تغطية شاملة

تم إنشاء مختبر نظائر فريد من نوعه في جامعة بن غوريون

تمكن من تحديد نسب النظائر في الصخور والمعادن والحفريات والغازات والماء بدرجة عالية جدا من الدقة

النظائر. رسم توضيحي - جامعة بن غوريون
النظائر. رسم توضيحي - جامعة بن غوريون

تم مؤخراً إنشاء مختبر للنظائر المستقرة، الأول من نوعه في النقب والفريد من نوعه في إسرائيل، في قسم العلوم الجيولوجية والبيئية في جامعة بن غوريون في النقب. هذا المختبر فريد من نوعه بفضل تنوع التطبيقات العلمية التي يقدمها والمعدات التكنولوجية المبتكرة التي يمتلكها. تم إنشاء المختبر بتمويل من مؤسسة وولفسون بعد حصول ثلاثة باحثين جدد في القسم على منحة: د. يارون كاتسير، د. أوريت سيفان، ود. سيجال أبراموفيتش. ودعمت الجامعة إنشاء المختبر ومولت منحة تكميلية.

يتيح المختبر تحديد نسب النظائر في الصخور والمعادن والحفريات والغازات والمياه بدرجة عالية جدًا من الدقة. قلب المختبر عبارة عن مطياف كتلة الغاز متصل بمجموعة متنوعة من الأجهزة التي يتمثل دورها في إنتاج وفصل ونقل الغازات من مصادر مختلفة. يعد قياس الطيف الكتلي للنظائر المستقرة أحد أبرز الأدوات الحديثة لإعادة إنتاج مجموعة واسعة من العمليات التي تحدث حاليًا في الغلاف الجوي وسطح الأرض وداخلها، ويتيح فك رموز الأحداث المهمة في التاريخ الجيولوجي.

الدكتور يارون كاتسير: "المختبر الجديد للنظائر المستقرة الخفيفة يتعامل مع التغيرات في نسبة النظائر لخمسة عناصر كيميائية: الهيدروجين، الكربون، الأكسجين، النيتروجين والكبريت. تتميز جميعها بوزن ذري منخفض واختلافات كبيرة نسبيًا في الوزن بين نظائرها الثقيلة (النادرة) ونظائرها الخفيفة (العادية)." ووفقا له، فإن هذا العلم يقوم على التمييز بين أن العديد من العمليات الطبيعية تسبب فصلا معينا (تجزئة)، يصعب قياسه أحيانا، بين النظائر الخفيفة والثقيلة لهذه العناصر. ونتيجة لذلك، يمكن للمياه والغازات والمواد الذائبة والمعادن الصلبة أن تطور "بصمة نظائرية فريدة"، تشير إلى مصدر تكوينها والتغيرات التي مرت بها. على سبيل المثال، يقول الدكتور سيجل أبراموفيتز، "إن نسب نظائر الأكسجين المقاسة في ثاني أكسيد الكربون الناشئ من الهياكل العظمية الكربونية الصغيرة للحفريات البحرية وحيدة الخلية تشير إلى درجة حرارة الماء في المحيطات القديمة وبالتالي تكون بمثابة أداة لإعادة بناء التغيرات المناخية التي حدثت طوال تاريخ الأرض."

الدكتور أوريت سيون: "يتيح المختبر أيضًا التطبيق المبتكر للتطبيقات العلمية الرائعة، مثل قياسات التركيب النظائري لغاز الميثان الدفيئة والأكسجين في البلورات المعدنية، مما يلقي الضوء على أصل تكوين الصخور القديمة التي تشكلت في باطن الأرض عند بداية تكوينها."

وسيتم افتتاح المعمل يوم الأحد الموافق 30.03.08 آذار XNUMX بمشاركة رئيس الجامعة البروفيسور ريفكا كرمي ورئيس الجامعة البروفيسور جيمي وينبلات نائب الرئيس للبحث والتطوير، البروفيسور موتي هيرشكوفيتش، وعميد كلية العلوم الطبيعية البروفيسور ابراهام بيرولا.

تعليقات 9

  1. شكرا عامر بشار على التوضيح.
    الآن تم توضيح الأمور أكثر قليلاً

    مساء الخير

    سابدارمش يهودا

  2. مرحبا سابدارمش ،
    النظير غير المستقر، مثل الكربون 14، يكون دائمًا غير مستقر. ولا حتى أثناء الاختبار! عندما تأخذ الكربون 14 وتقيسه، ستجد بمساعدة عداد جيجر البسيط (وغير الحساس بشكل واضح) أنه يصرخ - مما يعني أن هناك العديد من اضمحلال بيتا في كل ثانية. يوجد اليوم أجهزة تعرف كيفية اكتشاف حتى عطل واحد، على ما يبدو. بالطبع، هذا أمر سخيف بعض الشيء، نظرًا لأن قياس الخلفية المشعة سيُظهر معدل 20-40 انحلالًا في الثانية. وفي كلتا الحالتين، فإن أجهزة اليوم دقيقة وحساسة للغاية (على سبيل المثال، عداد الوميض).

    ويجب أن نتذكر أن تركيز النظائر المختلفة (سواء كانت مستقرة أم لا) يتأثر بعدة عوامل، من بينها، على سبيل المثال، درجة الحرارة. إذا أخذنا كوبًا من الماء عند درجة حرارة 30 درجة، فسيكون تركيز النظائر فيه مختلفًا عن كوب الماء عند درجة حرارة 28 درجة.

