Что скрывает изотоп? Очень многое

Новая методика, разработанная исследователями из обсерватории Земли Ламонт-Доэрти, позволяет использовать редкий на Земле изотоп марганца для изучения миллионов лет изменений земной поверхности. Метод основан на измерении крайне малых количеств нуклида ⁵³Mn, который накапливается при длительном облучении горных пород космическими лучами, и позволит отслеживать такие процессы, как эрозия и оледенение, формировавшие ландшафт на протяжении миллионов лет.

Исследование, опубликованное в журнале Earth and Planetary Science Letters, возглавили Йорг Шефер и Гизела Винклер. Систематическое изучение наземного ⁵³Mn показало, что ничтожные количества этого вещества, образующегося при взаимодействии космических лучей с атомами железа, можно использовать как часы для определения времени экспозиции поверхности скалы. Это ключ к пониманию точных сроков и характера отступления континентальных ледников или скорости эрозии ландшафтов за миллионы лет. Сочетая такие данные с информацией о климате прошлого, ученые могут точнее восстановить работу климатической системы и реакцию поверхности Земли на изменения.

«Когда первые образцы горных пород вернутся с Марса, этот метод может стать основным инструментом для понимания того, когда вода перестала течь по поверхности планеты», — заявил Шефер.

Первые измерения ⁵³Mn в 1960-х годах проводились на фрагментах метеоритов. Новая методика была опробована на образцах из Сухих долин Антарктиды — одного из древнейших ландшафтов Земли. Зная содержание железа в породах и общее время экспозиции (определенное по космогенному ³He), ученые смогли рассчитать скорость образования ⁵³Mn. Благодаря длительному периоду полураспада, датирование по ⁵³Mn позволит изучать геологические процессы за последние 10–15 миллионов лет, что почти вдвое превышает возможности существующих методов на основе космогенных радионуклидов.