神秘的阿根廷的安第斯山脉解锁罕见同位素

每一秒地球是由大量宇宙射线轰击——看不见的亚原子粒子,来自太阳和超新星爆炸之类的东西。far-traveled这些高能宇宙射线与原子碰撞当他们进入地球大气层和二级宇宙射线引发级联。当次级宇宙射线穿透地球表面上米,他们把元素矿物质,像氧气,罕见的放射性同位素(或“宇宙发生的放射性核素”)包括beryllium-10(10)和碳14 (14)。科学家可以研究这些宇宙成因核素的浓度变化来估计多久已经暴露在地表的岩石。这反过来让研究人员更好地了解行星过程,如水土流失的比例没有超过一公斤的河沙。

格雷戈里虚伪,杰西页Heroy教授和系主任锡拉丘兹大学地球与环境科学学院的艺术与科学,jr Slosson,马塞诸斯州大学的博士后研究员阿默斯特从锡拉丘兹大学获得博士学位,和Nat Lifton副教授,地球、大气和行星科学普渡大学,最近共同撰写发表的一项研究《地球物理研究快报宇宙发生的放射性核素分析样本阿根廷的安第斯山脉。

这个项目的目的是记录的时间材料位于安第斯山脉的山坡相对于整个流域的侵蚀率。这个信息是重要的,它可以帮助科学家确定滑坡风险和理解气候变化将如何影响材料的动态交通的山坡地区潮湿或干燥。

历史写在沙子里

确定腐蚀率,团队获得的河沙样品收集脚下的侧面的安第斯山脉东部门多萨和圣胡安省,位于中西部阿根廷。河沙为代表,混合样品的整个流域上游(或径流区)的样本收集。在虚伪的锡拉丘兹大学实验室砂隔离纯石英中的其他矿物样本。研究人员使用纯石英,因为这是一个最佳的来源是10和碳14。分裂的纯石英被送到了布法罗大学和Lifton铍和碳提取的实验室,分别。后续测量碳14普渡大学进行的'实验室并分析了10劳伦斯利弗莫尔国家实验室找出每个放射性核素的浓度。

一个关于岩屑的故事

非火山岩最高的山峰在安第斯山脉位于圣地亚哥,智利和门多萨,阿根廷。排水的流域高安第斯山脉海拔跨度5000米(16500英尺),岩石的山坡都内衬积累碎片被称为岩屑和小石子。

因为是10和碳14比例但衰变产生截然不同的利率,宇宙发生的放射性核素的浓度在一个示例揭示沉积物产生的速度从光秃秃的岩石表面(10)和时间沿着山坡通过滑坡(碳14)。通过滑坡沉积物是动员和埋葬,同位素的生产速率减少,但由于碳14衰变比10快1000倍,他们的比例变化迅速。这种变化在比例允许作者应用统计模型来确定材料的平均持续时间距骨山坡上旅行。

ee教授格雷戈里虚伪合著的一项研究调查材料驻留多久在安第斯山脉的山坡。

根据作者Gregory虚伪,这是第一个研究使用的结合是10和碳14的长期平均利率沉积物生成和所花费的时间和流程向下移动,穿过河流,给更大范围的因素。

“以前,我们几乎完全依靠的是10和含沙量测量河规站估计平均侵蚀率,”笔记虚伪。“什么吸引我们去研究这些集雨碳14的协议规和10数据。我们将看到两个同位素和测量数据产生同样的利率和证明山侵蚀发生在一个稳定的状态。”

虽然是10回来的浓度为预期的长时间尺度,他们发现,碳14比预期的要低得多,这意味着从高山流域沉积物侵蚀从宇宙射线屏蔽至少7到1.5万年。作者解释说,临时存储在碎石堆最好解释了低碳14的浓度相对于10。

“这项研究表明,有可能填补一个重要空白的观测时间使用给生活带来的碳14 / 10对真正发生在山坡上,“说废话。

山体滑坡的风险对人类和基础设施,jr Slosson说他们的研究结果表明,碳14可以显著解开沉积物运移动力学,并可能有助于预测未来可能发生山体滑坡。他解释说,“利用碳14连同10提供了一个新的窗口沉积物运输的复杂性在山地环境和可以提供一个背景评估当代地球表面的变化过程。”

参考:Slosson JR,虚伪GD Lifton n Non-steady-state 14 c-10be和瞬态在陡峭的高山集雨hillslope动力学。地球物理学。卷。2022;49 (24):e2022GL100365。doi:10.1029/2022 gl100365

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