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中国科学院“月球背面首批样本返回”入选《物理世界》2024年度十大科学突破（图）
天文台 同位素 分析
2024/12/20
2024年12月12日，知名学术期刊《物理世界》公布了其评选出的2024年度十大科学突破。我国完成的“月球背面首批样本返回”成果入选，中国科学院科研人员在其中做出重要贡献。
中国科学院广州地球化学研究所程斌等-OG：地质体中烃类芳构化过程中的氢同位素分馏机理（图）
程斌 地质 同位素 机理
2024/12/25
芳烃化合物广泛分布在烃源岩、石油、煤以及现代沉积物等沉积有机质中。由于该类化合物具有生物毒性而难以在活体生物内广泛合成，沉积有机质中的芳烃化合物被认为主要来自于烃类芳构化过程。该过程涉及到烃类化合物的环化、芳构化等脱氢反应，导致反应产物的氢同位素发生分馏。目前，针对沉积有机质中烃类芳构化过程中的氢同位素分馏效应与分馏机理仍然不够清楚。
挥发过程中化合物的同位素分馏不仅是稳定同位素研究领域的关键基础问题，也有很高的应用价值。其中，石油轻烃的氢同位素以其挥发过程中的逆向分馏特征而明显区别于碳同位素，使其有可能在复杂油气藏的成因研究中发挥重要的作用。然而，与碳同位素相比，已有研究对挥发过程中影响轻烃氢同位素分馏的关键因素还有待阐明。
中国华南埃迪卡拉系陡山沱组上段碳酸盐岩碳同位素组成（δ13C）从~+5‰下降到≤-12‰，记录了地质历史时期以来最大的一次海水δ13C负异常事件，即陡山沱组碳同位素负异常事件（DOUNCE，图1）。DOUNCE事件的沉积记录在全球各大陆被广泛报道，也被称为Shuram或Wonoka事件。学界广泛认为DOUNCE事件很可能代表了一次全球性的海洋氧化事件，与大型复杂生命在地球上快速崛起密切相关（图1）...
中国科学院地球环境研究所在砗磲超高分辨率Sr/Ca古气候古天气指示意义方面取得进展（图）
气候 同位素 元素
2024/11/14
砗磲，全球最大的双壳贝类，其壳体具有清晰的年生长纹层与天生长纹层，天纹层宽度约5-60μm，是优良的高分辨率古气候古天气研究载体。月分辨率砗磲Sr/Ca、δ18O已被证实是可靠的砗磲古气候代用指标，常被用于重建过去ENSO活动、海表面温度冬夏温差等，但是有关砗磲同位素、元素比值在小时-天分辨率上的探讨仍在起步阶段。
单体同位素分析技术（CSIA）最普遍的应用是根据母体化合物的同位素分馏特征来推测转化机理和产物生成，但是，在特定反应条件下，需要通过反应产物的同位素信号推演前体物/母体化合物的同位素指纹，例如，干酪根热裂解生成的丙烷。丙烷分子内同位素分析技术（PSIA）可以追溯不同分子位置碳（端元碳及中间碳）的同位素组成，为研究丙烷的来源与生成提供新的证据（图1）。目前，相关研究工作尚未理解干酪根中不同前体物的分...
中国科学院南京地质古生物研究所3.5亿年前海洋初级生产力爆发引起全球巨量碳埋藏与气候变冷（图）
气候 碳同位素 分析
2024/11/10
距今2.6亿年前的晚古生代大冰期（~360–260 Ma），是地球上自动植物繁盛以来，持续时间最长的冰室气候，当时，大气二氧化碳（CO2)和氧气(O2)浓度也与现今人类生存的冰室气候环境相当。因此，对晚古生代大冰期启动与结束等关键气候转折期的系统研究，将对我们认识地球不同尺度的气候系统变化及其控制因素具有重要的借鉴和启示意义。
理解海水pH（pHsw）的自然变率对于预测海洋酸化的发展进程非常关键。气候系统的内部变率，例如厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、印度洋偶极子（IOD）、太平洋十年间涛动（PDO）、北大西洋涛动（NAO）和大西洋多年代际振荡（AMO）等，在不同的时间尺度驱动着pHsw的变化。例如，ENSO是赤道太平洋表层海水CO2系统年际变率的重要来源，而在年代际至多年代际尺度，PDO、NAO和AMO在各自海域影响着...
