-
Thông tin E-mail
yang.chen4@thermofisher.com
-
Điện thoại
13386161207
-
Địa chỉ
xinjinqiao
Về chúng tôi
Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd
Khám phá trái đất - bí ẩn của dấu vân tay đồng vị
Ngày:2025-12-19Đọc:0
Công nghệ đồng vị
Công nghệ đồng vị là "vũ khí thám tử" trong nghiên cứu địa hóa học, nó làm sáng tỏ những bí ẩn về sự tiến hóa của Trái đất và thậm chí cả hệ mặt trời bằng cách theo dõi những khác biệt nhỏ trong thành phần đồng vị của các nguyên tố.
Seimerfeld có một loạt các thiết bị lớp khối phổ đồng vị hoàn chỉnh có thể xác định đồng vị của hầu hết các nguyên tố trong bảng tuần hoàn.
(Click để xem ảnh lớn)
Các đồng vị của các nguyên tố như vậy trong bảng tuần hoàn được hiển thị ở trên có thể được xác định bằng phổ khối MC-ICPMS (Neoma) và phổ khối TIMS (Triton series); Các đồng vị của các nguyên tố phi kim loại này được xác định bằng phổ khối G-IRMS (Delta Q, 253 Plus); Các chấm màu xanh lá cây đại diện cho các nguyên tố khí trơ và các đồng vị của chúng có thể được xác định bằng máy quang phổ khối khí trơ (Helix MC).
Vậy hãy cùng xem đồng vị giải mã Trái Đất như thế nào.
Giải mã bí ẩn của tuổi Trái đất: Đồng hồ cuối cùng
Trái đất bao nhiêu tuổi?
Các phương pháp ước tính ban đầu (chẳng hạn như dựa trên độ mặn của nước biển, tốc độ làm mát của trái đất) đều không chính xác.
Mà lợi dụngPhương pháp định tuổi đồng vị urani-chìĐặc biệt, khoáng vật zircon có thể biết tuổi của Trái đất.
Zircon, được hình thành trong magma, cực kỳ cứng và bền, có thể chống lại sự biến đổi của các tác động địa chất sau này. Nó khóa nguyên tố uranium trong một mạng tinh thể khi nó kết tinh và đẩy chì. Do đó, tất cả chì mà chúng tôi đo được trong zircon được tạo ra bởi sự phân rã phóng xạ của uranium.
Uranium có hai đồng vị (U-238 và U-235) phân rã thành hai đồng vị chì (Pb-206 và Pb-207). Nó giống như có hai chiếc đồng hồ riêng biệt có thể kiểm tra lẫn nhau và kết quả đáng tin cậy hơn.
Các nhà khoa học đã tìm thấy tinh thể zircon lâu đời nhất trên trái đất tại Mount Jack, Australia, được xác định niên đại bằng uranium-chì và đo được 4,4 tỷ năm tuổi. Điều này cho chúng ta biết rằng ngay sau khi Trái đất hình thành (khoảng 160 triệu năm sau), lớp vỏ lục địa đã bắt đầu hình thành. Các thiên thạch đo được trên Trái đất hiện nay có tuổi khoảng 4,53-4,57 tỷ năm, rất gần với tuổi ước tính của chính Trái đất (khoảng 4,55 tỷ năm).
Giới thiệu dụng cụ:
Máy đo phổ khối plasma ghép nối đa cảm (MC-ICPMS) có thể kiểm tra hơn 40 nguyên tố trong bảng tuần hoàn (Sr, Nd, Pb, Hf, U, Li, B, Mg, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, v.v.) và hệ thống định tuổi đồng vị có thể tiến hành bao gồm U-Pb, Rb-Sr, Re-Os, Sm-Nd, v.v.
Seimer Fly ra mắt Neoma MC-ICPMS thế hệ thứ hai trên toàn thế giới vào tháng 11 năm 2020. Ngoài việc tiếp nối các thiết kế ưu điểm trên của Neptune Series MC-ICPMS, hiệu suất của thiết bị đã được cải thiện hơn nữa trên Neptune bằng cách đổi mới nguồn ion ICP, nền tảng phát hiện mở rộng, bể phản ứng va chạm hoàn toàn mới với chức năng sàng lọc chất lượng, thiết kế mạch hoàn toàn mới cho toàn bộ máy, nền tảng vận hành phần mềm Qtegra tiên tiến và một loạt các cải tiến phần cứng và phần mềm.
Sản phẩm Neoma MC-ICPMS
Truy tìm nguồn gốc của sự sống: Dấu vân tay của sự kiện oxy hóa lớn
Bầu khí quyển ban đầu của Trái đất thiếu oxy, vậy oxy bắt đầu xuất hiện với số lượng lớn khi nào?
Có một bằng chứng địa chất quan trọng cho thấy thời gian oxy xuất hiện:Đồng vị lưu huỳnh。
Thông thường, sự phân đoạn của các đồng vị có liên quan đến khối lượng kém của chúng (phân đoạn khối lượng). Nhưng dưới tác động của tia cực tím, một hiệu ứng "phân đoạn không khối lượng" xảy ra, chỉ có thể xảy ra trong bầu khí quyển không oxy.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng tín hiệu đồng vị lưu huỳnh bất thường này đột ngột biến mất trong các tảng đá cổ đại khoảng 2,4 tỷ năm tuổi, điều này đã trở thành bằng chứng xác định cho "sự kiện oxy hóa lớn": vì vi khuẩn cyanobacteria vào thời điểm đó đã tạo ra một lượng lớn oxy thông qua quang hợp, làm thay đổi hóa học khí quyển và ngăn chặn sự xuất hiện của quá trình chưng cất phân đoạn không khối lượng.
