直流电阻率三维正演的代数多重网格方法(英文)

多重网格方法在求解由偏微分方程的边值问题离散所得线性系统时,具有非常高的计算效率.但常用的几何多重网格法在处理带跃变系数的偏微分方程时存在一定缺陷,限制了其应用.本文应用代数多重网格(AMG)方法求解三维直流电阻率法正演模拟形成的有限差分线性方程组,通过求解二次场的方法消除了总场中由点电源导致的奇异性,从而获得快速、精确的三维电阻率数值模拟.对两个存在大的电性差异的模型进行了模拟计算,以验证代数多重网格法的收敛效率.计算结果表明,与不完全Cholesky共轭梯度(ICCG)方法相比,代数多重网格方法具有更高的计算效率及稳定性.而且,随着三维网格节点数的增加,代数多重网格方法计算的高效性更加明显.

塔吉克斯坦、中国和匈牙利黄土磁性增强的路径

对采自塔吉克斯坦、中国和匈牙利的139个黄土及古土壤样品的分析来看,在所有剖面里,饱和磁化强度和饱和剩磁都随低场磁化率呈线性增加。其磁性的增强主要是由亚铁磁性矿物含量增加所致。高场磁化率(k_h)的变化认为是由粘土矿物引起,因为高场磁化率(k_h)与直径小于2μm 的矿物颗粒含量呈线性相关。磁性增强的过程可用一个综合理论模型来解释,该理论模型是以两种矫顽磁力不变、磁性矿物成分不同的集合体为基础。这个模型与匈牙利样品的结果很近似,且与塔吉克斯坦和中国磁性较强的古土壤样品数据吻合较好。塔吉克斯坦黄土样品的理论计算值和实测值之间的偏差较大。3种成分模型改进了实测数据和综合计算值之间的吻合程度。塔吉克斯坦和中国黄土磁性增强与古土壤的磁性增强机理不同,且在古气候和磁化率之间的关系方面不像匈牙利黄土-古土壤层序那样清晰。

沉积物中趋磁细菌趋磁性优势的实验研究

趋磁细菌依靠其体内生物合成的磁小体颗粒沿地球磁场定向排列和游动,称为趋磁性。沿磁场的定向排列被认为可以使磁菌更有效地到达最佳生存环境,即趋磁性对磁菌的优势所在。目前对趋磁性优势的研究大多数集中在水环境或培养液环境下,而对于自然沉积物中趋磁性优势的理解还停留在假说阶段。越来越多的研究显示,磁菌在沉积物中的行为方式与水环境中所观测到的现象差别很大,因此,对趋磁性优势的研究也需要在沉积物环境中进行。本文我们通过对比在地磁场、近零磁场和反转磁场条件下两种磁菌:球菌和杆菌(Candidatus Magnetobacterium bavaricum)的时空变化,揭示在沉积物中趋磁性对趋磁细菌的作用。结果显示趋磁性对两种磁菌存在不同的作用,M.bavaricum在近零磁场条件下数量明显下降而在地磁场下又重新恢复,说明趋磁性优势对M.bavaricum的积极作用,然而球菌在近零磁磁场条件下的数量和分布与地磁场条件下相似,可能说明球菌在利用趋化性和行为方式上与M.bavaricum有很大不同。M.bavaricum在反转磁场条件下数量减少,而球菌则接近消失,说明球菌受极向趋磁性的影响比M.bavaricum大。两种磁菌因受沉积物环境和自身趋化性的影响在趋磁性上表现不同,可能M.bavaricum存在不同的趋磁性特点。本文实验结果说明对趋磁性的理解需要立足于复杂的沉积物环境。