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Thermo Fisher Scientific (China) Co., Ltd
Explorer la Terre - le mystère des empreintes isotopiques
Date :2025-12-19Lire :0
Technologie isotopique
La technologie isotopique est un « outil de détection» dans la recherche géochimique qui révèle les mystères de l'évolution de la terre et même du système solaire en traçant de minuscules différences dans la composition isotopique des éléments.
Symerfly dispose d'une gamme complète d'instruments de spectrométrie de masse isotopique qui peuvent déterminer les isotopes de presque tous les éléments du tableau périodique.
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Comme dans le tableau périodique ci - dessus, l'isotope de ce type d'élément au point rouge de l'échelle est déterminé par spectrométrie de masse MC - ICPMS (neoma) et par spectrométrie de masse Tims (série Triton); Les isotopes de ces éléments non métalliques du point jaune étalon, déterminés par spectrométrie de masse G - irms (Delta Q, 253 plus); Les points verts représentent les éléments gazeux inertes dont les isotopes peuvent être déterminés à l'aide d'un spectromètre de masse à gaz inerte (Helix MC).
Alors voyons ensemble comment les isotopes décryptent la terre.
1. Déchiffrer le mystère de l'âge de la terre: l'horloge ultime
Quel âge a la terre?
Les premières méthodes d'estimation (p. ex., en fonction de la salinité de l'eau de mer, du taux de refroidissement de la terre) étaient toutes très imprécises.
Et utiliserMéthode de datation isotopique uranium - plombLes minéraux de zircon, en particulier, peuvent connaître l'âge de la terre.
Formé dans le magma, le zircon est extrêmement dur et durable, résistant à la modification des effets géologiques ultérieurs. Il verrouille l'élément uranium dans le réseau cristallin tout en repoussant le plomb lors de la cristallisation. Ainsi, tout le plomb que nous avons mesuré dans le zircon est produit par la désintégration radioactive de l'uranium.
L'uranium a deux isotopes (U - 238 et U - 235) qui se désintègrent séparément en deux isotopes du plomb (Pb - 206 et Pb - 207). C'est comme avoir deux montres indépendantes qui peuvent être vérifiées l'une par rapport à l'autre et les résultats sont plus fiables.
Les scientifiques ont trouvé les plus anciens cristaux de zircon de la planète à jacker Hill, en Australie, et ont mesuré leur âge jusqu'à 4,4 milliards d'années par datation uranium - plomb. Cela nous dit que la croûte continentale a déjà commencé à se former peu de temps après la formation de la Terre (environ 160 millions d’années plus tard). L'âge des météorites actuellement mesuré sur terre est d'environ 4,53 à 4,57 milliards d'années, ce qui est très proche de l'âge estimé de la terre elle - même (environ 4,55 milliards d'années).
Introduction aux instruments:
Le spectromètre de masse à plasma à couplage inductif Multi - réception (MC - ICPMS) peut tester plus de 40 éléments du tableau périodique (SR, Nd, pb, HF, U, Li, B, Mg, ti, V, CR, Fe, ni, Cu, Zn, etc.) et les systèmes de datation isotopique qui peuvent être effectués comprennent U - Pb, RB - SR, re - os, SM - ND, etc.
Symerfly a lancé la deuxième génération de neoma MC - ICPMS dans le monde entier en novembre 2020. En plus de la conception avantageuse de MC - ICPMS de la série Neptune, Neptune s'appuie sur une source d'ions ICP révolutionnaire, une plate - forme de détecteur étendue, une toute nouvelle cellule de réaction aux collisions avec fonction de criblage de masse, une toute nouvelle conception de circuit pour l'ensemble de la machine, une plate - forme d'exploitation logicielle qtegra avancée et une série d'améliorations matérielles et logicielles pour améliorer encore les performances de l'instrument.
Neoma MC-ICPMS
2. Retracer l'origine de la vie: les "empreintes digitales" du grand événement d'oxydation
L'atmosphère primitive de la terre était anoxique, alors quand l'oxygène a - t - il commencé à apparaître en abondance?
Il existe une preuve géologique clé qui peut prouver le moment de l'apparition de l'oxygène:Isotopes du soufre- Oui.
Normalement, le fractionnement des isotopes est lié à leur mauvaise qualité (fractionnement massique). Mais sous l'action des rayons UV, un effet de « fractionnement non massique» se produit, qui ne peut se produire que dans une atmosphère sans oxygène.
