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一谈到陆地上的环境变化记录,人们就会自然而然地想到刘东生和中国黄土,正如一谈到海底沉积物和环境变化,就想到美国的W.S. Broecker一样。2002年的泰勒环境科学成就奖,正是被这两位海陆环境变化研究的先驱所分享。
判断黄土层的年代有许多方法,考古学中常用的碳14测年法自然是其中之一。碳14是天然形成的碳同位素中唯一有放射性的,它在宇宙射线的作用下产生于大气上层,通过空气对流均匀地分布于大气圈,参与自然界的碳循环。一件含碳的东西埋在地下,基本上停止与外界产生碳交换,其中的碳14就有规律地通过衰变而减少,据此可以判断物品的年龄。不过碳14测年法不能倒推得很远,在黄土研究中仅能用于不超过3、4万年的地层。
“热释光”和“光释光”技术最多可以用于20~30万年以来的年代测定。这两个词听起来有点拗口,其实不过是指加热或用光照射样品,使它发光。矿物埋在地下,受到周围环境中的少量放射性物质释放出的α、β、γ等射线轰击,积累辐射能,在受热或被光照时通过发光的形式释放出来。如果能知道这种辐射能积累的速度,测量矿物释放出的总能量,就能知道它产生的年代。
如果把地球的历史缩短成一天,在这期间你会发现手上的指南针像疯了似的乱转,一会儿指南一会儿指北。地球的磁极在过去发生过多次倒转,科学家一般认为这是因为地球核心高温熔融的液态铁的流动所致——地磁能量的99%以上都藏在这个铁核中。地球磁极倒转一次只需要5000年的时间,有时候1万年就来一次倒转,有时候2500万年也不动弹。地质学家已经通过火山岩的研究,对地磁倒转的历史有很好的了解,建立了一个标准地磁年表,测量黄土层中古代矿物的剩余磁性,与标准地磁年表对比,也可以知道土层的年龄。古地磁测年法非常有用,可以分析有几千万年历史的东西。
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