Se logró un gran avance técnico en la determinación de la fuente de muestras de carbono muy pequeñas en el Laboratorio Acelerador y el Laboratorio de Cronología de la Universidad de Helsinki. El trabajo de desarrollo es esencial en la investigación climática, ya que facilita desenredar el origen de las partículas de carbón negro.
La relación entre la biomasa moderna y el material fósil presente en cualquier muestra que contenga carbono se puede determinar mediante datación por radiocarbono con un acelerador de partículas. La cantidad de isótopo radiactivo de carbono ( 14 C, radiocarbono) se reduce a la mitad cada 6, 000 años, haciendo que el material fósil esté completamente libre de él.
En años recientes, El método basado en la vida media del radiocarbono se ha utilizado especialmente en Finlandia para determinar la proporción de biomasa en los combustibles, en apoyo de la bioeconomía. Típicamente, Los aceleradores de partículas requieren un miligramo de carbono sólido para cuantificar las cantidades muy pequeñas de radiocarbono contenidas en las muestras.
"La proporción de radiocarbono en carbono es una millonésima de millonésima. No estamos buscando una aguja en el pajar, pero por la punta de la aguja en toda la finca, "ilustra Markku Oinonen, director del Laboratorio de Cronología.
La mitad de un cristal de sal suficiente para una muestra.
Un proyecto que investiga el origen del carbono negro, que son partículas de hollín que calientan el clima, ha logrado determinar las concentraciones de radiocarbono en muestras que son hasta cien veces más pequeñas, sólo 10-20 microgramos de peso. Los resultados de la datación por radiocarbono de las muestras diminutas se corresponden bien con los resultados obtenidos a partir de muestras de carbono sólido. Este avance tecnológico es extremadamente valioso debido a una tendencia general de investigación hacia tamaños de muestra cada vez más pequeños.
"El método se basa en una fuente de iones híbrida que utiliza muestras gaseosas y un sistema de alimentación de dióxido de carbono, "explica Kenichiro Mizohata, investigador del Laboratorio Acelerador.
Las partículas de hollín recolectadas del medio ambiente se purifican químicamente y se queman para formar dióxido de carbono. A continuación, el dióxido de carbono recuperado se alimenta a la fuente de iones para la datación por radiocarbono. Previamente, se necesitaba un trozo de carbono sólido para la datación por radiocarbono, pero ahora la cuantificación del radiocarbono se puede realizar directamente sobre el dióxido de carbono, reduciendo significativamente la cantidad necesaria de carbono.
"Las muestras de hollín analizadas en el estudio son del tamaño de medio cristal de sal o una décima parte de una semilla de amapola, en otras palabras, tan pequeños que el método de determinación tradicional puede no haber funcionado en ellos sin el trabajo de desarrollo en la fuente de iones de gas, "Razona Antto Pesonen, coordinador de calidad en el Laboratorio de Cronología.
El carbono negro derrite el hielo glacial
El carbón negro absorbe eficazmente la luz solar y, por lo tanto, acelera el derretimiento de los glaciares. El hollín es un tema de actualidad en las discusiones políticas internacionales, y la Universidad de Helsinki es pionera en el estudio de este problema global.
"Contrariamente a lo que se entendía anteriormente, Hemos descubierto que la deposición de carbono negro ha aumentado en las regiones árticas de Europa y Rusia occidental en las últimas décadas. El carbono negro parece contribuir al aumento observado del derretimiento de los glaciares de Svalbard, "explica Meri Ruppel, investigador de la Universidad de Helsinki.
El proyecto de investigación en curso investiga las fuentes de carbono negro del Ártico, incluida la industria, hogares, tráfico e incendios forestales. Se presta especial atención a la quema de emisiones de la industria rusa del petróleo y el gas.
La datación por radiocarbono del carbono negro se llevó a cabo como una colaboración multidisciplinar entre el Laboratorio de Cronología y el Laboratorio Acelerador.
