——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
放射性核素137Cs非自然產(chǎn)物,是由人工核試驗(yàn)所產(chǎn)生,經(jīng)常用于湖泊表層沉積物定年。我國(guó)西北地處北半球中緯地區(qū),位于切爾諾貝利事故的下風(fēng)方向,區(qū)內(nèi)還存在我國(guó)著名的羅布泊核試驗(yàn)基地。因此,該地區(qū)湖泊沉積物不僅能記錄到1963年-1964年全球大氣核試驗(yàn)沉降峰值(GTWT),還被認(rèn)為具備記錄切爾諾貝利核事故(1986年)和羅布泊核試驗(yàn)(1976年)信號(hào)的潛力。這一復(fù)雜性導(dǎo)致我國(guó)西北地區(qū),乃至中國(guó)東部和南方地區(qū),湖泊沉積物137Cs活度峰值究竟作為哪一信號(hào)的時(shí)標(biāo)而飽受爭(zhēng)議,阻礙了重建過(guò)去氣候變化、評(píng)估人類(lèi)活動(dòng)影響和研究人類(lèi)世起訖時(shí)間等眾多問(wèn)題的解決。
鑒于此,中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所湖沼-歷史氣候?qū)嶒?yàn)室、“一帶一路”氣候環(huán)境變化研究中心副研究員藍(lán)江湖等選擇137Cs信號(hào)最復(fù)雜的我國(guó)西北地區(qū)展開(kāi)研究,以期解決137Cs在我國(guó)湖泊沉積物定年應(yīng)用中的困擾。
課題組基于近年來(lái)在該地區(qū)積累的6個(gè)湖泊沉積巖芯137Cs和210Pb研究,并整合了中亞地區(qū)(含我國(guó)西北西區(qū))23個(gè)湖泊沉積物和10支冰芯的137Cs、210Pb、239+240Pu、3H、241Am和β活度定年法、年層計(jì)年法、以及240Pu/239Pu比值等方法,同時(shí),通過(guò)分析切爾諾貝利核事故和羅布泊核試驗(yàn)產(chǎn)生的放射性物質(zhì)的傳輸路徑,以及對(duì)比來(lái)自歐洲26個(gè)湖泊沉積物和阿爾卑斯山5支冰芯的表層年代學(xué)。研究結(jié)果顯示,我國(guó)西北地區(qū),乃至整個(gè)中亞,湖泊沉積物137Cs活度峰值(最大沉降峰值)對(duì)應(yīng)全球大氣核試驗(yàn)沉降峰值(GTWT),而非來(lái)自切爾諾貝利核事故和羅布泊核試驗(yàn)的信號(hào)。最后,分析了放射性核素從釋放到大氣、沉降至流域和水體中滯留的時(shí)間,研究人員認(rèn)為137Cs在流域和湖水中滯留時(shí)間約為1年。因此,湖泊沉積物137Cs活度峰值是全球大氣核試驗(yàn)沉降峰值(GTWT)的可靠時(shí)標(biāo),但滯后一年,即對(duì)應(yīng)1964年(圖1)。
相關(guān)研究成果近日以Time marker of 137Cs fallout maximum in lake sediments of Northwest China為題發(fā)表在Quaternary Science Reviews上。
該研究得到了基金委重大項(xiàng)目——地質(zhì)新時(shí)代的人類(lèi)世(41991253,41991252)、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)(B類(lèi);XDB40010300)、第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究(2019QZKK0101)、基金委中以國(guó)際合作(41761144070)和中科院特別交流計(jì)劃(E029020147)等項(xiàng)目的資助。
湖泊沉積物137Cs年代學(xué)示意圖
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