利用量子技术测定过去千年冰川冰的年代
应用物理
2019-06-19 v2 原子物理
地球物理
摘要
利用 39Ar 的放射性测年覆盖了独特的时间跨度，并为解读过去千年的环境档案提供了关键进展。尽管这一示踪剂已被认识数十年，但迄今为止的研究受限于其低丰度与低放射性，因而需要巨大的样品量。原子阱痕量分析（Atom Trap Trace Analysis）是激光冷却与俘获等量子物理技术的应用，与传统技术相比可将样品体积降低数个数量级。本文通过展示首次对高山冰川冰样品进行氩阱痕量分析（ArTTA）测年，表明该方法针对 39Ar 的改进现已可用于冰川学应用。几公斤大小的冰块已足以满足需求，并在两个人工冰川洞穴中获取。重要的是，两地均可直接触及冰川底部的地层序列，并可与已有的年代约束相互验证。此前一项研究已通过最先进的微放射性碳分析，对位于 3030 m 海拔（瑞士阿尔卑斯山）Chli Titlis 冰川获取的冰块进行了测年。在 2870 m 海拔（奥地利施图拜阿尔卑斯山）Schaufelferner 冰川冰层内独特发现的树皮碎片与落叶松针叶，则允许进行常规放射性碳测年。两地所得 39Ar 测年结果均与基于放射性碳测年和目视地层序列的现有年代信息相符。我们的结果确立了氩阱痕量分析作为解读迄今尚未开发的过去千年冰川档案的关键。
引用
@article{arxiv.1811.03955,
title = {Dating glacier ice of the last millennium by quantum technology},
author = {Zhongyi Feng and Pascal Bohleber and Sven Ebser and Lisa Ringena and Maximilian Schmidt and Arne Kersting and Philip Hopkins and Helene Hoffmann and Andrea Fischer and Werner Aeschbach and Markus K. Oberthaler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.03955},
year = {2019}
}