與較老和較年輕的地層相比,大約 1000 萬年前形成的太平洋海底的鈹 10 含量顯著豐富。發現這一峰值的地質學家提出,這可能是洋流發生重大變化的結果,洋流在一段時間內重塑了氣候。或者,它可能表明附近有一顆我們以前不知道的超新星。
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鈹是一種相對稀有的元素,大多數人只知道它是因為它出現在接近宇宙開始的地方。。然而,地質學家有理由喜歡鈹 10,因為它可以幫助確定太古老而無法通過。這是因為鈹 9 是穩定的,而鈹 10 具有140萬年。
因此,沉積樣品越古老,其比例越低。10是:9是的,或者至少如果最初沉積的鈹 10 的數量是一致的話,情況會是這樣。當宇宙射線撞擊氧分子時,鈹 10 原子在高層大氣中形成,並在一兩年內落到地球上。因此,宇宙輻射的激增可能會導致天空中的鈹 10 含量增加,不久之後陸地或深海中的鈹 10 含量也會增加。
這是亥姆霍茲德累斯頓-羅森多夫研究中心的 Dominik Koll 博士及其同事在大約 1010 萬年前沉積於中太平洋和北太平洋的鐵錳結殼樣本中發現鈹 10 豐度激增的一種解釋。
這種採樣需要考慮到 Be-10 的衰減率。當時沉積的鈹 10 仍然存在不到 1%。科爾在一篇文章中說道陳述,“在大約 1000 萬年前,我們發現了幾乎兩倍的10正如我們所預料的那樣。 ”當然,首要任務是檢查較新來源的污染,其中鈹 10 衰變較少。
一旦團隊測試了足夠的樣本以確保峰值是真實的,他們就開始尋找解釋。來自大約 70 光年遠的超新星爆發的宇宙射線,例如最近產生的,是最明顯和最戲劇性的一個,但其他也是可能的。
日光層保護地球免受大多數宇宙射線的影響,如果宇航員冒險進入太空足夠遠的地方,他們會遇到這些宇宙射線。日光層的暫時減弱(例如穿過星際雲)會導致鈹 10 尖峰,就像研究小組發現的那樣。
或者,解釋可能是海洋方面的,而不是天體物理學方面的。這 已知12-1000萬年前強度急劇增加。 “這可能導致10科爾說:“在一段時間內,地球上的分佈不均勻。因此,10可能會特別集中在太平洋。 ”
其他可能性,例如在重大冰融化事件期間釋放鈹脈衝,或者改變,也被考慮過,但因太小或太簡短而被拒絕。
洋流的解釋相對容易檢驗——如果世界各地的樣本顯示出同樣的上升趨勢,那麼它就會被駁倒。另一方面,如果當時其他海洋盆地的鈹 10 含量下降,那麼全球平均水平相當穩定,那麼幾乎肯定是洋流造成的。
示意圖顯示了 Beyrellium-10 在融入沉積物之前如何在高層大氣中形成,以及隨時間沉積的量的時間調整圖表。
圖片來源:HZDR / blrck.de
深海採樣並不容易,但該團隊正在尋求獲取岩心以進行進一步的測試,並希望其他團隊也能進行自己的調查。如果這種增加是全球性的,那麼這可能是一項長期研究的開始,以找出哪種天體物理學解釋是正確的。
解決這個問題將開啟許多新的研究途徑,包括暴露於增加的宇宙射線或海洋溫度的重大重新分配對生命的影響。
地質學家將從全球峰值的確認中受益匪淺。需要獨特的全球事件來協調來自不同地點的樣本的時間表。核試驗中的放射性同位素為最近發生的事件和被稱為太陽風暴的事件提供了這些基準幾千年前就服務於同樣的目的。
再往前追溯,,當地球兩極翻轉時,用於同步時間線。科爾說:“對於跨越數百萬年的時期來說,這樣的宇宙發生時間標記還不存在。” “然而,這種鈹異常有可能充當這樣的標記。”
該研究發表在開放獲取自然通訊。









