地球,我們四十多億歲的母親,自出生來歲月更迭,歷經滄海桑田。在此過程中,地球是處于一個什么樣的環(huán)境下呢?恐龍時代的地球和現在的地球有什么不同嗎?地球環(huán)境演變的過程是什么樣子的呢?其實大自然早已經將這些情況通過記錄員--巖芯一一記錄在冊。
通過研究巖芯,可以使我們掌握以往的環(huán)境變化,同時也可對我們現在的環(huán)境提供指導意義。元素地球化學是目前古環(huán)境研究的重要手段之一。
1. 日本海沉積物組分變化與D-O事件的對應
D-O旋回是目前科學界研究的一個熱點。格陵蘭地區(qū)在末次冰期內的存在千年級的大幅度的冷暖變化,每一個暖期后面緊跟著一個冰期。
科研學者通過研究日本海沉積物的組分變化與D-O循環(huán)的對應情況來分析這一現象。
該巖芯中部呈深色層與淺色層交替的紋理發(fā)育現象,經測試發(fā)現,深色層是陸源碎屑沉積,淺色層是海洋鈣質沉積。經對比發(fā)現深色層與暖期對應,淺色層與冰期對應。在暖期由于中國東部河流輸入的供給,經中國東海沿岸流的作用,陸源沉積物的增加。而冰期正好相反。進而推測D-O旋回可能也與東亞季風有密切關系。而我國處于東亞季風的控制之下,對研究我國其他地區(qū)的古環(huán)境也有指導意義。
2. 布雷曼湖巖芯----阿爾卑斯山脈過去4000年的環(huán)境變化與人類活動記錄
從布雷曼湖巖芯獲取的信息,反映了過去4000年的氣候變化,其中的一些突變還反映了人類活動的跡象。
一些元素的比值可作為評估環(huán)境的一種代理指標,對巖芯BRA03-1 Ca/Rb和Fe/Rb的掃描結果來看,深色層對應的高比值意味著該段巖芯沉積物粒徑較大,是在較平靜的湖泊沉積環(huán)境下形成的,而淺色的巖芯段代理指標比值低,沉積物粒徑較小,解讀為夏季的冰雪融水注入。
在元素濃度圖中,Pb與Fe存在著兩個突變點,對應沉積年代,正好發(fā)生在距今3770年-距今3870年的早青銅時代和公元115至330年的羅馬文明時代。這也與一些學者分析的這兩個時代該地區(qū)存在著的采礦活動相吻合。
在巖芯BRA03-3中發(fā)現了137Cs和241Am的異常峰值,分別發(fā)生在1963年與1986年,關聯近代的核,推斷出分別對應的是1963年的北半球大氣核試驗與1986年的切爾諾貝利核反應堆事故。
注:1963年美蘇英三國簽訂《部分禁止核試驗條約》禁止在大氣、外太空及水體中開展核試驗。在此前的頻繁核試驗中,在大氣及水體中監(jiān)測的放射性物質在1963年。
3.巖芯掃描利器---Cox Itrax Corescanner
巖芯記錄的信息被我們的科研學者“翻譯”成各種有意義,讓我們了解我們地球母親所經歷的的變遷歷程,但翻譯需要巖芯提供的原始數據信息,這就需要借助巖芯數據的提取工具---Cox Itrax Corescanner。
Itax特點
· X射線熒光分析(μ- XRF analysis),提供鋁以上的多種元素的濃度分布數據(Al-U)
· X射線照像分析(μ- radiography),用于分層序列結構成像,提供密度數據
· 數碼光學相機,提供樣高分辨率光學表面掃描,可實現磁化率、顏色光譜測試
· X射線源大-3KW
· 樣品長可達1.8米,樣品有圓柱狀,平面狀,U形樣品
· 進樣速度從1cm到20μm可調
· 掃描光斑大小為0.2×4mm,打描速度為2s/spot
· XRF靈敏度達ppm級
· X射線成像分辨率小于20×20μm,掃描速度為1s/spot
· 自動運行,無人值守
· 非接觸式分析,不破環(huán)樣