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放射性碳测年和了解冰川时期地球气候和环境过程又向前迈出了一步

放射性碳测年和了解冰川时期地球气候和环境过程又向前迈出了一步

通过综合研究(例如树木年代学、放射性碳测年以及与其他放射性核素记录的比较)获得的距今 14,000 个历年的大气放射性碳变化的高精度记录的发展,代表了广泛应用的放射性碳测年方法的重大改进,允许更多准确测定亚化石样本的年代,从而建立冰河时期过去环境和气候变化的年表。这一改进将对未来放射性碳测年校准曲线的构建起到关键作用。

目前的升级,基于 1000 年长的树木年轮年表的构建,捕获了大气放射性碳水平的相当大的变化,发表在《通信地球与环境》上。这项研究由博洛尼亚大学 BRAVHO 实验室主任 Sahra Talamo 教授领导,与来自霍恩海姆大学、海德堡大学的树木年代学、放射性碳、冰芯中宇宙成因放射性核素和建模领域的国际专家合作,阿尔弗雷德韦格纳研究所(德国)、利兹大学(英国)、隆德大学(瑞典)和苏黎世联邦理工学院(瑞士)。

这项跨学科研究代表了对 IntCal 小组的重要贡献,该小组致力于制定全球一致同意的三个主要环境(北半球大气、南半球大气和表层海洋)中 14C 水平的重建。该团队能够检测到BP 18,475 到 17,350 日历年之间大气放射性碳水平的变化比之前最后一条校准曲线(称为 IntCal20)显示的变化更大。使用来自威尼斯前阿尔卑斯山(意大利东北部)Revine 遗址的 33 棵落叶松亚化石树获得了新的树木年轮年代学,在重要的冰消期期间增长。与冰芯中的 10Be(另一种宇宙放射性核素,如 14C,是宇宙射线进入大气层时产生的)进行比较,研究小组将重建的大气放射性碳变化与太阳活动的周期性变化联系起来,这在末次冰期得到了广泛证实。 。

该研究的核心是用每年解析的树木年轮中的 14C 系列来补充现有的校准曲线,该系列可以比以前来自湖泊沉积物、石笋和海洋沉积物的档案更好地跟踪大气中 14C 的变化。因此,随着时间的推移,极其准确地重建大气放射性碳值,可以使放射性碳测年变得更加精确,并推断过去发生的气候和宇宙射线通量。“我们对过去 14C 水平的了解越准确,我们就能越准确地校准 14C 测量以获得样品的日历年龄”,Sahra Talamo强调道,该研究小组的领导者和 ERC_StG RESOLUTION 的 PI,该决议旨在提高约会准确性以解决人类进化中的关键问题。

只有在这个关键的气候时期,以及在更加准确和完善的起点之前,首次建立了涵盖距今 18,475 至 17,350 历年 1200 年的三个树木年轮系列,才达到了这种更高的准确度。建立了基于树木年轮的放射性碳校准曲线的一部分。斯图加特霍恩海姆大学的树木年代学专家迈克尔·弗里德里希 (Michael Friedrich)表示:“Revine 冰川树木新的稳健年轮年表为我们在这项工作中描述的高分辨率 14C 系列奠定了坚实的基础。”

然后,对储存在冰芯中的 10Be 的利用进行了另一项分析:“(..)由于其自身测年的不确定性,冰芯不能用于在此期间对瑞文树的精确日历年龄提供强(独立)约束。宇宙放射性核素专家弗洛里安·阿道夫(Florian Adolphi)澄清道。“尽管如此,10Be 记录仍然能够提供有用的推论支持”。事实上,通过比较 Revine 年代学的 14C 值与冰芯的 10Be 值,可以确定这一关键时期重建大气放射性碳变化的原因。

“这项工作清楚地表明了树木年代学、放射性碳测年和 10Be 综合研究的优势,以开发新的浮动树木年轮宽度年代学和来自最近冰川期生长的亚化石树的高分辨率 14C 数据序列”,强调Bernd Kromer是一位基于树木年轮的放射性碳校准的物理学家专家。

“总的来说,我们的年轮 Revine 数据似乎证实了中国葫芦洞洞穴化石 14C 数据的序列,但分辨率提高了 10 倍,平滑程度也降低了”,负责该研究的 Timothy J. Heaton说道。本研究中开发的莱文放射性碳年表的绝对日历年龄估计。

塔拉莫教授总结道:“放射性碳领域的这项关键研究强调了拥有可靠的年代学作为重建人类过去事件以及关键气候和地球过程的基础的重要性。”

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