Секреты Земли - изотопные отпечатки пальцев

О нас

Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd

Электронная почта
yang.chen4@thermofisher.com
Телефон
13386161207
Адрес
Синьцзиньцзяо

Дата:2025-12-19Читать:0

　　 Изотопная технология

Изотопная технология - это « детективное оружие » в геохимических исследованиях, которое раскрывает тайны эволюции Земли и даже Солнечной системы, отслеживая небольшие различия в изотопном составе элементов.

Компания Symerfei располагает целым набором изотопных масс - спектрометрических приборов, позволяющих определять изотопы практически всех элементов периодической таблицы.

(Нажмите для просмотра большой карты)

Изотопы таких элементов с красными точками могут быть измерены с помощью масс - спектрометрии MC - ICPMS (Neoma) и масс - спектрометрии TIMS (серия Triton) в периодической таблице элементов, показанной выше; Изотопы этих неметаллических элементов, отмеченных желтыми точками, могут быть измерены масс - спектрометрией G - IRMS (Delta Q, 253 Plus); Зеленая точка представляет собой элемент инертного газа, изотопы которого могут быть измерены с помощью масс - спектрометра инертного газа (Helix MC).

Давайте посмотрим, как изотопы расшифровывают Землю.

　　Загадка возраста Земли: окончательные часы

Насколько стара Земля?

Ранние методы оценки (например, основанные на солености морской воды, скорости охлаждения Земли) были очень неточными.

ИспользованиеИзотопно - свинцовое датированиеВ частности, минералы циркона могут знать возраст Земли.

Циркон образуется в магме, чрезвычайно прочный и долговечный, может противостоять более поздним геологическим преобразованиям. При кристаллизации он блокирует уран в решетке и отталкивает свинец. Таким образом, весь свинец, который мы измеряем в цирконах, является результатом радиоактивного распада урана.

Два изотопа урана (U - 238 и U - 235) распадаются до двух изотопов свинца (Pb - 206 и Pb - 207), соответственно. Это похоже на то, что есть два отдельных часа, которые могут проверять друг друга, и результат более надежный.

Ученые обнаружили самый древний кристалл циркона на Земле на горе Джекс в Австралии, возраст которого измеряется с помощью урана - свинца до 4,4 миллиарда лет. Это говорит нам о том, что вскоре после образования Земли (около 160 миллионов лет спустя) континентальная кора начала формироваться. Возраст метеоритов, измеренных в настоящее время на Земле, составляет около 4,5 - 4,57 миллиарда лет, что очень близко к оценочному возрасту самой Земли (около 4,5 миллиарда лет).

　　Инструменты презентации:

Многоприемный масс - спектрометр с индуктивной связью (MC - ICPMS) может тестировать до 40 элементов в периодической таблице элементов (Sr, Nd, Pb, Hf, U, Li, B, Mg, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn и т. Д.), и может выполнять изотопные системы датирования, включая U - Pb, Rb - Sr, Re - Os, SM - ND и т. Д.

В ноябре 2020 года компания Symer представила второе поколение Neoma MC - ICPMS. В дополнение к вышеуказанным преимуществам дизайна серии Neptune MC - ICPMS, производительность прибора на основе Neptune была дополнительно улучшена благодаря инновационным источникам ионов ICP, расширенной платформе детектора, новому пулу для реагирования на столкновения с функцией фильтрации качества, новой схеме всей машины, усовершенствованной программной платформе Qtegra и ряду аппаратных и программных улучшений.

Неома MC-ICPMS

　　2. Отслеживание происхождения жизни: "отпечатки пальцев" событий Большого Окисления

Ранняя атмосфера Земли была лишена кислорода, и когда кислород начал появляться в больших количествах?

Ключевое геологическое доказательство времени появления кислорода:Изотопы серыА.

Как правило, дистилляция изотопов связана с их плохой массой (массовой дистилляцией). Но под действием ультрафиолетового излучения происходит эффект « некачественной дистилляции», который может произойти только в анаэробной атмосфере.

