تحسين تأريخ الكربون المشع وفهم العمليات البيئية خلال العصور الجليدية.. تحديد التسلسل الزمني للتغيرات البيئية والمناخية السابقة

يمثل تطوير سجل عالي الدقة لتحولات الكربون المشع في الغلاف الجوي بعد 14000 سنة تقويمية – تم الحصول عليها من خلال الدراسات المجمعة (على سبيل المثال ، dendrochronology ، تأريخ الكربون المشع والمقارنات مع سجلات النويدات المشعة الأخرى) – يمثل تحسنًا حاسمًا في طريقة التأريخ بالكربون المشع المطبقة على نطاق واسع، مما يسمح بالمزيد التأريخ الدقيق لعينات الأحافير الفرعية ، وبالتالي ، تحديد التسلسل الزمني للتغيرات البيئية والمناخية السابقة خلال العصور الجليدية.

سيلعب هذا التحسين دورًا رئيسيًا في بناء منحنى معايرة التأريخ بالكربون المشع في المستقبل.

تم نشر التحديث الحالي، الذي يلتقط اختلافات كبيرة في مستويات الكربون المشع في الغلاف الجوي بناءً على إنشاء تسلسل زمني لحلقة الأشجار بطول 1000 عام ، في Communications Earth & Environment .

يقود الدراسة البروفيسور ساهرا تالامو ، مدير مختبر BRAVHO في جامعة بولونيا ، بالتعاون مع خبراء دوليين في مجال dendrochronology ، والكربون المشع ، والنويدات المشعة الكونية في قلب الجليد ، والنمذجة من جامعة هوهنهايم ، جامعة هايدلبرغ ، معهد ألفريد فيجنر (ألمانيا) ، وجامعة ليدز (المملكة المتحدة) ، وجامعة لوند (السويد) ، و ETH زيورخ (سويسرا).

يمثل هذا البحث متعدد التخصصات مساهمة مهمة لمجموعة IntCal ، الملتزمة بإعداد إعادة بناء متفق عليها عالميًا لمستويات 14 درجة مئوية في ثلاث بيئات رئيسية (الغلاف الجوي في نصف الكرة الشمالي والجو الجنوبي والمحيطات السطحية).

كان الفريق قادرًا على اكتشاف اختلافات أكبر في مستويات الكربون المشع في الغلاف الجوي بين 18475 و 17350 سنة تقويمية BP عما أظهره سابقًا منحنى المعايرة الأخير ، المعروف باسم IntCal20.

تم الحصول على تسلسل زمني جديد لحلقات الأشجار باستخدام 33 شجرة أحفورية من الصنوبر من موقع Revine ، الموجود في Venetian Prealps (شمال شرق إيطاليا) ، والتي نمت خلال فترات مهمة من الانحلال.

أدت المقارنة مع 10 Be in ice core ، إلى وجود نويدات مشعة كونية أخرى ، مثل 14 درجة مئوية ، تنتج عندما تدخل الأشعة الكونية إلى الغلاف الجوي ، مما أدى بمجموعة البحث إلى ربط التغييرات التي أعيد بناؤها في الكربون المشع في الغلاف الجوي بالتغيرات الدورية في النشاط الشمسي ، والتي تم إثباتها على نطاق واسع داخل العالم. آخر نهر جليدي.

يتمثل جوهر الدراسة في استكمال منحنى المعايرة الحالي بـ 14 سلسلة C من حلقات الأشجار التي يتم حلها سنويًا ، والتي تتبع تباين 14 درجة مئوية في الغلاف الجوي بشكل أفضل بكثير من المحفوظات السابقة من رواسب البحيرة والصواعد والرواسب البحرية.

وبالتالي ، فإن الدقة العالية في إعادة بناء قيم الكربون المشع في الغلاف الجوي عبر الزمن تسمح لكلاهما بأن تصبح أكثر دقة مع التأريخ بالكربون المشع واستنتاج المناخ وتدفق الأشعة الكونية، اللذين حدثا في الماضي.

تقول ساهرا تالامو ، قائدة مجموعة البحث والباحث الرئيسي في ERC_StG RESOLUTION ، والتي تهدف إلى زيادة دقة المواعدة لحل الأسئلة الرئيسية في التطور البشري.

لم يتم الوصول إلى هذا المستوى الأعلى من الدقة إلا من خلال التأسيس الأول لسلسلة حلقات الأشجار الثلاث التي تغطي فترة 1200 سنة بين 18475 و 17350 سنة تقويمية BP في هذه الفترة المناخية الحاسمة وقبل نقطة البداية مباشرة من أكثر دقة وأفضل- جزء ثابت قائم على حلقة شجرة من منحنى معايرة الكربون المشع.

يقول مايكل فريدريش ، المتخصص في علم التزامن الشجر في جامعة هوهنهايم ، شتوتغارت: “إن التسلسل الزمني الجديد لحلقة الأشجار القوية للأشجار الجليدية من Revine يمثل الأساس الصلب لسلسلة 14 C عالية الدقة الموصوفة في هذا العمل”.

ثم تم إجراء تحليل آخر لاستغلال 10 يتم تخزينها في قلب الجليد. يقول فلوريان أدولف ، المتخصص في النويدات المشعة الكونية: “نظرًا لشكوك التأريخ الخاصة بها ، لا يمكن استخدام نوى الجليد لتوفير قيود قوية (مستقلة) على الأعمار التقويمية الدقيقة لأشجار ريفاين خلال هذه الفترة”. “ومع ذلك ، لا يزال سجل 10 Be قادرًا على تقديم دعم استنتاجي مفيد.”

في الواقع ، أدت مقارنة قيم 14 درجة مئوية للتسلسل الزمني لـ Revine مع 10 Be of ice core إلى تحديد سبب التغييرات التي أعيد بناؤها في الكربون المشع في الغلاف الجوي خلال هذه الفترة الزمنية الحرجة.

“يُظهر هذا العمل بوضوح قوة الدراسات المجمعة لعلم التشعب والتأريخ بالكربون المشع و 10 Be لتطوير تسلسل زمني جديد لعرض حلقة الشجرة العائمة وتسلسل 14 C-data عالي الدقة من الأشجار الأحفورية الفرعية التي نمت خلال العصر الجليدي الأخير ، “يقول بيرند كرومر ، وهو فيزيائي خبير في معايرة الكربون المشع على أساس حلقات الأشجار.

يقول تيموثي جيه هيتون ، المسؤول عن تقدير الأعمار التقويمية المطلقة للتسلسل الزمني للكربون المشع Revine التي تم تطويرها في هذه الدراسة.

ويخلص البروفيسور تالامو إلى أن “هذا البحث المحوري في مجال الكربون المشع يؤكد أهمية وجود تسلسل زمني قوي كأساس لإعادة بناء ليس فقط لأحداث الماضي البشري ولكن للمناخ وعمليات الأرض الرئيسية”.