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Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd
Explorando el misterio de las huellas dactilares isotópicas de la tierra
Fecha:2025-12-19Leer:0
Tecnología isotópica
La tecnología isotópica es un "arma detective" en el estudio de la geoquímica, que revela los misterios de la evolución de la tierra e incluso del sistema solar rastreando pequeñas diferencias en la composición isotópica de los elementos.
Semerfei cuenta con una serie completa de instrumentos de espectrometría de masas isotópicas que permiten determinar los isótopos de casi todos los elementos de la tabla periódica.
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Como se muestra en la tabla periódica de los elementos mostrada en la imagen anterior, los isótopos de este tipo de elementos marcados con puntos rojos se pueden determinar mediante espectrometría de masas MC - ICPMS (neoma) y espectrometría de masas TIMS (serie triton); Los isótopos de estos elementos no metálicos marcados con puntos amarillos se pueden determinar por espectrometría de masas G - irms (delta q, 253 más); Los puntos verdes representan elementos de gas inerte y sus isótopos se pueden determinar con un espectrómetro de masas de gas inerte (helix mc).
Entonces veamos juntos cómo los isótopos descifran la tierra.
1. resolver el misterio de la edad de la tierra: el reloj final
¿¿ qué tan vieja es la tierra?
Los primeros métodos de estimación (como la salinidad del agua de mar y la tasa de enfriamiento de la tierra) son muy imprecisos.
Y aprovecharDatación isotópica de uranio - plomoEn particular, los minerales de zircon pueden conocer la edad de la tierra.
El zircon se forma en magma y es extremadamente duro y duradero, lo que puede resistir la transformación de la acción geológica tardía. Bloquea el uranio en la red cristalina al cristalizarse y excluye el plomo. Por lo tanto, todo el plomo que medimos en el zircon es producido por la desintegración radiactiva del uranio.
El uranio tiene dos isótopos (u - 238 y U - 235) que decaen en dos isótopos de plomo (pb - 206 y Pb - 207), respectivamente. Es como tener dos relojes independientes que se pueden verificar entre sí y los resultados son más confiables.
Los científicos encontraron el cristal de zircon más antiguo del planeta en el monte jek, australia, y su edad se midió hasta 4.400 millones de años a través de la datación de uranio - plomo. Esto nos dice que poco después de la formación de la tierra (unos 160 millones de años después), la corteza continental ya comenzó a formarse. La edad de los meteoritos en la tierra medida actualmente es de unos 4.530 - 4.570 millones de años, muy cerca de la edad estimada de la propia tierra (unos 4.550 millones de años).
Introducción del instrumento:
El espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente de múltiples receptores (mc - icpms) puede probar hasta más de 40 elementos en la tabla periódica (sr, nd, pb, hf, u, li, b, mg, ti, v, cr, fe, ni, cu, zinc, etc.), y los sistemas de datación isotópica que se pueden realizar incluyen u - pb, RB - sr, re - os, SM - nd, etc.
Semerfei lanzó la segunda generación de neoma MC - ICPMS en todo el mundo en noviembre de 2020. Además de seguir las ventajas anteriores del diseño MC - ICPMS de la serie neptune, también se ha mejorado aún más el rendimiento del instrumento sobre la base de Neptune mediante la innovación de fuentes de iones icp, la expansión de la Plataforma de detectores, el nuevo grupo de reacción de colisión con función de selección de calidad, el nuevo diseño de circuitos de toda la máquina, la avanzada plataforma de operación de software qtegra y una serie de mejoras de hardware y software.
Neoma MC-ICPMS
2. trazabilidad del origen de la vida: la "huella dactilar" de los grandes eventos de oxidación
¿La atmósfera temprana de la tierra era anóxica, entonces, ¿ cuándo comenzó a aparecer oxígeno en grandes cantidades?
Hay una evidencia geológica clave que puede demostrar el tiempo de aparición del oxígeno:Isótopos de azufre.
Por lo general, la destilación de los isótopos está relacionada con su diferencia de masa (destilación de masa). Pero bajo la acción de los rayos ultravioleta, se produce un efecto de "destilación no masiva", que solo puede ocurrir en una atmósfera sin oxígeno.