Ученые обнаружили, что этот необычный изотопный сигнал серы внезапно исчез в древних породах около 2,4 миллиарда лет назад, что стало решающим доказательством « большого окисления»: поскольку бактерии цианобактерий в то время производили большое количество кислорода посредством фотосинтеза, изменяя химию атмосферы и предотвращая некачественную дистилляцию.

Это было бы практически невозможно, если бы мы непосредственно измерили содержание древнего кислорода, и реверсирование тогдашнего состава атмосферы через связанное с ним исчезновение « аномального» изотопного сигнала стало бы доказательством разгадки головоломки.

　　Инструменты презентации:

Компания Symerfei располагает двумя классическими газовыми изотопными масс - спектрометрами. Один из них - классический 253 Plus, а другой - новейшая модель Delta Q. Два газовых масс - спектрометра в основном анализируют и тестируют стабильные изотопы пяти элементов C, N, H, O и S.

253 Plus IRMS с напряжением 10 КВ, с большим радиусом отклонения магнитного поля, подходит для геологических, морских и палеоклиматических исследований; Delta Q IRMS поставляется с напряжением ускорения 3 КВ и небольшим радиусом отклонения магнитного поля для исследований в области продовольствия, окружающей среды и экологии.

Кроме того, два прибора могут быть связаны с различными внешними устройствами, такими как EA (элементный анализатор), GC (газовая хроматография), LC (жидкая хроматография), GB (онлайн - устройство газового баланса) и т. Д., соответственно, для различных типов образцов, включая твердые, газовые и летучие органические вещества для измерения изотопов.

253 Плюс ИРМС

ИРМС Delta Q

　　Реконструкция древнего климата: термометры, спрятанные в камнях

Вы когда - нибудь задумывались, как мы можем узнать температуру океана в древние времена?

В геохимии есть очень важный метод:палеометр изотопов кислородаА.

При формировании карбонатных кальциевых раковин древних морских организмов (например, фораминиферов) регистрируется информация об изотопах кислорода в морской воде. 16O легче, чем 18O, и легче войти в водяной пар при испарении. Когда климат становится холодным, и ледяной покров расширяется, большое количество 16O заперто в ледяном покрове, что приводит к относительному обогащению 18O в морской воде. В то же время, когда организмы образуют раковины в более холодной воде, они поглощают больше 18O в свои карбонатно - кальциевые кости. Измеряя соотношение 18O / 16O окаменелостей фораминиферы в глубоководных буровых кернах, ученые могут воссоздать точные циклы климата ледниково - межледникового периода за последние миллионы лет, как если бы они читали дневник температуры Земли.

　　Инструменты презентации:

Устойчивый изотопный масс - спектрометр Symerfei 253 Plus в сочетании с высокоточным карбонатным анализатором Kiel IV является мощным инструментом для создания ценных ископаемых образцов, таких как фораминиферы. Требуется всего около 20 мкг карбонатных образцов, а точность анализа дельта - 13C и дельта - 18O может достигать 0,04 и 0,08 промилле. В Kiel IV установлена термореактивная камера с вакуумным насосом, которая позволяет точно контролировать температуру реакции; Новые микронакопители устраняют вязкий поток CO2 из микрокарбонатных проб; Две независимые реактивные системы с кислотными количественными клапанами используются для анализа проб с высоким потоком, что обеспечивает точный анализ высокоточных карбонатных проб.

253 Plus IRMS + Kiel IV Карбонатная установка

Заключение

Вышеприведенный случай науки о Земле полностью демонстрирует мощную способность изотопных технологий в качестве « естественных часов» и « природных индикаторов », которые позволяют нам расшифровывать скрытую информацию, оставленную камнями, окаменелостями и даже всей планетой, и рассказывать одну замечательную историю о прошлом Земли за другой.

Являясь ведущим мировым лидером в области научных приборов, Symerfei стремится предоставить всем ученым и исследователям по всему миру инструменты для научных исследований и надеется, что в будущем человечество сможет разгадать еще больше загадок Земли.

(Нажмите для просмотра большой карты)

Последняя статья:Как ускорить инновационную глобализацию Китая с помощью « китайской скорости»

Следующая статья:Системные требования Orbitrap Ascend BioPharma Tribrid