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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》在线发表了中国科学院地质与地球物理研究所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!

  中国科学院地质与地球物理研究所研究员庞忠和介绍,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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