    أحد العوامل المهمة جدًا (وربما العامل الأكثر أهمية) هو اختيار أو "اختيار" الإنزيمات في نظير معين. ومن المعروف، على سبيل المثال، أن إنزيم روبيسكو، الذي يثبت ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي، يختار الكربون العادي (12) أو الكربون الأثقل (13 أو 14) بشكل غير متساو. ويمكن أن يتم تأريخ العينة وفقاً لبيانات مختلفة من نوع أو آخر من الطرق الجيولوجية الجديدة والقديمة. فإذا أخذنا عينة من طبقة معينة نعرف (أو على الأقل نعتقد أننا نعرف) عمرها، فيمكننا قياس التركيز أو النسب النظائرية وبالتالي استنتاج درجة الحرارة، أو الظروف الأخرى التي سادت خلال الفترة المقاسة.

    ومن المختبرات الأخرى التي تعنى بهذا المجال، وتحديدا في الجانب البيولوجي، مختبر بوعز لوز في جامعة Y-M ومختبر ألدو شيمش من معهد وايزمان.

    تحيات أصدقاء،
    عامي بشار

  3. والسؤال هو كيفية تعريف النظير المستقر هنا. ففي النهاية، حتى النظائر "غير المستقرة"، على سبيل المثال الكربون 14، الذي يبلغ نصف عمره 5700 سنة، يكون مستقرًا تمامًا طوال مدة الاختبار، الذي يتم إجراؤه في حدود دقائق أو ساعات.
    سيكون هذا مختلفًا بالنسبة للنظائر التي تضمحل بشكل أسرع، على سبيل المثال النظائر الطبية، التي يبلغ عمر نصفها ساعات.

    باختصار ما كتب في المقال يحتاج إلى توضيح.
    مساء الخير
    سابدارمش يهودا

  4. شكرًا على التوضيح، ولكنه يثير سؤالًا آخر ربما كان ينبغي علي طرحه سابقًا (لأنه قيل بالفعل أن المختبر يتعامل مع النظائر المستقرة ولم ألاحظ ذلك):
    كيف يختلف مختبر اختبار النظائر المستقرة عن مختبر اختبار النظائر غير المستقرة؟
    أتصور أن بعض النظائر غير المستقرة على الأقل تحتاج إلى حماية من الإشعاع، لكن هل هناك أي شيء آخر؟

  5. ويتعامل المختبر، بحسب المقال، مع النظائر المستقرة، وبالتالي لن يتعامل مع التأريخ. يعتمد التأريخ الإشعاعي على عناصر غير مستقرة (يرتبط معدل اضمحلالها بالوقت الذي انقضى منذ "تاريخ محدد"). النظير المستقر لا يضمحل، لذلك لا يمكن تحديد عمر الجسم الذي يوجد فيه باستخدام هذا النظير.
    على سبيل المثال، يبلغ عمر النصف للكربون 14 حوالي 5700 سنة. وهذا يعني أنه إذا كانت كمية النظير في الجسم نصف مستوى الغلاف الجوي، فإن عمر الجسم هو 5700 عام. وفي حالة النظير المستقر، يكون التركيز في كل جسم ثابتًا طوال حياته (وبالتالي يكون عمره صفرًا أو ما لا نهاية).
    فلماذا هم جيدون جدا؟ بالنسبة لداغوما، فإن تركيز النظير المستقر الأكسجين -18 يختلف وفقًا للظروف المناخية. سيكون الهيكل العظمي الكربوني الذي يتم قياس تركيز الأكسجين 18 فيه قادرًا على إخبارنا عن الظروف المناخية في وقت حياته (والتي يجب تأريخها باستخدام نظير غير مستقر أو بطريقة أخرى). يتغير الكربون 13 في النظم البيئية وفقًا لمسار التمثيل الضوئي للنباتات، والعديد من الأمثلة الجيدة الأخرى.

  6. إلى مايكل - شكرًا لك
    والآن بعد الإشارة إلى رابط مايكل، من الممكن أن نكون دقيقين ونقول إن المختبر في بئر السبع سيستمر لمدة تصل إلى حوالي 50,000 ألف سنة.
    وبالمناسبة، ليس من السهل التنبؤ بكمية الكربون في الهواء، وقد تغيرت بالفعل عبر الأجيال، وليس بالضرورة كما كان متوقعا، وخاصة منذ الثورة الصناعية، بحيث أنه على الرغم من القياس الدقيق الذي قدمه المختبر، يجب أيضًا أخذ عوامل أخرى في الاعتبار لتحديد المواعدة الدقيقة.
    دعونا نحظى بأمسية جيدة وباردة بعض الشيء.

    سابدارمش يهودا

  7. وأدرك أن تحديد التواريخ الجيولوجية وفق هذا المرفق سيستغرق مدة أقصاها مليون سنة. ولتحديد عمر الديناصورات بملايين السنين، على سبيل المثال، يلزم تحليل عناصر أخرى أثقل من الأكسجين والكربون مثل الفوسفور واليورانيوم والرصاص وما شابه. هل انا على حق؟
    أود أن تكون المقالة أكثر تفصيلاً.
    اتمنى لك يوم جيد.
    سابدارمش يهودا

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.