中國金宝搏入口188實現1公斤南極古冰芯的氪-81定年
188bet足球盧征天、蔣蔚(yu)教授團隊通(tong)過自主(zhu)研發(fa)的(de)“全光(guang)原(yuan)子阱痕量分析(xi)”方法，與美國冰(bing)川學家合作實現(xian)了對1公斤(jin)南極古冰(bing)芯樣品的(de)氪(ke)-81定(ding)年，為研究(jiu)百萬年尺度古氣候變化(hua)提供了全新工(gong)具。相關成果以“81Kr dating of 1 kg Antarctic ice”為題(ti)于5月12日發表在《自然·通(tong)訊》。
圖(tu)1（左(zuo)圖(tu)），研(yan)究人員展示(shi)南極冰芯以(yi)及冰芯中的包裹氣泡；
（右圖），真空紫外光(guang)源以(yi)及亞穩態(tai)氪原子束流裝置(zhi)。
人類在南極大(da)陸(lu)和格陵(ling)蘭冰(bing)(bing)蓋鉆(zhan)取了多根深(shen)度(du)達千米的(de)(de)冰(bing)(bing)芯(xin)，是(shi)地球古(gu)氣(qi)候及(ji)冰(bing)(bing)蓋演化的(de)(de)珍貴檔案。其(qi)中，冰(bing)(bing)芯(xin)底部(bu)的(de)(de)基底冰(bing)(bing)可能記(ji)錄(lu)了地球氣(qi)候的(de)(de)重大(da)轉變事件，但因冰(bing)(bing)層受到擾(rao)動，其(qi)年齡測定一直是(shi)一個(ge)難(nan)題，制約了冰(bing)(bing)川(chuan)和古(gu)氣(qi)候學的(de)(de)研究(jiu)。放(fang)射性氪-81同(tong)位素的(de)(de)定年區(qu)間達百萬(wan)年尺度(du)，被視為理想的(de)(de)冰(bing)(bing)芯(xin)定年示蹤同(tong)位素，但每公斤(jin)古(gu)老冰(bing)(bing)芯(xin)中僅含有數百個(ge)氪-81原子，對超(chao)靈(ling)敏檢測技術是(shi)巨大(da)的(de)(de)挑戰。
針對(dui)極小冰芯樣品的氪-81測(ce)量問題(ti)，中(zhong)國金宝搏入口188團隊發(fa)展(zhan)出全光激發(fa)單原子探測(ce)技術，其(qi)原理(li)驗(yan)證于2021年發(fa)表在《物理(li)評論(lun)快(kuai)報》上。
為了能將(jiang)該技術應用于實(shi)際冰芯樣品，團(tuan)隊(dui)又花了四年時間進行(xing)攻關，解(jie)決(jue)了一(yi)系列(lie)難題(ti)。利用自(zi)主(zhu)研發(fa)的(de)高(gao)亮度(du)窄帶124nm真空紫外光源高(gao)效產生亞穩態氪(ke)原子(zi)，新技術能夠(gou)將(jiang)樣品交(jiao)叉污(wu)染(ran)的(de)影響降低兩個(ge)量級，同時實(shi)現(xian)樣品的(de)無損測量。這一(yi)突破使得定年所需的(de)樣品量減小至100納(na)升(sheng)氪(ke)氣（對應約1公斤(jin)冰芯樣品），同時將(jiang)定年上限(xian)擴展至150萬年。
依(yi)托最(zui)新的分(fen)析技術，中國金宝搏入口188團(tuan)隊與普(pu)林斯頓大(da)學(xue)(xue)Michael Bender教授，Sarah Shackleton博士(shi)等(deng)冰(bing)川學(xue)(xue)家(jia)合(he)作，對南(nan)極(ji)泰勒(le)冰(bing)川兩(liang)處1公斤冰(bing)樣進行了(le)氪-81定年(nian)(nian)，結果與傳統(tong)冰(bing)層(ceng)年(nian)(nian)代學(xue)(xue)得到的13萬年(nian)(nian)年(nian)(nian)齡高度吻合(he)，驗證了(le)氪-81定年(nian)(nian)方法的可靠性。
該工作(zuo)使得極小冰(bing)(bing)(bing)芯樣(yang)品的氪-81定(ding)年(nian)(nian)成為可能。目前中(zhong)國金宝搏入口188團隊正(zheng)與國內(nei)外冰(bing)(bing)(bing)川(chuan)學家合作(zuo)，系(xi)統性(xing)地開展格陵(ling)蘭冰(bing)(bing)(bing)蓋基(ji)底冰(bing)(bing)(bing)芯、南極深(shen)冰(bing)(bing)(bing)芯以及青(qing)藏(zang)高(gao)原(yuan)冰(bing)(bing)(bing)川(chuan)樣(yang)品的定(ding)年(nian)(nian)和(he)分析工作(zuo)。新(xin)(xin)的定(ding)年(nian)(nian)方法(fa)為格陵(ling)蘭冰(bing)(bing)(bing)蓋穩(wen)定(ding)性(xing)、青(qing)藏(zang)高(gao)原(yuan)冰(bing)(bing)(bing)川(chuan)發育(yu)年(nian)(nian)代(dai)，以及尋找跨(kua)越中(zhong)更新(xin)(xin)世轉(zhuan)型(xing)的古老(lao)冰(bing)(bing)(bing)芯等重要科(ke)學問題帶來(lai)新(xin)(xin)的研(yan)(yan)究(jiu)機(ji)遇，將推動冰(bing)(bing)(bing)川(chuan)和(he)古氣候學領(ling)域(yu)的創新(xin)(xin)研(yan)(yan)究(jiu)。
合肥(fei)微尺(chi)度物質科(ke)學國家研究中心原(yuan)博士后(hou)Florian Ritterbusch、合肥(fei)國家實(shi)驗室博士后(hou)王(wang)杰(jie)為論文的(de)共同第一作(zuo)者。該(gai)研究工作(zuo)得到了科(ke)技部、國家自然(ran)科(ke)學基金委和安徽省的(de)資助(zhu)。
188bet足球激光痕量探測與精密測量實驗室網址：https://atta.ustc.edu.cn
論文鏈接：//www.nature.com/articles/s41467-025-59264-6
（合肥微尺度物(wu)質(zhi)科學國家研(yan)究中(zhong)心、物(wu)理學院、科研(yan)部）
