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生物地磁实验室
在国家自然科学基金委(创新群体、杰出青年基金、重点基金、面上基金和青年基金等)和中科院(首批创新团队、重要创新方向性项目和创新团队国际合作项目)等的大力支持和资助下,中国科学院地质与地球物理研究所率先在国内开辟了生物地磁学研究新方向。
更多介绍
地磁场变化
揭示出地磁场千年内发生剧烈变化幅值和速率,为评估地磁场变化诱发的生物效应提供了依据
趋磁细菌与生物矿化
揭示趋磁细菌与地磁场共演化规律、趋磁细菌矿化机制、趋磁细菌利用地磁场参与地球化学循环机制
磁场生物效应
揭示生物响应地磁场变化的分子机制,为评估深空亚磁场环境对航天员健康影响提供了科学依据
生物磁性纳米矿物仿生和应用
实现小鼠1-2 mm早期微小肿瘤核磁共振成像,为人类肿瘤早期精准诊断和靶向治疗提供了新材料
学术动态
Academic Trend
纪润佳等-CEE:北半球氧分层淡水环境趋磁细菌研究取得新认识
2025-08-25
已有的趋磁细菌研究多集中于沉积物样品且缺乏大范围的系统性调查,水体环境中趋磁细菌的多样性和地理分布特征还有待深入研究。此外,传统的磁富集方法可能引入偏好,无法全面反映环境中的趋磁细菌多样性。基于以上科学问题,中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理学科中心地球与行星磁场及宜居性学科组的纪润佳博士后与林巍研究员、潘永信研究员等,对公开发表的来自北半球加拿大、芬兰、瑞士和瑞典等地的38个淡水湖泊、池塘和蓄水池的267个宏基因组数据进行了系统研究,分析了其中趋磁细菌的丰度、多样性和分布特征(图1)。...
1. 研究背景地磁场作为地球重要的保护屏障,能够抵御太阳风和宇宙辐射的侵袭,保护地球大气圈、水圈和地表生物圈。地球上许多生物演化出了感知并利用地磁场进行导航的能力。其中,趋磁细菌是目前唯一已知具有感磁能力的原核生物。趋磁细菌通过在胞内形成纳米尺寸的磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4)磁小体颗粒,并将这些颗粒排列成链状结构,从而获得沿地磁场方向运动的能力。这种特性有助于它们快速找到适合生存的微环境。磁小体的合成是受基因严格控制的,控制磁小体矿化的一系列基因在趋磁细菌基因组上排列成簇,称为磁小体基因...
朱珂磊等-JGR:深海冷泉趋磁细菌的全球分布及生物地球化学意义
2025-08-18
中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员团队与青岛崂山实验室张鑫研究团队合作,通过宏基因组学、岩石磁学和电子显微技术,首次系统揭示了趋磁细菌在全球深海冷泉中的广泛分布及其驱动铁-硫-碳循环的关键作用,并在沉积物中留下生物磁小体化石,该研究为理解深海环境微生物地球化学过程和沉积物磁性来源提供了全新视角。
中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员团队与青岛崂山实验室张鑫研究团队合作,通过宏基因组学、岩石磁学和电子显微技术,首次系统揭示了趋磁细菌在全球深海冷泉中的广泛分布及其驱动铁-硫-碳循环的关键作用,并在沉积物中留下生物磁小体化石,该研究为理解深海环境微生物地球化学过程和沉积物磁性来源提供了全新视角。深海冷泉趋磁细菌及其参与元素循环模式图。在富甲烷冷泉沉积物中,趋磁细菌通过细胞内磁铁矿/胶黄铁矿实现沿地球磁场的定向游动,它们通过跨氧化-缺氧界面的铁/硫代谢,可能耦合厌氧甲烷氧化,促进碳酸盐沉淀和...
李金华等-NC:嫦娥六号揭秘月球背面 “弱磁场-强磁性”之谜
2025-07-07
与以往获取的月球正面样品相比,嫦娥六号月壤展现出显著更高的磁化率与饱和磁化强度,其饱和剩磁值更是迄今所有返回月球样品中最高。这一·“弱环境磁场”与“强土壤磁性”的显著矛盾,构成了亟待破解的核心科学问题。为解开谜团,由中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员与潘永信院士领衔的研究团队,利用嫦娥六号取自SPA盆地的珍贵月壤样品,综合应用宏观磁学-多种显微学-微磁模拟等方法,精细区分了嫦娥六号月壤样品中不同类型铁磁性矿物的多种成因(内生成因、撞击成因等),厘清了铁磁性矿物的复杂组合及其独特的剩磁获取机...
嫦娥六号着陆的月球南极-艾特肯盆地(SPA)中心区域,以其异常微弱的地壳磁场信号而著称。然而,对其返回的月球土壤样品进行的磁学测量揭示了一个关键发现:与以往获取的月球正面样品(包括阿波罗、月球号及嫦娥五号任务样品)相比,嫦娥六号月壤展现出显著更高的磁化率与饱和磁化强度,其饱和剩磁(Mrs)值更是迄今所有返回月球样品中最高。这一“弱环境磁场”与“强土壤磁性”的显著矛盾,构成了亟待破解的核心科学问题。为解开谜团,由中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员与潘永信院士领衔的研究团队,利用嫦娥六号取自SPA...
