Ett tekniskt genombrott uppnåddes vid källbestämning av mycket små kolprover vid Accelerator Laboratory och Laboratory of Chronology vid Helsingfors universitet. Utvecklingsarbetet är väsentligt inom klimatforskning eftersom det underlättar att koppla bort ursprunget för svarta kolpartiklar.
Förhållandet mellan modern biomassa och fossilt material som finns i ett kolinnehållande prov kan bestämmas genom radiokolldatering med en partikelaccelerator. Mängden av den radioaktiva isotopen av kol ( 14 C, radiokol) halveras var 6:e, 000 år, gör fossilt material helt fritt från det.
Under de senaste åren har metoden baserad på halveringstiden för radiokol har använts särskilt i Finland för att bestämma andelen biomassa i bränslen-till stöd för bioekonomi. Vanligtvis, partikelacceleratorer kräver ett milligram fast kol för att kvantifiera de mycket små mängder radiokol som finns i prover.
"Förhållandet mellan radiokol i kol är en miljonedel av en miljonedel. Vi letar inte efter en nål i höstacken, men för nålspetsen på hela gården, "illustrerar Markku Oinonen, chef för Laboratory of Chronology.
Hälften av en saltkristall räcker för ett prov
Ett projekt som undersöker ursprunget till svart kol, det är sotpartiklar som värmer klimatet, har lyckats bestämma radiokolkoncentrationer i prover som är så mycket som hundra gånger mindre, bara 10–20 mikrogram vikt. Radiokolldateringsresultaten för de små proverna överensstämmer väl med resultaten från fasta kolprover. Denna tekniska utveckling är oerhört värdefull på grund av en allmän forskningstrend mot allt mindre urval.
"Metoden är baserad på en hybridjonkälla som använder gasprover och ett koldioxidmatningssystem, "förklarar Kenichiro Mizohata, en forskare vid Accelerator Laboratory.
Sotpartiklar som samlas in från miljön renas kemiskt och förbränns till koldioxid. Den utvunna koldioxiden matas sedan till jonkällan för radiokolldatering. Tidigare, en bit fast kol krävdes för radiokoldatering men nu kan radiokolkvantifieringen utföras direkt på koldioxid, reducerar den nödvändiga mängden kol avsevärt.
"De sotprov som analyserades i studien är storleken på en halv saltkristall eller en tiondel av en vallmofrö, med andra ord så små att den traditionella bestämningsmetoden kanske inte har fungerat på dem utan utvecklingsarbetet på gasjonkällan, "skäl Antto Pesonen, kvalitetskoordinator vid Laboratory of Chronology.
Svart kol smälter glacial is
Svart kol absorberar effektivt solljus och påskyndar därmed smältningen av glaciärer. Sot är aktuellt i internationella politiska diskussioner, och Helsingfors universitet är en föregångare i studien av denna globala fråga.
"I motsats till tidigare förståelse, vi har upptäckt att svart kolavsättning har ökat i de arktiska regionerna i Europa och västra Ryssland under de senaste decennierna. Svart kol verkar bidra till den observerade ökade smältningen av Svalbardglaciärer, "förklarar Meri Ruppel, forskare vid Helsingfors universitet.
Det pågående forskningsprojektet undersöker källorna till arktiskt svart kol, inklusive industri, hushåll, trafik och skogsbränder. Särskild uppmärksamhet ägnas åt flammande utsläpp från den ryska olje- och gasindustrin.
Radiokolldateringen av svart kol utfördes som ett tvärvetenskapligt samarbete mellan Laboratory of Chronology och Accelerator Laboratory.
