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研究人员发现沸石分离钙同位素违背了自然规律

2021-10-09 09:51     来源:cnBeta     同位素分析
西北大学的研究人员分析了从东冰岛边缘收集的古代沸石标本,发现沸石以一种完全意想不到的方式分离钙同位素。钙以具有不同质量的多种同位素形式出现。

大多数矿物质优先加入较轻的钙同位素。但是研究人员发现一些沸石在极端程度上喜欢较轻的同位素,而其他沸石则喜欢较重的同位素,这是一个罕见而惊人的结果。这一发现可以帮助量化现代和古代地质系统的温度,并为碳捕获封存以缓解人类造成的气候变化提供信息。


这项研究于2021年10月1日发表在《地球与环境通讯》杂志上。这项发现可能在地球科学和各个领域产生广泛的影响,特别是考虑到沸石在工业、医学和环境修复方面有无数的应用。研究人员表示,尽管沸石在各种地质环境中形成,但沸石在产生玄武岩的火山环境中特别常见。随着火山喷发的熔岩长期堆积,被埋的岩石被压缩和转化。地下水与这些岩石相互作用,形成沸石,沸石由铝、氧和硅原子连接在一起,形成三维的笼状结构。


为了分析这些样本,研究人员采用雅各布森实验室开发的一种最先进的、高度精确的钙同位素测量方法。这些样本显示出极其巨大的钙同位素分馏,比任何人预测的或甚至认为可能的要大得多。西北大学研究小组发现,沸石显示出极端的钙同位素变化,比地球表面产生的几乎所有其他材料都要大。

经过进一步分析,研究人员发现这种行为与沸石内钙原子和氧原子之间的键长直接相关。支持长键的沸石积累了较轻的钙同位素,而那些短键的沸石积累了较重的钙同位素。

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