全球首個億級參數(shù)量地震波大模型發(fā)布

“諦聽”地震波大模型日前在國家超級計算成都中心發(fā)布，將于2024年年底公測。據(jù)介紹，這是全球首個億級參數(shù)量的專業(yè)地震數(shù)據(jù)處理大模型。

地震學是一門觀測科學，重大的突破往往來自對觀測數(shù)據(jù)的深刻理解。目前，傳統(tǒng)方法和中小模型均無法充分利用千、百萬兆字節(jié)（TB）級別的地震觀測數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)蘊含許多重要的地震學問題，只有大模型才能深入挖掘這些“寶藏”。

“諦聽”地震波大模型的發(fā)布對于突破中小地震波模型性能瓶頸、提高地震大數(shù)據(jù)智能處理能力和信息挖掘水平具有重要意義?！爸B聽”大模型依托中國地震觀測網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)，相比過去的地震波小模型，它的訓練數(shù)據(jù)量和參數(shù)量都增加了兩個量級以上，因此對算力的需求也呈現(xiàn)大幅增長。以國家超級計算成都中心的算力支持為基礎，中心采用國內先進技術為大模型開發(fā)提供支撐，同時在研發(fā)過程中為科研團隊的代碼運行效率優(yōu)化提供了關鍵技術支持，使得“諦聽”的研發(fā)過程更加順暢高效。未來，“諦聽”地震波大模型的應用場景還有望延伸到礦震監(jiān)測、頁巖氣開采、城市地下空間結構探測、海底地震監(jiān)測等多個領域。

我國科學家在月壤中首次發(fā)現(xiàn)分子水

我國科學家在“嫦娥五號”帶回的月球樣本中，發(fā)現(xiàn)了月球上一種富含水分子和銨的未知礦物晶體——ULM-1。這標志著科學家首次在月壤中發(fā)現(xiàn)了分子水，揭示了水分子和銨在月球上的真實存在形式。研究成果近日在學術期刊《自然·天文學》（Nature Astronomy）在線發(fā)表。

“嫦娥五號”采集的月壤樣品屬于最年輕的玄武巖，是迄今為止緯度最高的月球樣品，為月球水的研究提供了新機遇。我國科研人員開展的這項研究基于單晶衍射和化學分析發(fā)現(xiàn)，這些月球水和銨以一種成分為（NH4，K，Cs，Rb）MgCl3·6H2O的水合礦物形式出現(xiàn)。這個礦物分子式中含有多達6個結晶水，水分子在樣品中的質量比高達41%。紅外光譜和拉曼光譜上均可以清晰地觀察到源于水分子和銨的特征振動峰。晶體的電荷密度可以清晰地看到水分子中的氫。ULM-1的晶體結構和組成與地球上近年來發(fā)現(xiàn)的一種稀有火山口礦物相似。地球上，這個礦物是由熱玄武巖與富含水和氨的火山氣體相互作用形成的。這為月球上的水和氨的來源提供了新線索。

為了確保這一發(fā)現(xiàn)的準確性，研究進行了嚴格的化學和氯同位素分析。納米二次離子質譜數(shù)據(jù)表明，這個礦物的Cl同位素組成和地球礦物顯著不同，與月球上的礦物相符。研究人員對這個礦物化學成分和形成條件進行分析，進一步排除了地球污染或火箭尾氣作為這種水合物的來源。這個六水礦物的存在為月球火山氣體的組成給出了重要的約束。熱力學分析顯示，月球火山氣體中水的含量下限與目前地球中最為干燥的倫蓋火山相當。這揭示了復雜的月球火山脫氣歷史，對探討月球的演化過程具有重要意義。

我國南海發(fā)現(xiàn)9個海洋軟體

動物新物種

通過多次在南海進行海洋調查，近日，我國科研團隊發(fā)現(xiàn)并命名了9個海洋軟體動物的新物種。

這次發(fā)現(xiàn)的貝類新種中有4種采自深海。徐氏熱液石鱉是一種較為罕見的深海多板綱軟體動物，身體呈長橢圓形，背部有8塊殼板，中央隆起，周邊表面有密布的方形鱗片。這一物種是為紀念徐鳳山先生在貝類學分類領域的突出貢獻而命名的。素萍新月梭螺是一種采自南海珍貝海山的海螺。物種貝殼呈梨型，殼色為粉紅色，表面刻紋交織在一起呈現(xiàn)網(wǎng)狀紋理。研究人員結合物種形態(tài)及對細微結構的掃描電鏡觀察，證實了這一新種為首個以軟軸水螅為食的珊瑚寄生螺科種類。橢滿月蛤和海馬小云母蛤是發(fā)現(xiàn)于南海海馬冷泉滲口附近的雙殼動物，能與其體內的化能合成微生物形成共生關系，這些微生物可為它們提供能量。