中国科大在揭示青海湖锂循环过程和同位素分馏机制方面取得重要进展（图）
循环过程 同位素 应用
2024/12/5
2024年10月10日，中国科学技术大学地球和空间科学学院肖益林教授团队与青海省青海湖景区保护利用管理局、中国科学院青海盐湖所、美国宾夕法尼亚大学以及南宁师范大学合作系统测定了青海湖的水、沉积物和补给水的元素及Li同位素组成，并对湖水系统的Li循环过程和Li同位素分馏机制进行了详细解剖。研究成果发表在最新一期国际知名学术期刊《应用地球化学》上。
海水硫酸盐是地表最大的S储库，其S同位素组成与全球气候、海水氧化还原状态和大气化学息息相关。而海水δ34S记录一般通过载体如碳酸盐、硫酸蒸发岩和重晶石，但是这些载体所记录的海水δ34S偶尔会发生争议，关于它们结果的不一致性过去普遍归因于成岩蚀变。然而，2024年研究发现生物碳酸盐记录的δ34S与海水偏离±1‰，被认为可能存在生命效应（vital effects）。尽管如此，传统的全岩分析（平均较大...
中国科学院广州地球化学研究所吴昊 白江昊等-AC：Eu同位素分析技术取得新突破（图）
吴昊 同位素 分析 循环
2024/11/12
稀土稳定同位素是新兴的非传统稳定同位素体系，有望为探索天体形成、地壳演化、稀土成矿和海洋沉积等稀土循环提供新的信息。特别是Eu稳定同位素可能是破解Eu异常与“氧化还原条件”和“晶体化学效应”之间联系的关键。然而，目前已有的Eu同位素分析技术精度仍然不够高（2SD > 0.1‰），使得Eu稳定同位素在探索上述科学上难以充分发挥其优势。
中国科学院地球环境研究所在湖泊水体CO2浓度和碳同位素的影响因素方面取得进展（图）
水体 同位素 气候
2024/9/16
二氧化碳（CO2）是温室效应最主要的贡献者，对湖泊二氧化碳的排放通量也进行了很多估算，但目前对湖水CO2碳同位素分析较少，尤其是能否通过碳同位素示踪湖泊水体CO2浓度仍待研究。
中国科大揭示新元古代雪球地球与生命演化新机制（图）
古代 地球 生命演化 同位素分析
2024/6/15
在距今约8-6亿年前，地球经历了两次长达数百万年的冰期，厚达千米的冰盖几乎覆盖了整个地球，因此称之为“雪球地球”。两次“雪球地球”事件之间是一个相对温暖的间冰期，期间以绿藻为主的初级生产者和海绵的出现代表了生命演化史上又一次重要革命。中国科学技术大学沈延安课题组以高精度硫和汞同位素分析为主要手段对华南间冰期地层进行了系统研究，提出“雪球地球”的消融诱发了大规模火山活动这一新观点，并证明了间冰期海洋...
地球环境研究所在利用我国东南地区石笋重建热带气旋活动方面取得新进展（图）
同位素 观测 资料
2024/8/14
热带气旋是全球最严重的自然灾害之一。据统计，全球每年超五亿人受到热带气旋活动的影响。重建过去的热带气旋活动，理解其演变机制、并预测未来变化对防灾减灾和社会可持续发展意义重大。然而，当前热带气旋重建主要依赖于海洋与沿海地区的地质载体，陆地记录非常匮乏。洞穴石笋被认为能记录热带气旋降水的异常氧同位素（δ18O）信号，具有重建长期高分辨率的热带气旋陆地活动的潜力。尽管西北太平洋是全球热带气旋最活跃的地区...
