Små fine partikler af global påvirkning – radiocarbon afslører oprindelsen af ​​sort kulstof

Et teknisk gennembrud blev opnået i kildebestemmelsen af ​​meget små kulstofprøver på Accelerator Laboratory og Laboratory of Chronology ved Helsinki Universitet. Udviklingsarbejdet er essentielt i klimaforskningen, da det gør det lettere at skille sorte kulstofpartiklers oprindelse ud.

Forholdet mellem moderne biomasse og fossilt materiale til stede i enhver kulstofholdig prøve kan bestemmes ved radiocarbondatering med en partikelaccelerator. Mængden af ​​den radioaktive isotop af kulstof ( ¹⁴ C, radiocarbon) halveres hver 6. 000 år, at gøre fossilt materiale helt frit for det.

I de seneste år, metoden baseret på radiocarbons halveringstid er især blevet brugt i Finland til at bestemme andelen af ​​biomasse i brændsler – til støtte for bioøkonomien. Typisk, partikelacceleratorer kræver et milligram fast kulstof for at kvantificere de meget små mængder radiocarbon indeholdt i prøver.

"Forholdet mellem radiocarbon i kulstof er en milliontedel af en milliontedel. Vi leder ikke efter en nål i høstakken, men for nålespidsen på hele gården, " illustrerer Markku Oinonen, direktør for Laboratoriet for Kronologi.

Halvdelen af ​​en saltkrystal nok til en prøve

Et projekt, der undersøger oprindelsen af ​​sort kulstof, det er sodpartikler, der opvarmer klimaet, har haft held med at bestemme radiocarbonkoncentrationer i prøver, der er så meget som hundrede gange mindre, kun 10-20 mikrogram vægt. Radiocarbon-dateringsresultaterne for de små prøver svarer godt til resultater opnået fra faste kulstofprøver. Dette teknologiske fremskridt er ekstremt værdifuldt på grund af en generel forskningstendens i retning af stadig mindre stikprøvestørrelser.

"Metoden er baseret på en hybridionkilde, der bruger gasformige prøver og et kuldioxidtilførselssystem, " forklarer Kenichiro Mizohata, en forsker ved Acceleratorlaboratoriet.

Sodpartikler opsamlet fra miljøet renses kemisk og forbrændes til kuldioxid. Den genvundne kuldioxid føres derefter til ionkilden til radiocarbondatering. Tidligere, et stykke fast kulstof var påkrævet til radiocarbon-datering, men nu kan radiocarbon-kvantificeringen udføres direkte på kuldioxid, reducerer den nødvendige mængde kulstof betydeligt.

"Sodprøverne analyseret i undersøgelsen er på størrelse med en halv saltkrystal eller en tiendedel af et valmuefrø, med andre ord så små, at den traditionelle bestemmelsesmetode måske ikke har virket på dem uden udviklingsarbejdet på gasionkilden, " grunder Antto Pesonen, kvalitetskoordinator ved Kronologisk Laboratorium.

Sort kulstof smelter glacialis

Sort kulstof absorberer effektivt sollys og fremskynder dermed smeltningen af ​​gletsjere. Sod er aktuelt i internationale politiske diskussioner, og Helsinki Universitet er en pioner i studiet af dette globale spørgsmål.

"I modsætning til tidligere forståelse, vi har opdaget, at aflejringen af ​​sort kulstof er steget i de arktiske områder i Europa og det vestlige Rusland i de seneste årtier. Sort kulstof synes at bidrage til den observerede øgede afsmeltning af Svalbard-gletsjere, " forklarer Meri Ruppel, en forsker ved Helsinki Universitet.

Det igangværende forskningsprojekt undersøger kilderne til arktisk sort kulstof, herunder industri, husstande, trafik og skovbrande. Der lægges særlig vægt på afbrænding af emissioner fra den russiske olie- og gasindustri.

Radiocarbon-dateringen af ​​sort kul blev udført som et tværfagligt samarbejde mellem Laboratory of Chronology og Accelerator Laboratory.