Dome-A冰芯电学性质研究

发布时间：2024-02-23 10:02

　　冰芯记录的古气候信息常用化学和物理指标进行提取和分析。冰芯电学性质是国际上分析冰芯的物理指标之一,具有重要研究意义。为了定量测定冰芯在交流电以及直流电下的响应,直流导电特性检测法(Electric Conductivity Measure-ment,ECM)以及介电剖面法(Dielectric Profiling,DEP)被提出并应用到现场冰芯电学性质分析中。然而,ECM以及DEP测量冰芯的技术参数和方法需要针对现场条件进行探索,冰芯组分变化对测试信号的影响也未完全明晰。因而,本研究基于控制变量方法,制作不同离子种类以及浓度梯度的人工模拟冰芯,建立了基于我国自主研建的冰芯电学性质测量设备,针对极地冰芯电学性质测试的方法,探究了电学信号与化学离子种类、离子浓度、冰芯结晶速率、冰芯气体含量以及冰芯尘埃含量之间的关系。从微观角度出发,通过缺陷机理对实验结果做出合理的解释,对未知结果进行定性预测,从宏观角度出发,可以将实验结果与模型模拟联系起来,有利于对未知结果进行定量预测。模拟实验结果表明,DEP信号σ与冰芯中的H⁺,Cl^-以及NH₄

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1ECM实物图

上海海洋大学硕士学位论文2学意义，已成为国际科学界关注的焦点[14]。1.2极地冰芯电学性质研究进展对于冰芯记录的古气候信息，常用化学和物理指标进行分析。其中，冰芯的电学性质作为分析冰芯样品所包含的信息记录的最重要的物理指标之一，其分析结果可应用于定年、火山事件、积累率、生物质燃....

图1-2ECM电极移动方法[17]

上海海洋大学硕士学位论文3转换成计算机数据，同时将电极在冰芯上的划刻位置与电流信号进行对应。导轨的长度与宽度略大于冰芯，起到固定冰芯的作用。ECM使用直流电对冰芯电学性质进行研究，测量方式是将冰芯沿深度方向切出一个剖面打磨至光滑后，使用平行黄铜电极沿深度方向按一定的速度进行划刻，....

图1-3AC-ECM设备结构图[24]

上海海洋大学硕士学位论文5电极就可以有效避免外部杂散电容效应。但是对于DEP设备的弯曲电极而言，电极之间会相互接触，所以需要电学屏蔽装置来消除表面电容误差[26]。DEP使用交流电对冰芯电学性质进行研究，测量方式是将冰芯放入通有高压低频的交流电的弯曲阳极氧化电极之间使用介电剖面法....

图1-4DEP设备基本结构图[26]

上海海洋大学硕士学位论文9NH4+是主要影响因素之一，会引起信号峰值，原因是NH4+会形成Bjerrum-D缺陷（通过水分子的运动产生有两个质点的位置），如图1-5所示。图1-6为GRIP冰芯在新仙女木期（12kyrBP）冰芯段的ECM与DEP信号结果。由于新仙女木期冰芯被碱性尘....

本文编号：3907426