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

杨睿涵, 杨业, 曹振平, 徐胜

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地学前缘 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (03) : 392-407. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.3.40

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

  • 杨睿涵, 杨业, 曹振平, 徐胜
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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

中图分类号

P3 / P532

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杨睿涵, 杨业, 曹振平, 徐胜. 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. 地学前缘. 2025, 32(03): 392-407 https://doi.org/10.13745/j.esf.sf.2025.3.40

基金

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

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