ANSTO的科学家安德鲁·史密斯博士、华泉博士和杨斌博士共同撰写了一篇论文，阐述了在格陵兰岛的一个积冰点，宇宙产生的放射性碳（14C）是如何在压实雪的顶层（“firn层”）和下面的浅冰中产生、保留和损失的。
由美国罗彻斯特大学领导的一个大型国际研究小组在《冰冻圈》杂志上发表的研究结果对所有涉及冰盖14C的测量都有影响。
“原子猎人”史密斯博士与瓦西里·佩特伦科（Vasilii Petrenko）教授和罗切斯特大学（University of Rochester）的团队长期合作，从北极和南极的冰芯中提取微量大气气体，主要是为了提高我们对过去全球大气甲烷预算的理解。
这项研究对解释从过去的空气中提取的含碳气体（如CO（一氧化碳）、二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4））的同位素测量结果具有启示意义，这些气体被困在冰芯气泡的坚硬层或更深处。
“这些气体的放射性碳成分，14CO， 14CO2和14CH4为碳循环中碳的运动提供了宝贵的见解。这对甲烷尤其重要，因为目前这种气体对我们正在经历的全球变暖的贡献约为23%，”史密斯博士解释说。
“由于甲烷在大气中的寿命相对较短，约为9年，因此减少甲烷排放对气候变化的影响要比减少二氧化碳快得多。甲烷主要是通过一种非常活跃的化合物——羟基自由基（OH）从大气中去除的。”
对14CO的测量使我们能够了解这种非常短暂的“大气清洁剂”在过去的全球尺度上是如何变化的。在FETCH4项目的保护下，该团队现在正在当代大气中进行类似的工作。
从这些气体中提取的碳量是微乎其微的，而这些气体又从冰窖中的空气或冰芯气泡中提取。即使研究小组在现场提取了相对大量的样本，样本大小也只有几十微克或更少的碳。
“加速器科学中心的微- 14c能力对于这项非常具有挑战性和重要的工作的成功至关重要。研究团队几十年来开发的技术和信任也至关重要，”史密斯博士说
早在上世纪90年代末，作为国家温室咨询委员会项目的一部分，他就开始测量空气中二氧化碳的14C。压实剂将空气以气泡的形式锁在冰上。在此之前，空气仍然与大气接触，通过越来越曲折的路径越深。
在过渡区闭合是渐进的。由于这个原因，空气总是比包含气泡的冰年轻，并且存在年龄分布，由于不同的扩散系数，每种气体的年龄分布不同。这个过程需要被理解，并“反向运行”模型来解释被困在气泡中的空气记录。
“事实证明，上世纪五六十年代地面核试验产生的‘放射性碳弹脉冲’在大气中提供了一个尖锐且测量准确的14CO2脉冲。史密斯博士说：“在空气和冰芯气泡中测量这一点被证明对调整描述空气捕获过程的数值模型很有用，我们已经在许多地方使用了同样的技术。”
然而，当时很明显，需要了解冰本身通过中子和介子与H2O中的氧原子相互作用产生14C的过程，才能形成一个完整的图景。
“到目前为止，这一直困扰着研究人员，因为不同的空气提取技术，融化、光栅、研磨和升华冰，会产生不同的大气和情境14c比例，以及地点的选择，无论是积累的冰盖还是消融的冰盖，也会产生不同的结果。”
史密斯博士解释说：“需要详细了解原位宇宙成因的14C在冰中的产生、保留和损失，以解开被困的大气和原位宇宙成因成分。”
“有趣的是，我们将利用这些新知识开始一个非常雄心勃勃的项目，在一个遥远的南极地点，距离海岸1000多公里，南极高原海拔3公里，”他说。
“一个六人小组即将前往圆顶康科迪亚，他们将在2024年11月至2025年2月期间在这个特别选择的地点钻冰芯，并融化冰以释放其中的空气。由于该站点的积雪率非常低，因此原位14C信号将优于大气信号。
“2025年晚些时候在该中心对14CO的测量将使我们能够重建过去7000年来高能宇宙射线的通量，这些知识到目前为止都是从陨石研究中推断出来的。我们期望我们的工作在此基础上有很大的改进。由于气温骤降至-70°C或更低，该团队需要在冬季之前完成这项工作。”
压实的雪（雪）是多孔的，逐渐被压缩成冰，将空气封闭成气泡，然后随着冰向下移动。被困的空气中含有宇宙成因产生的14C，以14CO2、14CO和14CH4的形式存在。然而，14C也可以通过H2O（冰）中O原子的中子(n)碎裂、慢介子捕获(
