Измерение содержания легких газов в пробах, добытых на озере Восток, Антарктида

Измерение содержания легких газов (водород, гелий, неон) в газовых пробах, выделенных из кернов льда, добытых на озере Восток, Антарктида, с глубин 3400-3750 м.

ыча кернов льда на озере восток в Антаргктиде фото

Добытый в Антарктиде керн помещался в контейнер из нержавеющей стали,  после чего контейнер откачивался, герметизировался и хранился в замороженном состоянии.

Через несколько месяцев, после доставки контейнеров в Санкт-Петербург, они присоединялись к стеклянным ампулам. Ампулы откачивались, после чего открывался вентиль между контейнером и ампулами. После заполнения ампул газовой смесью из контейнера они отпаивались.

Проба льда из керна для исследования на масс-спектрометре фото

Далее запаянная ампула с газовой смесью помещалась в специальное устройство вскрытия ампул, соединенное с масс-спектрометром системой пробоподготовки: емкость с сорбентом, помещенная в сосуд Дьюара для вымораживания воздушных компонент.

Система пробоподготовки была отделена от масс-спектрометра высоковакуумным вентилем.

Система пробоподготовки откачивалась высоковакуумным насосом масс-спектрометра до давления 3*10-7 торр, после чего отсекалась вентилем от масс-спектрометра. После чего ампула вскрывалась, а сосуд Дьюара заполнялсяся жидким азотом.

Через 5 минут (время сорбции воздушных компонент, определенное экспериментально) газ, оставшийся в системе пробоподготовки, подавалсяся в масс-спектрометр. Измерение продолжалось до полного истечения измеряемых компонент из системы пробоподготовки.

В результате были получены спектры газового состава.

Пример масс-спектра с вычтенным фоном
Пример масс-спектра с вычтенным фоном, полученный при измерении пробы с глубины 3455 м

Пример графика выхода легких газов:

Пример графика выхода легких газов

 

В результате исследований 8 проб было выявлено соотношение между легкими газами в пробах:

ПробаH2:He:Ne
Воздух0,095:1:3,469
Проба 3455 (контейнер после разморозки)68,8:1:0,84
Проба 3718 (контейнер после разморозки)303,68:1:0,16
Проба 3725 (вода до разморозки)104,36:1:0
Проба 3724 (конжеляционный лед до разморозки)20,21:1:0,80
Проба 3727 (лед до разморозки)5,32:1:0,54
Проба 3725 (вода после разморозки)148,04:1:0,24
Проба 3724 (конжеляционный лед после разморозки)20,76:1:2,86
Проба 3727 (лед после разморозки)32,89:1:0,46

На масс-спектрометре были проведены количественные  замеры парциальных давлений зарегистрированных газовых компонент, в результате чего было  выявлено смещение относительного  распределения компонент по отношению к стандартному воздушному содержанию.

 

Последние публикации