Điều này gần như không thể thực hiện được nếu chúng ta trực tiếp đo hàm lượng oxy cổ đại, và bằng cách đảo ngược thành phần khí quyển của thời điểm đó thông qua sự biến mất của một tín hiệu đồng vị "bất thường" được bảo tồn có liên quan đến nó, trở thành bằng chứng để hiểu câu đố.
Giới thiệu dụng cụ:
Seimerfly có tổng cộng hai khối phổ kế đồng vị ổn định khí cổ điển. Một là 253 Plus cổ điển và một là mẫu Delta Q mới nhất. Hai máy đo phổ khối khí chủ yếu được thử nghiệm phân tích để kiểm tra các đồng vị ổn định của năm nguyên tố C, N, H, O và S.
IRMS 253 Plus được trang bị điện áp 10KV, bán kính lệch từ trường lớn, thích hợp cho nghiên cứu địa chất, đại dương, cổ khí hậu; Delta Q IRMS được trang bị điện áp gia tốc 3KV và bán kính lệch từ trường nhỏ, phù hợp cho nghiên cứu trong các lĩnh vực như thực phẩm, môi trường, sinh thái.
Ngoài ra, hai thiết bị có thể được kết hợp với các thiết bị ngoại vi khác nhau như EA (máy phân tích nguyên tố), GC (máy sắc ký khí), LC (máy sắc ký lỏng), GB (thiết bị cân bằng khí trực tuyến) để thử nghiệm đồng vị monomer cho các loại mẫu khác nhau, bao gồm chất rắn, khí, chất hữu cơ dễ bay hơi.
253 Cộng với IRMS
Hệ thống IRMS Delta Q
Tái tạo cổ khí hậu: Nhiệt kế ẩn trong đá
Mọi người có bao giờ tự hỏi, làm thế nào chúng ta có thể biết được nhiệt độ đại dương trong thời cổ đại?
Trong địa hóa học có một phương pháp rất quan trọng:Nhiệt kế cổ đồng vị oxy。
Vỏ canxi cacbonat của các sinh vật biển cổ đại, chẳng hạn như côn trùng, khi hình thành, ghi lại thông tin về đồng vị oxy của nước biển. 16O nhẹ hơn 18O và dễ dàng xâm nhập vào hơi nước hơn khi bay hơi. Khi khí hậu lạnh hơn, các tảng băng mở rộng và một lượng lớn 16O bị khóa trong các tảng băng, dẫn đến sự giàu có tương đối của 18O trong nước biển. Đồng thời, các sinh vật hấp thụ 18O nhiều hơn vào xương canxi cacbonat của chúng khi chúng hình thành vỏ trong nước lạnh hơn. Bằng cách đo tỷ lệ 18O/16O của các hóa thạch lỗ chân lông trong lõi khoan sâu, các nhà khoa học có thể tái tạo lại vòng xoáy khí hậu thời kỳ băng hà chính xác trong hàng triệu năm qua, giống như đọc nhật ký nhiệt độ của Trái đất.
Giới thiệu dụng cụ:
Máy quang phổ khối đồng vị ổn định 253 Plus của Seimerfly với thiết bị phân tích cacbonat chính xác cao Kiel IV là một công cụ mạnh mẽ để tạo ra các mẫu hóa thạch quý như sâu đục. Chỉ cần khoảng 20 µg mẫu cacbonat, độ chính xác phân tích của δ13C và δ18O là 0,04‰ và 0,08‰. Kiel IV có buồng phản ứng nhiệt độ điều khiển được hút chân không, có thể kiểm soát chính xác nhiệt độ phản ứng; Hộp vi mô mới loại bỏ dòng chảy dính của CO2 từ các mẫu cacbonat vi lượng; Hai hệ thống phản ứng độc lập với van định lượng axit được sử dụng để phân tích mẫu thông lượng cao, đảm bảo phân tích chính xác các mẫu cacbonat có độ chính xác cao.
Thiết bị Carbonate 253 Plus IRMS+Kiel IV
Kết luận
Các trường hợp khoa học trái đất ở trên đã chứng minh đầy đủ khả năng mạnh mẽ của công nghệ đồng vị như một "đồng hồ tự nhiên" và "chất đánh dấu tự nhiên", cho phép chúng ta giải mã thông tin bí mật còn lại từ đá, hóa thạch và thậm chí cả hành tinh, kể hết câu chuyện tuyệt vời này đến câu chuyện khác về quá khứ của Trái đất.
Là nhà lãnh đạo thiết bị khoa học hàng đầu thế giới, Seimer cam kết cung cấp công cụ nghiên cứu khoa học cho tất cả các nhà khoa học và nhà nghiên cứu trên toàn cầu, hy vọng trong tương lai có thể giải đáp nhiều bí ẩn của Trái đất cho nhân loại.
(Click để xem ảnh lớn)