章敏等-JGR-SE:古地磁学及方解石U-Pb年代学对蓬莱滩剖面重磁化期次的约束
2025-02-10
针对碳酸盐岩重磁化期次这一关键科学问题,中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星磁场及宜居性团队章敏博士后和潘永信院士等人,联合南京大学、南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)、中国科学院南京地质古生物研究所和中国矿业大学(徐州)的研究人员开展深入合作研究。他们以广西蓬莱滩“金钉子”剖面瓜德鲁普统-乐平统之交碳酸盐岩为研究对象,系统开展了古地磁学、方解石U-Pb年代学、岩石磁学和电子显微学的综合研究,为揭示蓬莱滩剖面碳酸盐岩(重)磁化期次提供了新的科学依据和认识。
碳酸盐岩作为古地磁研究的重要载体,在大陆漂移理论和地球动力学演化研究中发挥着关键作用。然而,准确识别碳酸盐岩是否经历重磁化过程仍面临显著挑战。这一科学难题主要源于重磁化时间的不确定性,这种不确定性不仅制约了我们对关键地质历史时期地磁场行为特征的理解,也深刻影响了古地磁数据对古地理重建的精度。针对碳酸盐岩重磁化期次这一关键科学问题,中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星磁场及宜居性团队章敏博士后和潘永信院士等人,联合南京大学、南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)、中国科学院南京地质古生物研...
蔡书慧等-SA:嫦娥五号玄武岩揭示20亿年前月球存在弱磁场
2025-01-02
中国科学院地质与地球物理研究所朱日祥研究员、蔡书慧副研究员及研究团队联合中国科学院国家天文台、中国地质大学(武汉)等单位对获批的9颗毫米级玄武岩岩屑样品开展了详细的磁学分析,相关结果为认识月球发电机中晚期演化历史提供了关键约束。研究成果发表于Science Advances(蔡书慧*,秦华峰,王华沛,邓成龙,杨赛红,徐亚,张驰,唐旭,谷立新,李晓光,沈中山,章敏,何况,祁锴贤,樊耘畅,董良,侯祎斐,石平原,刘双迟,苏菲,陈意,李秋立,李金华,Ross N. Mitchell,贺怀宇,李春来,潘永信,朱日祥. Persistent but wea...
由发电机产生的月球磁场可以反映其内部结构及热状态,也能影响月表环境。因此,认识月球磁场的变化过程可以为理解月球演化历史提供重要约束。阿波罗时代至今的遥感数据和月表原位测量表明月球现在不存在类似地磁场的全球性偶极磁场,但阿波罗返回样品的古强度数据以及部分磁化的月壳(图1)指示月球可能曾有过发电机磁场。但是已有的现代月球古强度数据主要集中在30亿年前,30亿年后的阿波罗数据均来自于经历过强烈冲击改造的表土角砾岩,导致部分学者质疑其记录的磁场可能受撞击影响,且准确限定这些角砾岩的形成年龄比较困难。因此,...
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文章列表
List of Articles
301----
Cai, S., Qin, H., Wang, H., Deng, C., Yang, S., Xu, Y., Zhang, C., Tang, X., Gu, L., Li, X., Shen, Z., Zhang, M., He, K., Qi, K., Fan, Y., Dong, L., Hou, Y., Shi, P., Liu, S., Su, F., Chen, Y., Li, Q., Li, J., Mitchell, R. N., He, H., Li, C., Pan, Y., Zhu, R. (2025) Persistent but weak magnetic field at the Moon's midstage revealed by Chang'e-5 basalt.
Sci. Adv.
11.
300----
Chen, Y., Fang, Y., Fu, X., Pua, C., Yuan, W., Guo, J., Ying, T., Wang, Y., Ding, J., Liu, S., Yang, G., Chen, Z., Zhang, Z., Meng, F., Gu, L., Chen, X., Li, J., Yu, Q. (2025) Solar Flare Tracks: Unveiling Features and Their Impact on Distinct Lunar Soil Transformations.
Adv. Funct. Mater.
299----
Du, Y.-A., Ying, Q., Li, C., Zhang, S.-C., Sun, F.-W., Du, A., Qin, H., Pan, Y. (2025) Scanning magnetic imaging of geological samples based on fiber-coupled diamond quantum magnetometry.
Phys. Rev. Appl.
24.
298----
Gao, X., Zeng, W., Liu, J., Han, Y., Yin, Q., Wei, J., Wu, L. (2025) Droplet-based dual-mode ratiometric electrochemical and SERS detection of malachite green.
Microchem. J.
219.
297----
Han, Y., Wen, R., Liu, J., Wei, J., Yin, Q., Wu, L. (2025) Advances and innovations in surface-enhanced Raman scattering detection of microcystins: towards sensitive, rapid, and high-throughput analysis.
