此项研究得到中国科学院战略性先导科技专项(B类)、前沿科学重点研究计划项目的支持。

——中国新闻网

一个国际天文学家团队根据卡西尼探测器此前发回的数据，第一次发现土卫六上存在尘暴现象。这使土卫六成为继地球和火星之后，太阳系内第三个观测到尘暴的天体。

土卫六（又称“泰坦”）是土星最大的卫星，也是太阳系内唯一拥有浓厚大气层的行星卫星。研究团队共识别出3次大规模尘暴，均发生在土卫六的赤道区域，尘暴成分可能为土卫六上特有的有机物。

卡西尼探测器已于去年9月冲入土星大气层坠毁。在长达十几年的土星探测之旅中，卡西尼曾数次飞掠土卫六。天文学家借助卡西尼携带的“可见光和红外成像光谱仪”在2009年和2010年飞掠土卫六时获取的观测数据发现了土卫六的尘暴现象。

研究负责人、法国巴黎狄德罗大学天文学家塞巴斯蒂安·罗德里格斯在新闻公报中说：“从地质状况以及碳氢化合物循环方面，我们已知土卫六是一颗非常活跃的卫星，现在又找到它与地球和火星很相似的一面：活跃的尘循环。”

研究团队已在新一期英国《自然·地球科学》杂志上发表了有关土卫六尘暴的相关观测数据和研究成果。这将有助于科学家更好地理解土卫六的动态环境。

——新华网

据“莫斯科物理工程学院”国立核研究大学新闻处消息，该校专家与俄罗斯科学院系统研究科研所的同事们一起，开发了抗故障且在航天设备上运行尤为有效的异步微电路设计元件。

“莫斯科物理工程学院”国立核研究大学副教授马克西姆·格勒布诺夫表示：“同步微电路的特点在于，它们的复杂性就像电路芯片上的元件数量一样会不断增加。这种电路距离较远的部分应该在时钟脉冲频率上保持同步。也就是说，时钟脉冲频率振荡器应该在一定时间间隔内发出信号，如果没有，那么电路就会停止工作。”

伴随着微电路特性的退化，这是相当复杂的工程问题，所以异步电路被认为是有前景的，它不需要在时钟脉冲频率上保持同步。

俄罗斯科学家在科学杂志《宇航学报》上发表文章，介绍了这种抗故障C元件——应用于异步电路设计中的基本逻辑整流器。

——《科技日报》

此前研究认为，草甘膦会干扰植物和微生物中一种重要的酶，但对动物是无毒的。美国得克萨斯大学奥斯汀校区的研究人员发现，接触过草甘膦的蜜蜂会失去肠道中部分有益细菌，使得蜜蜂容易死亡。

在实验中，研究人员让蜜蜂接触草甘膦，3天后发现，蜜蜂肠道内有益菌群水平显著降低。

进一步研究发现，肠道菌群受损的蜜蜂更易死于常见的病原体——粘质沙雷氏菌。接触这种病原体8天后，拥有正常肠道菌群的蜜蜂约半数存活，而因接触草甘膦导致肠道菌群受损的蜜蜂只有约十分之一存活。

10多年前，美国蜂农发现蜜蜂神秘减少，导致农作物难以传粉。当时曾推测这与杀虫剂、抗生素、栖息地丧失和细菌感染等有关，但没有考虑到除草剂的影响。

论文作者之一的埃里克·莫塔说，虽然导致蜜蜂批量死亡的并非单一原因，但草甘膦使用广泛，必须引起重视。

——新华网