Заглянуть в геологию на миллионы лет назад смогут сибирские ученые
Заглянуть в геологию на миллионы лет назад смогут сибирские ученые
Первую в России модель специальной камеры для масс-спектрометра создали специалисты НГУ. Она поможет заглянуть в геологию и историю нашей планеты на 10 миллионов лет назад.
Новое устройство позволит искать и считать редкие атомы в материалах различной природы, проводить самый дорогой химический анализ минералов и археологических находок. Как сообщили в пресс-службе вуза, на сегодняшний день химикам известно 114 химических элементов, своего рода «сортов» атомов. Внутри них атомы тоже могут различаться, прежде всего по массе, которая зависит от числа не только положительно заряженных протонов, но и нейтронов в ядре. Атомы одного и того же элемента с разным числом нейтронов называются изотопами, у них разные физические свойства. Например, углерод – основной элемент всех живых организмов на Земле – имеет 15 изотопов с массами от 8 до 22 атомных единиц массы, 11 из которых распадаются менее чем за секунду. Для исследований возраста природных объектов важен изотоп космического происхождения 14С, который присутствует в атмосфере в следовых количествах. Его период полураспада – около пяти тысяч лет.
Живой организм может получать этот изотоп только извне, при дыхании и потреблении растительной пищи. После смерти организма обмен с атмосферой прекращается, а накопленные при жизни атомы 14С постепенно распадаются. Поскольку соотношение стабильного и радиоактивного углерода со временем меняется, по его значению можно установить возраст археологической находки или датировать захоронение. Такой метод называется радиоуглеродным анализом.
В мире не так много лабораторий, которые могут качественно провести столь тонкие измерения на высокоточном ускорительном масс-спектрометре. Это связано с трудоемкостью обслуживания оборудования и сложнейшей процедурой подготовки пробы к анализу. Стоимость одного анализа начинается от тысячи долларов, рассказали специалисты. В НГУ разработали и сконструировали элемент ускорительного масс-спектрометра, который способен «сортировать» изотопы с очень маленькой разницей в массах и при этом точно их считать.
Метод ускорительной масс-спектрометрии в радиоуглеродном датировании археологических объектов позволяет ученым заглянуть до 75 тысяч лет назад, рассказал руководитель проекта, старший научный сотрудник лаборатории космологии и физики элементарных частиц Физического факультета НГУ Андрей Соколов. Еще интереснее определять концентрации другого изотопа космического происхождения – 10Be. Там временной интервал датирования может доходить до 10 миллионов лет.
В 2023 году время-проекционная камера была установлена на отечественный ускорительный масс-спектрометр и успешно протестирована с образцами, содержащими изотоп 14С. Сейчас специалисты создают первый отечественный ускорительный масс-спектрометр.
Исследование поддержано Российским научным фондом и в рамках программы государственной поддержки университетов РФ «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».
Фото предоставлено пресс-службой НГУ
Другие новости на тему
Комментарии