Les scientifiques ont découvert que ce signal isotopique anormal du soufre avait soudainement disparu dans des roches anciennes datant d'environ 2,4 milliards d'années, ce qui est devenu une preuve concluante d'un « grand événement d'oxydation»: parce que les bactéries cyanobactériennes produisaient alors de grandes quantités d'oxygène par photosynthèse, modifiant la chimie de l'atmosphère et empêchant Le fractionnement non massique de se produire.
Ce serait presque impossible si nous devions aller directement à la mesure de la teneur en oxygène archaïque, et inverser la composition de l'atmosphère de l'époque par la disparition d'un signal isotopique « anormal» qui lui est associé et qui a été préservé, devient une preuve pour comprendre le puzzle ouvert.
Introduction aux instruments:
Symerfly dispose de deux Spectromètres de masse classiques à isotopes stables du gaz. L'un est le classique 253 plus et l'autre est le dernier modèle DELTA Q. Deux Spectromètres de masse de gaz effectuent des tests analytiques principalement pour les isotopes stables des cinq éléments C, N, H, O, S.
253 plus irms est livré avec une tension de 10KV et un grand rayon de déflexion du champ magnétique, adapté à la recherche géologique, marine, paléoclimatique; Le delta Q irms est équipé d'une tension d'accélération de 3Kv et d'un faible rayon de déflexion du champ magnétique, ce qui le rend idéal pour la recherche dans les domaines de l'alimentation, de l'environnement, de l'écologie et plus encore.
En outre, les deux instruments peuvent être utilisés séparément avec différents périphériques tels que EA (analyseur élémentaire), GC (chromatographe en phase gazeuse), LC (chromatographe en phase liquide), GB (dispositif d'équilibrage de gaz en ligne) pour différents types d'échantillons, y compris les tests isotopiques monomères pour les solides, les gaz et les COV.
253 Plus IRMS
Delta Q IRMS
3. Reconstruction du paléoclimat: thermomètre caché dans la pierre
Vous êtes - vous déjà demandé comment nous pourrions connaître la température de l'océan à des époques lointaines?
Il existe une méthode importante en géochimie:Paléothermomètre à isotopes d'oxygène- Oui.
Les coquilles de carbonate de calcium d'anciens organismes marins, tels que les foraminifères, enregistrent des informations isotopiques sur l'oxygène de l'eau de mer lorsqu'elles se forment. Le 16o est plus léger que le 18O et pénètre plus facilement dans la vapeur d'eau lorsqu'il s'évapore. Lorsque le climat se refroidit, la calotte glaciaire s'élargit et de grandes quantités de 16o sont enfermées dans la calotte glaciaire, ce qui entraîne un enrichissement relatif en 18O dans l'eau de mer. Dans le même temps, les organismes absorbent plus de 18O dans leurs os de carbonate de calcium lorsqu'ils forment des coquilles dans de l'eau plus froide. En mesurant le rapport 18O / 16o des fossiles de foraminifères dans les carottes de forage en haute mer, les scientifiques peuvent reconstruire un cycle climatique glaciaire - interglaciaire précis au cours des derniers millions d'années, comme en lisant un journal de température de la terre.
Introduction aux instruments:
Le spectromètre de masse à isotopes stables 253 plus de symerfly avec l'unité d'analyse de carbonate de haute précision Kiel IV est un outil puissant pour réaliser des échantillons de fossiles précieux tels que foraminifères. Avec seulement un échantillon de carbonate d'environ 20 µg, la précision d'analyse de δ13c et δ18o peut atteindre 0,04 ‰ et 0,08 ‰. Kiel IV avec chambre de réaction à température contrôlée avec aspiration, peut contrôler avec précision la température de réaction; Le nouveau bac à microvolume élimine le flux visqueux de CO2 produit par les échantillons de traces de carbonate; Deux systèmes réactionnels indépendants avec vannes de dosage acide pour l'analyse d'échantillons à haut débit garantissent une analyse précise des échantillons de carbonate de haute précision.
253 plus irms + unité de carbonate Kiel IV
Conclusion
Le cas des sciences de la terre ci - dessus montre pleinement la puissance de la technologie isotopique en tant qu’« horloge naturelle» et « traceur naturel», nous permettant de décoder les informations secrètes laissées par les roches, les fossiles et même des planètes entières, racontant des histoires merveilleuses sur le passé de la terre.
En tant que leader mondial de l'instrumentation scientifique, saimerfly s'engage à fournir à tous les scientifiques et chercheurs du monde entier les outils nécessaires à la recherche scientifique, dans l'espoir de résoudre davantage de mystères terrestres pour l'humanité à l'avenir.
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