Los científicos descubrieron que en rocas antiguas de hace unos 2.400 millones de años, esta señal isotópica anormal de azufre desapareció repentinamente, lo que se convirtió en la evidencia decisiva de un "gran evento de oxidación": porque en ese momento las bacterias cianobacterias generaban una gran cantidad de oxígeno a través de la fotosíntesis, alterando la química atmosférica e impidiendo que se produjera un destilado no masivo.
Es casi imposible si vamos directamente a medir el contenido de oxígeno antiguo, y la deducción de la composición atmosférica en ese momento a través de la desaparición de una señal isotópica "anormal" asociada a ella y conservada se convierte en evidencia para entender el rompecabezas.
Introducción del instrumento:
Hay dos Espectrómetros de masa de isótopos estables de gas clásicos de semerfei. Uno es el clásico 253 Plus y el otro es el último modelo DELTA Q. Los dos Espectrómetros de masas de gas analizan y prueban principalmente los isótopos estables de los cinco elementos c, n, h, o y S.
253 más irms está equipado con una tensión de 10 kV y un gran radio de desviación del campo magnético, que es adecuado para la investigación geológica, marina y paleoclimática; Delta q irms está equipado con un voltaje de aceleración de 3kv y un pequeño radio de desviación del campo magnético, que es adecuado para la investigación en alimentos, medio ambiente, ecología y otros campos.
Además, los dos instrumentos se pueden conectar con diferentes periféricos, como EA (analizador de elementos), GC (cromatógrafo de gases), LC (cromatógrafo de líquidos) y GB (dispositivo de equilibrio de gas en línea), para diferentes tipos de muestras, incluidas pruebas isotópicas individuales de sólidos, gases y compuestos orgánicos volátiles.
253 Más IRMS
Delta Q IRMS
3. reconstrucción del paleoclima: termómetros escondidos en piedras
¿¿ se han preguntado cómo podemos saber la temperatura del océano en la antigüedad?
Hay un método muy importante en la geoquímica:Paleotermómetro de isótopos de oxígeno.
Las conchas de carbonato de calcio de organismos marinos antiguos, como los foraminíferos, registran información isotópica de oxígeno del agua de mar cuando se forman. El 16o es más ligero que el 18o y es más fácil entrar en el vapor de agua cuando se evapora. Cuando el clima se enfría, la capa de hielo se expande y una gran cantidad de 16o está encerrada en la capa de hielo, lo que resulta en un enriquecimiento relativo de 18o en el agua de mar. Al mismo tiempo, cuando los organismos forman conchas en agua más fría, absorben más 18o en sus huesos de carbonato de calcio. Al medir la relación 18o / 16o de fósiles de foraminíferos en núcleos perforados en aguas profundas, los científicos pueden reconstruir el ciclo climático glacial - interglacial preciso de los últimos millones de años, como si estuvieran leyendo un diario de temperatura de la tierra.
Introducción del instrumento:
El espectrómetro de masas de isótopos estables 253 plus de semerfei más el dispositivo de análisis de carbonatos de alta precisión Kiel IV son herramientas poderosas para hacer muestras de fósiles preciosos como foraminíferos. Solo se necesitan unas 20 microgramos de muestras de carbonatos, y la precisión de análisis de Delta 13c y Delta 18o puede alcanzar 0,04 ‰ y 0,08 ‰. Kiel IV tiene una cámara de reacción de temperatura controlable bombeada al vacío, que puede controlar con precisión la temperatura de reacción; La nueva caja de microacumulación puede eliminar el flujo viscoso de CO2 producido por muestras de microcarbonato; Dos sistemas de reacción independientes con válvulas cuantitativas de ácido se utilizan para el análisis de muestras de alto rendimiento, lo que garantiza el análisis preciso de muestras de carbonatos de alta precisión.
253 más irms + planta de carbonatos Kiel IV
Conclusión
El caso anterior de Ciencias de la tierra demuestra plenamente la poderosa capacidad de la tecnología isotópica como "reloj natural" y "marcador natural", lo que nos permite decodificar la información oculta dejada por rocas, fósiles e incluso todo el planeta, contando una tras otra maravillosas historias sobre el pasado de la tierra.
Como líder mundial en instrumentos científicos, semerfei se compromete a proporcionar herramientas de investigación científica a todos los científicos e investigadores del mundo y espera resolver más misterios de la tierra para la humanidad en el futuro.
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