黄河には正確な誕生日があります!地下水は黄河の「背景」を「教えてくれる」 →

黄和はついに正確な誕生日を迎えた。

中国科学院地質地球物理研究所の研究員である龐忠和氏をはじめとする中国の科学者らは、黄河の起源と現代の黄河水系が形成された時代について研究を行ってきた。地下水の正確な年代測定を通じて、「現代の黄河水系は125万年前に形成された」という結論に達し、これまでのさまざまな意見の状況を一変させた。

画像出典：pixabay 最近、この研究結果は「Earth and Planetary Science Letters」にオンラインで公開されました。

2つの年代測定法を組み合わせる

古代の黄河は宝鶏峡から三門峡を経て東に流れて海に流れ込んだと伝えられているが、現代の黄河は六盤山から北に流れ、賀蘭山、銀山河涛を通り、呂梁の西で南に向きを変え、最終的に東に流れて三門峡を経て海に流れ込む。このプロセスは、地殻構造の変化が地表水系の形成と進化にどのように影響するかを示す重要な例であり、古気候と古水文学の変化を理解する上で非常に重要です。

しかし、古代黄河中流域がいつ流路を変えたかについては、学界でもさまざまな意見がある。現代の黄河水系の形成時期については、15万年前、遅くとも120万年前、約500万年前など、さまざまな見解があります。

過去には、科学者は地質堆積物の年代を決定するために年代測定法を使用していましたが、この方法は深部源や地下水年代測定作業の初期値の変化などの要因の影響を受けやすいです。年代測定結果の解釈精度は低く、地下水への適用は非常に限られています。この目的のため、中国科学院地質地球物理研究所、北京師範大学、中国科学技術大学は共同研究チームを結成し、渭河流域の深層地下水を選んで年代調査を行い、総合的な方法を用いて詳細な年代測定作業を行った。

希ガス族の一員として、半減期は 23 万年、年代測定範囲は最大 130 万年です。地下に干渉源がなく、化学的に安定しており、他の物質と反応しません。これは、10万年から100万年前までの古代の地下水の理想的なトレーサーであると考えられています。自然界における同位体の存在量が極めて少ないため、レーザー冷却原子トラップ技術 (ATTA) が登場するまで、この方法の適用は長い間制限されていました。

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報道によれば、ATTAは極めて高い感度で単一原子レベルでの計測を実現できる量子計測技術だという。常温常圧では、数マイクロリットルのクリプトンガス中の 300 ～ 200 m という低濃度の原子をカウントできます。

龐中和氏は、2つの方法を組み合わせて比較研究することで、より正確な地下水年代データが得られるだけでなく、地下水年代データの違いから年代測定結果に影響を与える重要な要因を見つけることができ、地下水が経験する深部地球化学プロセスと動的情報についてより深い理解が得られると紹介した。

例えば、研究者らが得た年代測定データによれば、同じ場所の深層地下水の年代は以前のものと矛盾しており、これは「死んだ塩素」の影響によるものであった。龐中和氏は、この違いは水と岩石の相互作用プロセスと、地下水が受けるその動的影響を反映しているだけだと述べた。

渭河流域で黄河の「誕生日」を発見

黄河の起源を明らかにする場所として渭河流域が選ばれたのはなぜですか?研究者らは、渭河盆地は中国の黄土高原と秦嶺造山帯の間に位置し、7,500メートル以上の厚い細粒の河川湖堆積物が保存されていると説明した。これは、新生代アジアの気候と水文学的変化を研究するための世界的にもユニークな陸上記録であり、黄河流路の変化を研究するのに適した場所です。同時に、渭河盆地の地熱資源の開発と利用により、多数の深層地熱井戸が形成され、間接的に層別サンプリング試験に好ましい条件が整いました。

この研究では、8つのグループの地下水サンプルを収集し、測定したと報告されています。研究者らは、地下水の年代と化学組成データを分析した結果、秦嶺山脈から北にかけて、この地域の地下水は徐々に古くなる傾向があることを発見した。地球化学温度計の推定によると、地下水の温度は100℃～130℃に達することがあり、その時点で地下水と炭酸塩間の同位体交換が促進され、O-18の濃縮が増加する。この地下水は重力の力で北方へと移動し続け、古代の三門湖の湖沼堆積物中の塩化物を溶解し、その結果、Cl含有量が大幅に増加し、最終的に盆地中央の古い地下水と混ざり合いました。

同時に、オルドス高原の隆起により、黄河上流の浸食と継続的な削り込みにより、この地域の深層地下水の流れの方向が東西から南北に変化しました。この期間はおよそ 110 万年から 130 万年前であり、中期更新世の気候移行期と第四紀の移行期にちょうど一致します。
最終的に、この研究では、125 万年前の年代測定ノードに関する新たな結果と、地域の地下水流動場に​​関する新たな知見が得られました。

企画・制作

出典: 中国科学日報 (ID: china_sci)

編集者：白 麗