Food Chem.
496.
296----
Han, Y., Zhang, T., Zhu, L., Liu, J., Liao, J., Wu, L. (2025) One-step mixing and one-drop detection: A novel electrochemical and colorimetric assay for antioxidants using Pt-Au nanoflowers.
Microchem. J.
215.
295----
Huang, T., Chen, Y., Liu, L., Shen, J., Yin, Z., Pan, Y., Lin, W. (2025) Preservation of Organic Matter Within Primary Fluid Inclusions in Late Middle Pleistocene Halite From the Mars-Analog Qaidam Basin.
J. Geophys. Res. Planets
130.
294----
Ji, R., Wan, J., He, K., Goswami, P., Shen, J., Pan, Y., Lin, W. (2025) Magnetosome gene cluster containing bacteria in oxygen-stratified freshwater ecosystems of northern landscapes.
Commun. Earth Environ.
6.
293----
Li, J., Xing, L., Gong, Z., Liu, J., Liu, Y., Wu, W., Zhu, K., Wang, Y., Tang, X., Gu, L., Chen, Y., Li, Q., Cao, Z., Liu, S., Cai, S., Pan, Y. (2025) Magnetic signatures and origins of ferromagnetic minerals in Chang'e-6 lunar farside soils.
Nat. Commun.
16.
292----
Li, J., Zhang, C., Li, C., Chen, Y., Zhang, Q., Lan, Q., Wang, Y., Wu, W., Wang, J., Gong, Z., Tang, X., Sha, X., Gu, L., Cheng, S., Liu, P., Liu, J., Li, Q., Gu, L., Li, G., Li, Y., Dunin-Borkowski, R. E., Roberts, A. P., Pan, Y. (2025) Impact-generated magnetite in Chang'e-5 soil as a potential recorder of lunar magnetism.
Commun. Earth Environ.
6.
291----
Lin, H., Chang, R., Xu, R., Yang, W., Tian, H.-C., Tang, H., Li, J., Hao, J., Shan, L., Zhang, X., He, H., He, Z., Lin, W., Lin, Y., Wei, Y. (2025) Distribution of lunar surface water dependent on latitude and regolith maturity.
Nature Geosci.
18.
290----
Lin, W., Faure, M., Meng, L. (2025) The Uplift of Armorica and the Bretonian Movements of the Variscan Orogeny-New Insights From Detrital Zircons in the Early Carboniferous Terrigenous Rocks of the Laval Basin (Armorican Massif, France).
Geochem. Geophys. Geosyst.
26.
289----
Lin, W., Wang, Y., Liu, F., Meng, L., Wu, Q., Guo, Z., Wei, W., Chu, Y., Li, J., Wang, Q., Faure, M., Nguyen, V. V. (2025) Indochina orogenic belt and related geodynamics.
Sci. China Earth Sci.
68, 1691-1715.
288----
Liu, J., Ji, C., Wu, L., Han, Y., Wei, J., Zhang, S., Pan, Y., Li, J. (2025) Magnetic Fe3O4@rGO-Ag SERS platform for rapid sub-micromolar detection of triazophos in complex food matrices.
Microchem. J.
218.
287----
Liu, J., Li, Y., Jiao, L., Sun, Z., Wu, L., Pan, Y., Li, J. (2025) Nanozyme and magnetic separation-enabled tri-modal aptasensor for sensitive and accurate detection of saxitoxin.
Sens. Actuat. B-Chem.
444.
286----
Liu, L., Wang, Z., Zhang, W., Lin, W. (2025) Recovery of 1,773 microbial genomes and 2,060 viral genomes from the Mars-analog Qaidam Basin desert.
Scientific Data
12.
285----
Liu, L., Wang, Z., Zhang, W., Zhou, Z., Lin, W. (2025) The Hidden Viral Network: How Viruses Shape Microbial Adaptability and Biogeochemical Cycling in the Polyextreme Mars-Analog Qaidam Basin Desert.
Environ. Microbiol.
27.
284----
Liu, P., Zhang, R., Meng, F., Zhang, C., Roberts, A. P., Wang, Y., Zhu, K., Cao, Z., Pan, Y., Li, J. (2025) Deep-branching magnetotactic bacteria form intracellular carbonates enriched in trace metals.
Msystems
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283----
Liu, R., Li, Y., Zhang, Z., He, Y., Xu, C., Wang, W., Sun, W., Hui, H., Chen, L., Pan, Y. (2025) Influence of mantle convection on the Martian crustal dichotomy and the long-term evolution of the thermo-chemical structure of Martian mantle: Insights from 3-D geodynamic models.
Chin. J. Geophys. (Chin. Ed.)
68, 2092-2111.
282----
Luo, Y., Zhao, C., Ren, J., Tian, L., Pan, Y. (2025) Neuroinflammatory effects of magnetic fields: insights into glia-mediated secondary cascades and mechanisms.
Life Sci.
383.
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