极端大气化学：古老的南极空气桶旨在追踪稀有气体的历史

南极地区最具冰核心站点之一的古代空气样本可能会在过去的世纪和半个世纪的氛围中增加一个新的分子，因为工业革命开始在大规模规模上燃烧化石燃料。

虽然二氧化碳和甲烷是众所周知的，华盛顿大学和罗切斯特大学的研究人员是努力追踪多个稀有气体的团队的一部分，在千分之一的分子下存在。虽然罕见，所谓的羟基的大气洗涤剂可以擦洗大气并确定影响地球气候的更丰富的气体的命运。

上冬季由美国和澳大利亚领导的南极野战竞选成功地提取了从19世纪70年代的最大的空气样本。这些样品是在过去150年中学习羟基浓度变化的第一步。本周将于本周在旧金山的美国地球物理联盟的年度秋季会议上分享了本地工会的早期结果。

“这可能是您可以从冰核样品中所做的最极端的大气化学，并且物流也极端，”博德特拉尔研究员彼得纽夫说，在罗切斯特和罗彻斯特大学的双重约会。

但是这个月，团队在冰雪穹顶网站上露营地露营地支付了支付。

“这是我的知识，最大的空气样本从19世纪70年代的任何人都得到了，”Neff说。他在冰上露营的10周包括减去-20华氏度温度和几个暴风雪，其中一些他通过Twitter从南极洲分享。

来自南极洲和格陵兰钻的深层冰芯的空气提供了二氧化碳和甲烷，两个温室气体的记录，稍微恢复了数千年。虽然二氧化碳有几十年的寿命，但几个世纪以来，但甲烷甚至更有效的气体，均为九十或10年的寿命。

针对甲烷的确切寿命，以及多年来的改变程度，取决于羟基的浓度。该数字对于用于研究过去和未来气候的全球气候模型是重要的。

要追踪羟基历史，一寿命分子的寿命不到百万分之一，2018年底和2019年初的田野竞选通过检查其稍微丰富的伴侣，碳含有14次中子粘合到氧原子或“碳-14一氧化物”，其由羟基化学破坏，因此追踪羟基浓度。

在法律圆顶羟基项目期间，法律钻井场所的无人机眼图。

研究人员在冰被压缩时从冰中的冰布中获得碳-14的一氧化碳气体。

“关于冰川冰的特殊事情是它总是有这些气泡，”Neff说。“世界上任何冰川都会带来这种泡沫的质地，因为它开始作为一堆六指雪花，而那些手指之间是空气。”

击中地面后的一十年，由于在雪层下压缩，气泡从周围环境中完全密封。法律穹顶的大雪积累意味着每年有足够的气泡，并提供足够厚的盾牌，以保护碳-14从太阳辐射免受辐射。

国际团队每天提取大约两次3英尺长的冰块，然后将冰管放入雪洞中，以保护它们从靠近杆附近的宇宙射线。这些光线可以ZAP其他分子并扭曲历史记录。

“一旦样品在表面上，它们是热马铃薯，”Neff说。

提取核心后的第二天，该团队将清洁冰并将其放在德内夫的设备和他的罗切斯特大学博士线监督员Vasilii Petrenko的设计中：一个温暖的浴中的335升真空室融化冰并处理样品在他们的来源，避免污染并收集最大的空气样本。

“单一样品尺寸约为400或500公斤冰，大约与大钢琴相同的重量，得到足够的碳-14一氧化物分子，”Neff说。“在野外营地，我们将500公斤的冰变成一个50升的空气罐。”

该团队从各种时间段中检索了20个桶形空气罐。

未来几个月的分析旨在在几十年中产生碳-14一氧化铁和羟基的浓度曲线，类似于现在着名的二氧化碳和甲烷的着名曲线。曲线显示自工业时代以来，气体浓度如何在大气中发生变化。

在整个努力中，Neff还探讨了更多的冰和空气组合。在2016年初的旅行期间，为这项努力做好准备，Neff在2018年2月发布时，在社交媒体上进行了一个非官方的实验。视频捕获了一块冰块的声音，当落下由冰核钻头创建的隧道时。

他在过去的冬季探险中分享了更多的照片和视频，以南极洲，有时在从远程营地到互联网连接的研究站的几小时内。

“能够分享南极洲的关于南极洲的东西，”Neff说。“这是一种方式，我们作为地球科学家可以与人们分享他们帮助支持的工作。”

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该项目由Petrenko领导罗彻斯特大学，在澳大利亚的英联邦科学和工业研究组织的大卫·埃尔特奇。其他合作者在旧金山会议上展示的结果包括Scripts海洋学机构，澳大利亚核科技组织，澳大利亚南极部门和俄勒冈州立大学。该研究由美国国家科学基金会和澳大利亚南极部门提供资金。