Метод криптона-81 позволяет датировать килограммовые образцы антарктического льда возрастом до миллиона лет

Группа под руководством профессоров Чжэн Тяньлу и Вэй Цзяна из Научно-технического университета Китая (USTC) разработала новую методику — всеоптический анализ следов атомов в ловушке. В сотрудничестве с американскими гляциологами они успешно провели датировку килограммовых образцов древнего антарктического льда по изотопу криптон-81 с помощью этого метода. Этот прорыв предоставляет мощный новый инструмент для изучения палеоклиматических изменений в масштабах до миллиона лет. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Глубокие ледяные керны, пробуренные в Антарктиде и ледяном щите Гренландии, служат бесценными архивами прошлого климата Земли. Однако точное датирование придонного льда, который может содержать записи крупных климатических переходов, долгое время оставалось сложной задачей. Криптон-81 является идеальным трассером для датирования льда, но в каждом килограмме древнего льда присутствует всего несколько сотен атомов этого редкого радиоактивного изотопа, что делает их обнаружение крайне сложным.

Для решения этой проблемы команда USTC разработала всеоптическую технику детектирования отдельных атомов. Разработав высокоинтенсивный узкополосный источник вакуумного ультрафиолетового излучения, учёные смогли эффективно производить метастабильные атомы криптона и снизить перекрёстное загрязнение образцов на два порядка величины. Этот прорыв сократил требуемый объём пробы до 100 нанолитров газа криптона (эквивалентно ~1 кг льда) и расширил верхний предел датирования до 1.5 миллиона лет.

Применив эту технологию к двум килограммовым образцам льда с ледника Тейлора в Антарктиде, команда в сотрудничестве с гляциологами из Принстонского университета получила возраст около 130 000 лет, что хорошо согласуется с независимой стратиграфией льда. Теперь метод криптона-81 стал применим к малым образцам ледяных кернов. Новая методика открывает возможности для исследования стабильности ледяного щита Гренландии, истории развития ледников Тибетского нагорья и поиска древнего льда, пережившего среднеплейстоценовый переход.