我国学者在宇生放射性核素的地学应用方面取得新进展

图 太阳活动影响地球大气宇生放射性硫浓度的示意图（太阳活动强烈时，太阳风较强，进入太阳系的宇宙射线强度变弱，导致宇生放射性核素产率变小）

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42021002）等资助下，中国科学院广州地球化学研究所林莽研究员在宇生放射性核素的地球和行星科学应用方面取得新进展。研究成果以“宇生放射性硫示踪太阳活动和强烈持久的厄尔尼诺事件（Cosmogenic radiosulfur tracking of solar activity and the strong and long-lasting El Niño events）”为题，于2022年5月6日在线发表于《美国科学院院报》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。论文链接：https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2121550119。

　　宇生放射性核素（如铍10、碳14等）由高能宇宙射线与地球大气和表生环境多种原子核（如氧、氮、氩等）相互作用产生，在地球多个圈层广泛存在。对宇生放射性核素在自然样品中的含量进行分析，可重建过去的高原隆升、地球磁场变化、太阳活动、空间高能事件（如太阳质子事件和超新星爆发）等大尺度的自然过程。但是，人们对现有数据的解读存在争论，其中一个重要原因，是学界缺乏一个可以准确模拟所有宇生放射性核素在大气中核反应、化学转化、物理传输、沉降等过程的综合模型。

　　针对此问题，林莽研究员提出，被前人忽略的宇生放射性硫（硫35）是解决争论的关键之一。本研究发现第24太阳周期（2008—2019年）中，大气硫35浓度的长期变化与太阳活动吻合（图），且受到了极端厄尔尼诺事件（2015—2016年）引起的区域大气环流变化的影响。鉴于大气含硫物质对酸雨、人体健康、气候变化的影响，硫在大气科学的研究远比铍等元素丰富和深入。该工作提出，大气化学传输模型有望对硫35在大气中的转化、传输和沉降过程进行较为准确的模拟，从而制约硫35产率的核化学模拟结果，并推进多圈层宇生放射性核素化学传输模型的建立。这些工作对准确重建过去的天文、地磁和气候事件，预测类似极端事件在未来的发生频率和强度，以及评估其对生态系统和人类科技的影响均有重要意义。