大气宇宙成因核素¹⁰Be在地球科学研究中的应用：进展与展望

摘要

高能宇宙射线及其次级粒子与大气和地表物质中的原子发生反应，分别生成大气和原位宇宙成因核素。大气成因¹⁰Be主要由散裂中子与大气中的氧和氮原子发生核反应生成，被气溶胶吸附后在大气层中迁移并通过干湿沉降过程沉积到地表。相比于¹⁴C,¹⁰Be具有更长的半衰期（1.387 Ma）,定年尺度可达数个百万年。相比于原位成因¹⁰Be,大气成因¹⁰Be不仅可以作为年代学和地表风化剥蚀指标，同时也可以重建古地磁场强度和古气候降水变化。大气成因¹⁰Be具有应用范围广、自然界核素浓度高和实验室前处理简单等优势，有利于核素的实验室提取和加速器质谱分析。尽管大气成因¹⁰Be已经在各个领域中广泛应用，但对古地磁场强度、古气候降水、风化剥蚀通量、年代学等指标的适用性研究仍缺乏系统梳理和深入讨论。本文综述了大气成因¹⁰Be指标的基本原理和不同研究实例（如海洋沉积物、黄土沉积物、冰芯、河流沉积物等）,探讨了大气成因¹⁰Be指标在表层地球系统科学研究中的适用性，并初步展望了大气成因¹⁰Be研究的机遇和挑战。

关键词

大气成因¹⁰Be / 沉降通量 / 古地磁场强度 / 古气候降水 / 地表风化

基金资助

国家自然科学基金项目(42361144879,42303063); 中国博士后基金面上项目(2023M732581); 天津大学科技领军创新人才培育项目