钙元素在地球上分布广泛,其宇生放射性核素41Ca的半衰期为100 ka,是几万至几十万年范围理想的定年示踪剂。然而,自然样品的41Ca同位素丰度极低(41Ca/Ca, 10-17-10-15),对其定量检测是极大的挑战。最近,原子阱痕量分析方法(Atom Trap Trace Analysis, ATTA)实现了自然样品中41Ca/Ca的定量测量。该方法基于激光和原子的相互作用,对样品中的41Ca原子进行选择性俘获和探测,实现了41Ca/Ca在10-13-10-16丰度范围内的10%精度测量,探测极限可至10-17水平。样品测量需要80mg金属Ca。
结合基于CRONUScalc算法开发的
41Ca产率模型,Ca-ATTA使得
41Ca暴露定年成为可能。目前Ca-ATTA正在开展青藏高原冰碛岩的
41Ca暴露定年研究,发现了MIS-3和末次冰消期的冰进事件,未来
41Ca有望为第四纪冰川年代学提供新的定年工具。
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