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岩芯--古环境的记录员

发布时间:2018-10-08浏览:107

       地球,我们四十多亿岁的母亲,自出生来岁月更迭,历经沧海桑田。在此过程中,地球是处于一个什么样的环境下呢?恐龙时代的地球和现在的地球有什么不同吗?地球环境演变的过程是什么样子的呢?其实大自然早已经将这些情况通过记录员--岩芯一一记录在册。

       通过研究岩芯,不仅可以使我们掌握以往的环境变化,同时也可对我们现在的环境提供指导意义。元素地球化学是目前古环境研究的重要手段之一。

1. 日本海沉积物组分变化与D-O事件的对应

D-O旋回是目前科学界研究的一个热点。该事件揭示了格陵兰地区在末次冰期内的存在千年级的大幅度的冷暖变化,每一个暖期后面紧跟着一个冰期。

国家海洋局的科研学者通过研究日本海沉积物的组分变化与D-O循环的对应情况来揭示这一现象。

该岩芯中部呈深色层与浅色层交替的纹理发育现象,经测试发现,深色层是陆源碎屑沉积,浅色层是海洋钙质沉积。经对比发现深色层与暖期对应,浅色层与冰期对应。在暖期由于中国东部河流输入的供给,经中国东海沿岸流的作用,陆源沉积物的增加。而冰期正好相反。进而推测D-O旋回可能也与东亚季风有密切关系。而我国处于东亚季风的控制之下,对研究我国其他地区的古环境也有指导意义。

2. 布雷曼湖岩芯----阿尔卑斯山脉过去4000年的环境变化与人类活动记录

从布雷曼湖岩芯获取的信息,不仅反映了过去4000年的气候变化,其中的一些突变还反映了人类活动的迹象。

一些元素的比值可作为评估环境的一种代理指标,对岩芯BRA03-1 Ca/Rb和Fe/Rb的扫描结果来看,深色层对应的高比值意味着该段岩芯沉积物粒径较大,是在较平静的湖泊沉积环境下形成的,而浅色的岩芯段代理指标比值低,沉积物粒径较小,解读为夏季的冰雪融水注入。

在元素浓度图中,Pb与Fe存在着两个突变点,对应沉积年代,正好发生在距今3770年-距今3870年的早青铜时代和公元115至330年的罗马文明时代。这也与一些学者分析的这两个时代该地区存在着的采矿活动相吻合。

 

在岩芯BRA03-3中发现了137Cs和241Am的异常峰值,分别发生在1963年与1986年,关联近代的核事件,推断出分别对应的是1963年的北半球大气核试验高潮与1986年的切尔诺贝利核反应堆事故。

注:1963年美苏英三国签订《部分禁止核试验条约》禁止在大气、外太空及水体中开展核试验。在此前的频繁核试验中,在大气及水体中监测的放射性物质在1963年达到顶峰。

3.岩芯扫描利器---Cox Itrax Corescanner

岩芯记录的信息被我们的科研学者“翻译”成各种有意义的事件,让我们了解我们地球母亲所经历的的变迁历程,但翻译需要岩芯提供的原始数据信息,这就需要借助岩芯数据的提取工具---Cox Itrax Corescanner。

Itax特点

·  X射线荧光分析(μ- XRF analysis),提供铝以上的多种元素的浓度分布数据(Al-U)

·  X射线照像分析(μ- radiography),用于分层序列结构成像,提供密度数据

·  数码光学相机,提供样高分辨率光学表面扫描,可实现磁化率、颜色光谱测试

·  X射线源zui大3KW

·  样品zui长可达1.8米,样品有圆柱状,平面状,U形样品

·  进样速度从1cm到20μm可调

·  +XF扫描光斑大小为0.2×4mm,打描速度为2s/spot

·  XRF灵敏度达ppm级

·  X射线成像分辨率小于20×20μm,扫描速度为1s/spot

·  自动运行,无人值守

·  非接触式分析,不破环样

 

 

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