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【央广网】黄河有了准确生日!125万年是怎么测定的?
2023-11-10 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

来源:央广网  发布日期:2023-11-09

  央广网北京11月9日消息(总台中国之声记者鹤佳)据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,黄河终于有了准确的生日!现在的“几字型”黄河有125万岁了。

  近日,《地球与行星科学快报》在线发表了新京葡萄最新官网研究员庞忠和等中国科学家围绕黄河“身世”和现代黄河水系格局形成时代的研究。他们通过地下水精细定年测定,得出了“现代黄河水系格局的形成时间为125万年前”的结论,一改此前众说纷纭的局面。

  科学家测黄河的生日,用了哪些先进方法?125万年前到底发生了什么,导致黄河中游改道?对周边生态、水资源分配产生了哪些深远影响?

  精确定年,氪-81立大功!

  新京葡萄最新官网研究员庞忠和介绍,与现在的“几字型”黄河不同,古黄河是“一字型”,从宝鸡峡进入渭河盆地,从三门峡东流入海。关于黄河改道的时间,学术界众说纷纭,有10万年前、不到100万年前、500万年前等不同观点。

  此次科研人员在渭河盆地直接采集古黄河留下来的深埋达3500多米的地下热水,更直接准确地回答了黄河改道和定年的问题。研究人员综合氪-81与氯-36方法,开展精细的地下水定年工作。氪-81是惰性气体,是由宇宙射线形成的,在大气中分布较为均匀,半衰期长达23万年,定年范围可达130万年。

  原始的氪-81浓度比较稳定,但随着大气降水渗入地下含水层,会不断衰变,这个衰变的过程是个时间函数,因此采出地下水,测出氪-81含量,所得的时间就是地下水离开大气层到采样这天所经历的时间,也就是地下水年龄,这就是氪-81定年法的原理。其他的放射性同位素如氯-36、碳-14等都可用来给地下水定年龄,但氪-81的优势在于其在大气中产生,不受地质条件影响,因此定年相对准确可靠。多种方法的综合运用,就可以揭示地下水年龄和流动的丰富信息。

  揭秘黄河身世的地点,为何选在渭河盆地?

  庞忠和表示,此前人们也曾尝试过氪-81定年法,但这一惰性气体的丰度实在太低,需要巨大的水量,并且测量结果不太准确,直到激光冷却原子阱技术(ATTA)的出现,才给地下水测龄打开了一扇新的窗户。

  ATTA是一种量子测量技术,在本世纪初由中国科学技术大学卢征天教授提出。在他的团队努力下,近几年这一方法的精度得到进一步提高,能够实现10的负16次方丰度下的单原子精确测量。

  庞忠和解释,研究之所以选在渭河盆地有两大原因:一方面,渭河盆地保存有超过7500米的巨厚细粒河湖相沉积,含水层较多,古黄河在渭河盆地流动时,在含水层中留下了足迹,通过钻孔能采集到上百万年前的古水。另一方面,渭河盆地地热资源的开发利用造就了一大批深部地热水井,最深可达4000余米,可采集到不同深度含水层的水样,为开展工作提供了有利的平台。

  125万年前,是什么让黄河变弯了?

  研究结果揭示,现代黄河水系有125万年的历史。庞忠和介绍,黄河中游之所以改道成现在的“几”字,首先是由于渭河盆地的拉张,印度板块向东北方向推挤,青藏高原隆升,在汾渭地堑系撕开了一个口,河流的改变受其控制。其次是鄂尔多斯高原和六盘山等山脉的作用,六盘山隆升压迫宝鸡峡,黄河被迫改道,流经之处受贺兰山、阴山和吕梁山的阻拦,逐渐形成了“几字型”。

  庞忠和表示,在北方干旱区,水是最关键的因素,决定生态和生物、人类演化。因此,黄河怎么流,水资源如何分布?这和自然的演化、人类的演化都有密切关系。为黄河中游改道画上一个精确的时间坐标,对认识沿岸地貌地质的演化、对文化考古等都有重要的参考价值。

  “现代地球科学研究的重点从认识气温的变化,逐步深入到认识与人类宜居相关的水文的变化,逐渐形成了一个新的研究热点。希望我们能够在技术比较有利的条件下取得更多的结果,提供更精准的年龄数据,作为相关研究的参考。”庞忠和说。

 
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