南海淺海也表現(xiàn)出豐富的物種多樣性，研究人員在南海近岸淺海及潮間帶灘涂等生境共發(fā)現(xiàn)5種雙殼貝類新種。其中，細刀蟶殼形細長，這一特征明顯區(qū)別于其他近緣物種。三角胖櫻蛤殼表白紅相間，其殼內呈漂亮的淺玫瑰色，殼形為三角形。突角胖櫻蛤殼表為純白色布滿片狀同心刻紋，后腹角十分突出，可能與其生活在水深較深的潮下帶而需要更長的水管有關。小胖櫻蛤個體較小，殼質脆弱，不透明，呈三角卵圓形。徐氏櫻蛤殼薄、易碎、半透明、橢圓形。

這些新物種的發(fā)現(xiàn)，一方面凸顯了南海豐富的生物多樣性，另一方面也表明我國對南海生物的探索和了解仍有不足。運用多種研究手段充分認知南海的生物多樣性，可為南海及我國的海洋生物多樣性保護與管理提供科學的數(shù)據(jù)和建議。

世界上最小尺寸的斯格明子

賽道器件單元問世

近期，我國科學家利用聚焦離子束微納器件制備技術制備出了世界上最小尺寸的斯格明子賽道器件單元（賽道寬度100納米）。研究人員結合高時空分辨原位洛倫茲電鏡技術，實現(xiàn)了納秒電脈沖驅動下，100納米寬度賽道中80納米磁斯格明子一維、穩(wěn)定、高效的運動，為構筑高密度、高速度、可靠的新型拓撲磁電子學器件提供了重要支撐。相關研究成果日前發(fā)表于《自然·通訊》。

實現(xiàn)電流驅動下磁斯格明子在納米賽道中穩(wěn)定、可控的運動，是器件構筑中最核心的問題之一。然而，有兩個關鍵問題仍未得到有效解決：一是器件特征尺寸太大，目前實驗上展示的最小條帶寬度大于400納米，不符合器件的高密度要求；二是斯格明子霍爾效應，磁斯格明子由于自身獨特的拓撲屬性，在運動過程中產生偏轉，這會導致其運動軌跡不可控，并且容易在賽道邊界消失，是器件構筑的重要障礙。

針對這兩個問題，我國科學家發(fā)展了器件結構單元聚焦離子束加工制備技術，設計制備出厚度均勻、邊界/表面平整、非晶層厚度小于2納米的高質量FeGe納米條帶。FeGe納米條帶的長度10微米，寬度100納米，為目前報道的最小尺寸。

此外，團隊還研制了透射電鏡原位加電芯片，擴展了洛倫茲透射電鏡原位加電功能。他們通過控制電流脈沖寬度及電流密度，利用賽道邊界的邊緣態(tài)磁結構穩(wěn)定斯格明子運動，實現(xiàn)了單個80納米大小的磁斯格明子在100納米FeGe賽道中的一維、穩(wěn)定運動。

這些結果展示了納米賽道中磁斯格明子高速、穩(wěn)定的運動特性，為基于磁斯格明子器件的構筑奠定了基礎。

我國科學家研發(fā)新型

丙烯催化劑登上《科學》封面

丙烯是世界上產量最大的化工品之一，也是塑料、橡膠、纖維、醫(yī)藥等領域重要的基礎化工原料。近日，一項我國科研團隊的突破性研究成果以封面論文形式在《科學》上發(fā)表。這個團隊研發(fā)出一種成本低廉、對環(huán)境友好的新型丙烯催化劑，為低碳烯烴生產技術的可持續(xù)發(fā)展奠定了催化科學基礎。

在眾多丙烯生產技術中，丙烷脫氫工藝因經濟效益高、石油依賴低成為主流選擇。然而，傳統(tǒng)丙烷脫氫催化劑原料稀缺且昂貴、環(huán)境污染嚴重，導致行業(yè)面臨可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。

科研團隊圍繞“雙碳”目標，大膽提出使用價格低廉且對環(huán)境友好的氧化物與金屬產生電子作用，從而促進催化過程的科學假設。根據(jù)這一思路，團隊研發(fā)出氧化鈦-鎳復合催化劑。據(jù)介紹，我國鈦儲量居世界前列，全球鎳資源也十分豐富。團隊通過控制氧化鈦在金屬鎳顆粒表面的覆蓋程度，實現(xiàn)了氧化鈦和鎳之間電子轉移的精準調節(jié)，在提升催化活性的同時，抑制了裂解、積碳等副反應的發(fā)生。

實驗結果顯示，這種新型催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的丙烯選擇性及穩(wěn)定性，性能優(yōu)于國際同類產品。其可節(jié)約成本30%～50%，同時實現(xiàn)催化劑制備使用過程無毒且低能耗，為發(fā)展下一代高效、廉價、環(huán)保可持續(xù)的丙烯催化劑奠定了科學基礎。