墨子沙龙 | 中国科大卢征天教授带你一起探索古老的冰与地下水
墨子沙龙 · 鉴宝专场
这个世上各类藏品眼花缭乱
鉴赏工具更是八仙过海，各显神通
你能辨认出这些真假“古董”吗
你能说出真“古董”的年龄吗
让我们来一探究竟
藏品1·簪花仕女图
鉴定工具：肉眼
鉴定结果：现代
藏品2·各种釉彩大瓶
鉴定工具：放大镜
鉴定结果：清乾隆年间
藏品3·拉斯科洞穴壁画
鉴定工具：C-14鉴定法
鉴定结果：公元前15000年
然而，
你知道水也可以做化石吗？
你知道冰川里的小气泡有可能来自百万年前吗？
中国极地研究中心科学家考察南极洲格罗夫山。
小图：蓝冰样品，可以看到里面含有大量的空气气泡。照片由史贵涛提供。
水，是我们生活中最常见的物质之一，它日日围绕在我们身边，伴随着我们每天的日常起居。可是你知道吗？水，也并不总能自由流淌，有些水可能被封存在地下，甚至长达成千上万年。对于这些化石一般古老的水，你想知道它们的故事吗？
水循环过程及其相应的时间尺度。原图出自美国U.S. Geological Survey
在中国，有两位科学家尝试走近这些古老的水，用特殊的“语言”和它们对话。他就是墨子沙龙本期嘉宾——卢征天教授和史贵涛副研究员。3月24日，中国科学技术大学卢征天教授和中国极地研究中心的史贵涛副研究员带着他们和地下水结缘的故事，来到墨子沙龙，讲述了一个利用神奇的氪-81探索古老的冰与地下水的动人故事。
在报告中，卢征天教授首先解释了地下水年龄与水循环之间的关系。由于水流入地下以后和空气隔绝，同位素分布会按照核衰变的规律逐年减少，所以，通过分析其中同位素的相对丰度和分布，就可以知道这部分水与空气隔绝的时间，即水的年龄。科学家分析认为， Kr-85，Ar-39，Kr-81这三种放射性气体同位素非常适合用来确定水的年龄，国际上很多科研机构都试图从技术上寻找好方法对地下水中这三种同位素的相对丰度进行检测。
针对这个问题，卢征天教授在国际上首先提出了“原子阱痕量分析方法（ATTA）”，该团队利用激光把原子抓在阱里，原子阱具有超高选择性，精确调节激光频率，可以操纵原子阱抓取特定原子，进而检测其相对丰度。为了使该技术得到广泛应用，团队的科研人员着手解决了一系列技术难点，在提高测量原子的效率、测量原子的速度、检校单次测量所要求的样品量方面不懈努力，使得该技术在定年精度上较传统的质谱分析有极大提高，并已成功运用于海水、地下水、极地冰样等方面的研究。
同时带来精彩分享的还有来自中国极地研究中心的史贵涛副研究员.史贵涛副研究员近年来主要从事极地现代环境过程、冰芯气候环境记录等方面的研究,曾组织、参加了4次南极内陆冰盖断面冰川学考察。活动现场，他为现场观众带来了一份特别的礼物——一段来自地下200米深处、迄今已有4000-6000年历史的冰芯。
现场观众不仅聆听了史贵涛副研究员和同事们在南极昆仑站开展冰芯钻探工作的有趣故事，还亲手触摸到钻取的冰芯，实实在在体验了一把地球气候变迁。史贵涛副研究员介绍道，南极冰芯是一把研究气候变化的金钥匙，记录下了地球不同时期的气候环境。通过与卢征天团队合作，利用ATTA技术，他们比较准确地对若干万年的古老冰芯进行了测年。
如果说嘉宾的报告是饕餮大餐，报告后的圆桌互动则更是惊喜甜点。
圆桌互动环节中国科学技术大学常务副校长潘建伟院士主持。过程中笑声掌声不断，嘉宾和观众问答精彩连连。现场的科学爱好者纷纷对极端环境下的工作和生活充满兴趣，嘉宾将南极等严酷环境中的苦乐故事拿出来与大家分享，生动幽默的语言赢得了阵阵掌声。此外，小朋友们对科学前沿的畅想也令嘉宾赞叹不已，对于目前未知的问题，嘉宾鼓励小朋友们保持好奇心，一起探索未知奥秘。
最后，潘建伟院士打破惯例，针对报告中的细节对现场观众进行提问。两位回答正确的小朋友有幸得到潘院士承诺赠出的由科学家们亲笔签名的《科技创新》纪念邮票。
会后，听众对主办方表示，报告引发了他们一系列思考，二位科学家不仅带来了前沿的科学知识，更是在倡导科学的思维方法和研究精神，期待墨子沙龙继续带来专业的科普报告、惠及普通科学爱好者。
卢征天
合肥微尺度物质科学国家研究中心
中国科学技术大学 近代物理系
中科院量子信息与量子科技创新研究院
卢征天1982年从杭州二中考进中国科学技术大学少年班，年仅14岁。1987年以优异的成绩考取李政道博士培育物理专业人才的“CUSPEA PROGRAM”奖，赴美国留学；先后在芝加哥大学和加州大学伯克利分校学习并分别获得硕士、博士学位，毕业后曾在科罗拉多大学做博士后研究，1997年至2015年在美国阿贡国家实验室从事原子物理研究工作。曾获美国青年科学家与工程师总统奖，美国物理学会Francis M. Pipkin 奖，国家基金委海外杰出青年基金，是美国物理学会会士。2015年入选中组部国家千人计划，任教中国科学技术大学。
来源：墨子沙龙