我國學者在宇生放射性核素的地學應用方面取得新進展

圖 太陽活動影響地球大氣宇生放射性硫濃度的示意圖（太陽活動強烈時，太陽風較強，進入太陽系的宇宙射線強度變弱，導致宇生放射性核素產率變小）

　　在國家自然科學基金項目（批準號：42021002）等資助下，中國科學院廣州地球化學研究所林莽研究員在宇生放射性核素的地球和行星科學應用方面取得新進展。研究成果以“宇生放射性硫示蹤太陽活動和強烈持久的厄爾尼諾事件（Cosmogenic radiosulfur tracking of solar activity and the strong and long-lasting El Ni?o events）”為題，于2022年5月6日在線發表于《美國科學院院報》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。論文鏈接：https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2121550119。

　　宇生放射性核素（如鈹10、碳14等）由高能宇宙射線與地球大氣和表生環境多種原子核（如氧、氮、氬等）相互作用產生，在地球多個圈層廣泛存在。對宇生放射性核素在自然樣品中的含量進行分析，可重建過去的高原隆升、地球磁場變化、太陽活動、空間高能事件（如太陽質子事件和超新星爆發）等大尺度的自然過程。但是，人們對現有數據的解讀存在爭論，其中一個重要原因，是學界缺乏一個可以準確模擬所有宇生放射性核素在大氣中核反應、化學轉化、物理傳輸、沉降等過程的綜合模型。

　　針對此問題，林莽研究員提出，被前人忽略的宇生放射性硫（硫35）是解決爭論的關鍵之一。本研究發現第24太陽周期（2008—2019年）中，大氣硫35濃度的長期變化與太陽活動吻合（圖），且受到了極端厄爾尼諾事件（2015—2016年）引起的區域大氣環流變化的影響。鑒于大氣含硫物質對酸雨、人體健康、氣候變化的影響，硫在大氣科學的研究遠比鈹等元素豐富和深入。該工作提出，大氣化學傳輸模型有望對硫35在大氣中的轉化、傳輸和沉降過程進行較為準確的模擬，從而制約硫35產率的核化學模擬結果，并推進多圈層宇生放射性核素化學傳輸模型的建立。這些工作對準確重建過去的天文、地磁和氣候事件，預測類似極端事件在未來的發生頻率和強度，以及評估其對生態系統和人類科技的影響均有重要意義。