Радиоактивный бериллий-10 — редкий космический элемент. Он выступает в роли маркера для геологических датировок. Все было бы хорошо, если бы концентрация бериллия-10 на дне Тихого океана не оказалась в два раза выше ожидаемой.
Что говорят ученыеОкеанские течения, взрыв звезды или межзвездное столкновение?Что говорят ученыеОкеанские течения, взрыв звезды или межзвездное столкновение?Еще
Бериллий-10 — это редкий радиоактивный изотоп, который образуется в атмосфере под воздействием космических лучей. Он предоставляет важную информацию о геологической истории нашей планеты. Исследовательская команда из Дрезденского центра Гельмгольца в Россендорфе (HZDR) совместно с Дрезденским технологическим университетом (TUD) и Австралийским национальным университетом (ANU) обнаружила неожиданно высокую концентрацию этого изотопа в образцах, собранных со дна Тихого океана.
Что говорят ученые
Исследователи пришли к выводу, что подобная аномалия может быть связана либо с изменениями в океанских течениях, либо с астрофизическими событиями, которые произошли примерно 10 миллионов лет назад. Результаты работы были опубликованы в журнале Nature Communications в феврале 2025 года.
Радионуклиды — это изотопы, которые со временем распадаются на другие элементы. Они используются для датировки археологических и геологических образцов, причем всем известный радиоуглеродный анализ представляет собой лишь один из методов. Радиоуглеродное датирование основывается на том, что живые организмы в микроскопических количествах, но постоянно поглощают радиоактивный изотоп углерод-14 на протяжении своей жизни.
После смерти организма поглощение прекращается, и содержание 14С начинает уменьшаться в результате радиоактивного распада с периодом полураспада примерно 5700 лет. Сравнивая соотношение нестабильного 14С и стабильного углерода-12 (12С), исследователи могут определить дату гибели организма и его приблизительный возраст.
Археологические находки, такие как кости или остатки дерева, могут быть датированы довольно точно. «Однако радиоуглеродный метод позволяет датировать образцы возрастом не более 50 000 лет», — поясняет физик Центра Гельмгольца доктор Доминик Колл.
«Для датировки более старых образцов нам необходимо прибегнуть к другим изотопам, таким как космогенный бериллий-10 (10Be)». Этот изотоп формируется в результате взаимодействия космических лучей с кислородом и азотом в верхних слоях атмосферы. Он попадает на Землю вместе с осадками и может накапливаться на морском дне. Период полураспада 10Be составляет 1,4 миллиона лет, в ходе чего 10Be распадается на бор-10 и бета-частицу, что позволяет продлить геологические и палеонтологические датировки более чем на 10 миллионов лет благодаря стабильности 10B.B.
Некоторое время назад команда Колла исследовала уникальные геологические образцы, собранные на дне Тихого океана на глубине нескольких километров. Образцы представляли собой железомарганцевые корки, которые медленно формировались на протяжении миллионов лет.
Чтобы датировать образцы, исследователи проанализировали содержание 10Be, используя высокочувствительный метод — ускорительную масс-спектрометрию в лаборатории HZDR. В процессе образец проходит химическую очистку перед анализом на наличие следовых изотопов. Отдельные атомы из образца ускоряются с помощью высокого напряжения, отклоняются магнитами и затем регистрируются специализированными детекторами.
Этот метод позволяет точно идентифицировать 10Be, отличая его от других изотопов бериллия, а также молекул и изотопов с аналогичной массой, таких как бор-10.
Когда исследовательская команда проанализировала собранные данные, их ожидал сюрприз. «Примерно через 10 миллионов лет мы обнаружили в пробах почти вдвое больше 10Be, чем предполагали», — отметил Колл.
Чтобы исключить вероятность случайной контаминации, эксперты проанализировали дополнительные образцы из Тихого океана, которые показали аналогичную аномалию.
Океанские течения, взрыв звезды или межзвездное столкновение?
Как же произошло такое удивительное увеличение концентрации около 10 миллионов лет назад? Колл выдвигает две возможные версии. Одна из них связана с изменениями в циркуляции океанских вод в районе Антарктиды, которая, как предполагается, резко изменилась 10-12 миллионов лет назад.
«Это могло привести к неравномерному распределению 10Be в Мировом океане в течение определенного времени», — предполагает физик. «В результате течения собрали 10Be в Тихом океане».
Вторая гипотеза имеет астрофизическую природу. Она предполагает, что 10 миллионов лет назад космическое излучение могло временно усилиться вследствие взрыва сверхновой, произошедшего недалеко от Солнечной системы.
Также Земля могла временно потерять защитный солнечный щит — гелиосферу — из-за столкновения с
Фото: hi-tech.mail.ru