ЛОС-АЛАМОС, Нью-Мексико, 24 июля 1997 г. - Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории, Института горного дела и технологии Нью-Мексико и других организаций обнаружили, что пакрысы, кажется, сохраняют понемногу все, включая подсказки в их моче. Это может помочь ученым более точно определить возраст воды и других материалов.
В статье, опубликованной сегодня в журнале Science, Митч Пламмер, исследователь из Института горного дела и технологии Нью-Мексико, показывает, как он и его коллеги из Лос-Аламоса и других организаций использовали окаменелую мочу пакрыс из доисторических логовищ, чтобы определить, что скорость осаждения хлора-36 - встречающегося в природе изотопа хлора и важной химической метки, которую можно использовать для определения возраста воды - была значительно выше, чем считалось ранее, для периодов старше 11 000 лет назад.
В дополнение к получению более точных данных для датирования гидрологических процессов, работа также помогла ученым из Лос-Аламоса определить, как вода движется через гору Юкка, штат Невада, предполагаемое хранилище высокоактивных ядерных отходов.
Хлор-36 естественным образом вырабатывается в стратосфере, когда атомы бомбардируются космическими лучами, высокоэнергетическими частицами, проникающими в космос из-за пределов нашей Солнечной системы. Это так называемое космогенное производство хлора-36 со временем менялось из-за колебаний силы магнитного поля Земли. Когда поле слабое, больше космических лучей может достигать верхних слоев атмосферы и производится больше хлора-36. Более того, поскольку магнитное поле Земли отклоняет космические лучи к Северному и Южному полюсам, скорость производства хлора-36 снижается по мере удаления от полюсов.
Исследователи могут определить скорость, с которой хлор-36 откладывался в прошлом, определив соотношение хлора-36 и обычных атомов хлора в материалах, содержащих хлор, а затем сравнив это соотношение с возрастом материала.
Пламмер и его коллеги проанализировали соотношение хлора-36 и хлора в окаменелых норах пакрыс на северо-западе и юге Невады. Моча пакрата связывает вместе ветки, листья, семена, фекалии и другой мусор, который животные используют для строительства своих логовищ или кучи. В пустынных районах отбросы могут сохраняться в течение десятков тысяч лет, если они защищены от непогоды пещерами или нависающими скалами.
Packrats получают воду, глотая пустынные растения. Растения поглощают атмосферный хлор-36 через дожди. Следовательно, моча пакрат является хорошим индикатором уровня хлора-36 и может использоваться для определения скорости осаждения космогенного изотопа.
Чтобы определить возраст мочи, Пламмер и его коллеги смогли взять обломки навоза пакроты, такие как листья и ветки, и определить их возраст с помощью датирования по углероду-14, что полезно для датирования органических материалов до 40 000 лет. старый.
Пламмер и его коллеги смогли определить, что скорость, с которой хлор-36 откладывался в средних широтах в период старше 11 000 лет назад, была почти в два раза выше, чем считалось ранее.
«Одним из объяснений того, почему уровни хлора-36 выше в период после 11 000 лет назад, является положение струйного течения во время последнего ледникового периода», - сказал Джейк Турин, соавтор исследования. документ и исследователь в Лос-Аламосской группе по науке об окружающей среде и технологии отходов. Для того, чтобы стратосферный хлор-36 мог осесть на поверхности Земли, он должен попасть в тропосферу, где может быть вымыт из атмосферы дождем. Наиболее сильно перемешивание стратосферы и тропосферы происходит при струйном течении. По-видимому, в этот период, струйный поток сместился на юг, и это может объяснить повышенный уровень хлора-36, отложившегося в средних широтах».
Глобальное изменение климата, таким образом, может объяснить более высокие, чем ожидалось, уровни хлора-36, уровни выше, чем можно объяснить колебаниями магнитного поля Земли, сказал он.
June Фабрика-Мартин, соавтор и исследователь Группы экологических наук и технологии отходов Лос-Аламоса, сказала, что исследование помогло исследователям Лос-Аламоса, работающим над проектом по характеристике участка горы Юкка, лучше понять гидрологию гора. Фабрика-Мартин и ее коллеги используют космогенные изотопы и компьютерные модели, чтобы понять, как вода движется через слои горных пород, составляющих гору Юкка.
Исследователи из Лос-Аламоса используют встречающийся в природе хлор-36 и искусственный хлор-36, называемый «бомбовым импульсом» хлор-36, для определения путей, по которым вода может течь в гору Юкка. Концентрация хлора-36 во всем мире существенно увеличилась во время испытаний ядерного оружия в атмосфере, проведенных в Тихом океане около 40 лет назад, что привело к созданию уникальной сигнатуры бомбового импульса с повышенным уровнем хлора-36. Следовательно, воде с характерной чертой «бомба-импульс» меньше 50 лет.
Во время работы по определению характеристик участка горы Юкка Фабрика-Мартин и ее коллеги собрали пробы недр вдоль маршрута туннеля, который начинается на поверхности горы Юкка и спускается на мелководье на глубину от 200 до 300 метров под поверхностью.. Туннель диаметром 25 футов является частью Исследовательского центра в горах. Они искали образцы с уровнем хлора-36, превышающим естественный фоновый уровень. Повышенный уровень хлора-36 в образцах может указывать на присутствие хлора-36 в виде бомбового импульса.
Некоторые из образцов имели уровни хлора-36, которые были ниже, чем уровни подписи импульса бомбы, но были выше, чем предварительно оцененные фоновые уровни. Эти образцы озадачили ученых.
Однако, поскольку образцы экскрементов пакротов показывают, что фоновые уровни хлора-36 для периодов старше 11 000 лет назад были более чем в два раза выше, чем первоначальные оценки фона, Фабрика-Мартин теперь имеет правдоподобное объяснение образцы, которые не совсем соответствовали сигнатурам импульса бомбы, но также не совсем соответствовали ранее считавшимся сигнатурам фонового уровня.
Национальная лаборатория Лос-Аламоса находится в ведении Калифорнийского университета для Министерства энергетики США.