放射性深海之谜可能源自宇宙

太平洋海底意外发现的放射性物质可能为研究人员提供新的全球地质时间标记。根据 2 月 10 日发表在《自然通讯》杂志上的一项研究，这种以前未知的同位素积累可能是由一颗古老的近地超新星引起的宇宙破坏的结果。

研究人员经常使用放射性碳测年法来确定许多化石动植物标本的年龄——但这种方法有其局限性。由于碳-14的半衰期约为5700年，超过5万年的样本缺乏足够的同位素来检测。超过这个年龄的样本需要分析铍-10等同位素，铍-10的半衰期为140万年，研究人员可以测定样本的年代，最早可追溯到1000万年前。

但问题是，天然存在的铍-10 非常罕见。只有高能宇宙射线与高层大气中的氧气和氮气相互作用后，才会产生同位素。产生的铍-10 放射性核素最终会以降水形式落到地球上，随后被地面吸收。

全球年代测定档案需要共同的地质事件，以便彼此同步。基于铍-10 同位素的事件将使专家大大提高分析地球历史的能力。但根据德国亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心 (HZDR) 的物理学家、这项研究的主要作者多明克·科尔 (Domink Koll) 的说法，尚未发现此类事件。

科尔在一份声明中表示：“对于跨越数百万年的时期来说，这样的宇宙成因时间标记​​尚不存在。”

但在分析了两组从太平洋海底钻探点采集的铁锰结壳样本后，科尔与德累斯顿工业大学和澳大利亚国立大学的同事认为，他们现在可能在铍-10 地质宝库中找到了这样一个时间标记。

他们的发现依赖于加速器质谱法的结果。科尔的团队在净化海底样本后，对样本施加高压以加速单个原子的运动。然后，这些原子被强大的磁铁重新引导，并使用精细的检测设备记录下来。在这种情况下，最终的铍-10 测量结果让他们感到惊讶。

“在距今约 1000 万年时，我们发现的铍-10 含量几乎是我们预期的两倍，”科尔解释道。“我们偶然发现了一个之前从未发现过的异常现象。”

为了确保读数不是意外污染的结果，科尔的团队从太平洋的其他地点取回并分析了更多样本。与他们最初的实验一样，这些新样本显示出同样高的铍-10 含量。

但是什么导致了同位素的大幅飙升？科尔表示，这仍然是一个谜，尽管有两种理论似乎最合理。第一种理论与 1000 万至 1200 万年前发生在南极洲附近的海洋环流变化有关。

科尔说：“由于洋流的变化，这可能导致 [铍-10] 在一段时间内分布不均。”这些同位素可能最终集中在太平洋，物理学家最终在那里发现了它们。