教育網(wǎng)站報(bào)名:古代大氣中發(fā)現(xiàn)氬氣
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導(dǎo)讀在橫跨格陵蘭島和南極洲的巨大冰層上，溫度如此之低，以至于即使是夏日的陽光也無法融化沉積在它們上面的雪。由于雪在沒有融化的情況下積聚...
在橫跨格陵蘭島和南極洲的巨大冰層上，溫度如此之低，以至于即使是夏日的陽光也無法融化沉積教育網(wǎng)站報(bào)名在它們上面的雪。由于雪在沒有融化的情況下積聚并沉入冰蓋的更深處，它會(huì)從大氣中捕獲空氣，當(dāng)雪變成冰時(shí)會(huì)形成小氣泡。幾個(gè)世紀(jì)或幾千年來，冰層不斷堆積，增加了氣泡的壓力并降低了氣泡的溫度，直到被困的大氣分子轉(zhuǎn)化為籠狀晶體，從而將古老的空氣樣本保存了數(shù)十萬年。這些稱為空氣水合物晶體的晶體可以揭示數(shù)十萬年來地球大氣和氣候的變化——如果它們的成分能夠被準(zhǔn)確測(cè)量的話。
以前的測(cè)量方法僅限于幾種元素，例如氧和氮。現(xiàn)在，一個(gè)國際研究小組開發(fā)了一種新方法來識(shí)別更難以捉摸、以前未經(jīng)證實(shí)的成分，例如氬氣，這可以幫助重建對(duì)過去氣候的更精確的理解。他們?cè)凇侗▽W(xué)雜志》上發(fā)表了他們的方法和發(fā)現(xiàn)，包括首次直接發(fā)現(xiàn)空氣水合物晶體中的氬。
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“冰芯中的氣泡是唯一已知的實(shí)際古代大氣的古環(huán)境檔案，其時(shí)間軸在深度方向，”第一作者、北海道大學(xué)工程學(xué)院副教授 Tsutomu Uchida 說。他解釋說，氬可以通過融化或切割從冰中提取，但它在未受干擾的冰中的位置是一個(gè)謎?！叭绻覀兡軌蛄私鈿逶诒械奈恢?，我們就可以提高我們對(duì)冰中氣體分子運(yùn)動(dòng)的理解，并有助于提高環(huán)境重建的準(zhǔn)確性?！?/p>
研究人員檢查了從格陵蘭島提取的冰芯中的五種空氣水合物晶體，其中包含可追溯到大約 13 萬年前的冰。他們結(jié)合使用掃描電子顯微鏡和能量色散 X 射線光譜儀來可視化和識(shí)別空氣水合物晶體中包含的分子。他們發(fā)現(xiàn)了氬氣。
“氬被認(rèn)為存在于空氣水合物晶體中，但從未通過顯微鏡分析直接證實(shí)，”合著者、高等研究研究生院、SOKENDAI 和國立極地研究所教授 Kumiko Goto-Azuma 說研究?！斑@種直接觀察很困難，因?yàn)樗c相鄰元素的混合比非常小，而且它是一種惰性氣體，這使得用氮和氧的常用方法很難測(cè)量?！?/p>
研究人員計(jì)劃改進(jìn)他們的方法，以更好地了解冰中氬氣的分布，目的是闡明變化的機(jī)制并更準(zhǔn)確地估計(jì)人類活動(dòng)對(duì)全球環(huán)境的影響。
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“通過這種新方法，我們相信我們可以提高冰芯分析的準(zhǔn)確性，以闡明古代大氣中存在多少氬，以及它是如何隨著地球環(huán)境而變化的，”該研究的合著者、副教授 Tomoyuki Homma 說。長岡工業(yè)大學(xué)工學(xué)研究科。
