你有没有想过,科学家是如何知道一块岩石形成于几亿年前,甚至几十亿年前的?这些看似遥远的数字,并不是凭空推测出来的,而是通过一种被称为“地质定年”的技术精确测量得到的。
近日,中国科学院广州地球化学研究所传来好消息:由中国科学院院士徐义刚带领的科研团队,成功建成并稳定运行我国自主研发的单颗粒锆石CA-ID-TIMS高精度测年平台。这意味着我国已经掌握了国际领先的岩石年龄测定技术,在地质年代学研究领域迈出了重要一步。
锆石为何被称为“地球历史记录仪”?
在自然界中,有一种矿物叫锆石。虽然它体积很小,却像一个天然“时间胶囊”,能够记录岩石形成时的重要信息。科学家通过分析锆石内部放射性元素的衰变情况,就可以推算出岩石形成的准确时间。
而此次建立的平台所采用的CA-ID-TIMS技术,被国际学术界誉为地质年代测定的“金标准”,能够将测年误差控制在极低水平,精度甚至可以达到万分之几。
为什么这项技术这么难?
要获得准确的测年结果,最大的难题之一就是避免铅污染。
因为在测量过程中,空气、化学试剂甚至实验器皿中都可能存在极微量的普通铅。这些看似微不足道的污染,都会影响最终测量结果。
举个简单的例子,如果把一滴水滴入一杯纯净水中,可能肉眼几乎看不出变化;但对于超高精度测量来说,哪怕是极其微小的杂质,也可能导致结果出现偏差。
为了攻克这一难题,科研团队创新提出了一种“逆向递推溯源”方法。从测量结果反向寻找污染来源,对实验流程中的每一个环节进行检查和优化。经过长期努力,最终将铅污染控制到国际先进水平,为高精度测年提供了可靠保障。
精度达到什么水平?
科研团队不仅解决了污染控制问题,还对仪器检测和数据处理流程进行了多项创新改进,包括优化信号采集、校正测量误差以及完善同位素分析方法等。
为了验证平台性能,研究人员对国际标准样品进行了测试。结果显示,测得的数据与国际公认参考值高度一致,表明我国自主建设的测年平台已经达到国际先进水平。
这项技术有什么实际意义?
对于普通人来说,地质测年似乎离生活很远,但实际上它与许多重大科学问题息息相关。
例如:
研究地球形成和演化历史;
探索火山喷发的准确时间;
追踪远古生物灭绝事件;
重建古气候变化过程;
研究矿产资源形成规律。
有了更精准的“地质时钟”,科学家就能更准确地还原地球历史上的重大事件,为地球科学研究提供更加可靠的数据支撑。
此次高精度测年平台的成功建成,不仅填补了我国相关领域的重要技术空白,也意味着我国已经具备独立开展国际顶尖水平地质年代学研究的能力。未来,这一平台将在深时地球演化、重大地质事件研究以及资源勘查等领域发挥重要作用,为我国地球科学发展提供强有力的技术支持。
资料来源: 科技日报