Studio dei segnali EPR nei coralli - Applicazioni EPR (ESR).

Il nome corallo deriva dall'antico persiano sanga (pietra), che è il nome comune della comunità dei vermi del corallo e del suo scheletro. I polipi del corallo sono coralli del phylum Acanthozoa, con corpi cilindrici, chiamati anche rocce vive per la loro porosità e crescita ramificata, che possono essere abitati da molti microrganismi e pesci. Prodotto principalmente nell'oceano tropicale, come il Mar Cinese Meridionale. La composizione chimica del corallo bianco è principalmente CaCO ₃  e contiene materia organica, chiamata di tipo carbonato. Il corallo dorato, blu e nero è composto da cheratina, chiamata tipo cheratina. Il corallo rosso (incluso il rosa, il rosso carne, il rosa rosso, dal rosso chiaro al rosso intenso) contiene sia CaCO ₃  che una maggiore quantità di cheratina. Corallo secondo le caratteristiche della struttura scheletrica. Può essere suddiviso in corallo a piastre, corallo a quattro colpi, corallo a sei colpi e corallo a otto colpi in quattro categorie, il corallo moderno è principalmente le ultime due categorie. Il corallo è un vettore importante per registrare l'ambiente marino, poiché la determinazione della paleoclimatologia, dell'antico cambiamento del livello del mare e del movimento tettonico e altri studi hanno un significato importante.

La risonanza paramagnetica elettronica (EPR o ESR) è uno strumento importante per studiare la materia degli elettroni spaiati, che funziona misurando i salti del livello energetico degli elettroni spaiati a frequenze di risonanza specifiche in un campo magnetico variabile. Attualmente, le principali applicazioni dell'EPR nell'analisi dei coralli sono l'analisi e la datazione dell'ambiente marino.  Ad esempio, il segnale EPR di Mn ²⁺  nei coralli è correlato al paleoclima. Il segnale EPR di Mn ²⁺  è ampio durante il periodo caldo e diminuisce bruscamente quando c'è un forte raffreddamento. Come una tipica roccia carbonatica marina, i coralli sono influenzati dalle radiazioni naturali producendo difetti reticolari per generare segnali EPR, quindi possono essere utilizzati anche per la datazione e la cronologia assoluta delle rocce carbonatiche marine. Gli spettri EPR dei coralli contengono una grande quantità di informazioni sulla concentrazione di elettroni spaiati intrappolati da difetti reticolari e di impurità nel campione, sulla composizione minerale e di impurità del campione e quindi informazioni sull'età di formazione e sulle condizioni di cristallizzazione del campione. essere ottenuti contemporaneamente.

Successivamente, il segnale EPR nel corallo verrà analizzato utilizzando una spettroscopia EPR100 CIQTEK in banda X EPR (ESR) per fornire informazioni sulla composizione e sui posti vacanti dei difetti nel corallo.

CIQTEK Banda X EPR100

Campione sperimentale

Il campione è stato prelevato da corallo bianco nel Mar Cinese Meridionale, trattato con acido cloridrico diluito 0,1 mol/L, frantumato con un mortaio, setacciato, essiccato a 60°C, pesato circa 70 mg e testato sul CIQTEK EPR100.

Campione di corallo bianco

Spettroscopia di risonanza paramagnetica elettronica

Il CIQTEK EPR100 è stato utilizzato per testare il segnale EPR nel corallo bianco. Per ottenere una misurazione accurata del segnale EPR, le condizioni sperimentali specifiche erano le seguenti.

Condizioni sperimentali

Risultati sperimentali e analisi

La struttura dei coralli varia a seconda della specie e negli spettri EPR dei coralli sono solitamente presenti sovrapposizioni di linee spettrali. I segnali misurati sperimentalmente nei campioni di ossa di corallo possono essere derivati ​​dai radicali liberi ionici CO ₂  confrontando le informazioni dalla letteratura. Mn ²⁺  nei coralli è solitamente associato alla ricristallizzazione dei coralli e alla deposizione secondaria di calcite, mentre tracce di Mn ²⁺  influenzano anche la produzione di centri paramagnetici, quindi Mn ²⁺  è comunemente usato per discernere la ricristallizzazione dei campioni.  Nell'esperimento non è stato osservato il sestuplo segnale di picco di Mn ^{2+ .}

Spettri EPR di coralli bianchi rilevati da CIQTEK EPR100

Conclusioni

I test Coral EPR (ESR) sono attualmente utilizzati principalmente per l'analisi e la datazione del clima ambientale marino. Il Mn ²⁺  nei cristalli di carbonato come i coralli è paramagnetico e le sue sei linee spettrali strutturali iperfini sono facilmente identificabili. I test EPR riguardano principalmente Mn ²⁺  su reticoli di carbonato e alcuni studi hanno dimostrato che il contenuto di Mn ²⁺  è correlato ai cambiamenti paleoclimatici. Inoltre, poiché il reticolo carbonatico e i difetti delle impurità nei coralli intrappolano gli elettroni spaiati e queste concentrazioni di elettroni spaiati possono essere correlate con i tassi di dose di irradiazione naturale e annuale, sono comunemente usati anche per la datazione EPR nell’intervallo di milioni di anni.

CIQTEK EPR100 è caratterizzato da elevata sensibilità, elevata uniformità del campo magnetico ed elevata stabilità e può essere equipaggiato con una varietà di sonde EPR ad alte prestazioni e dispositivi luminosi, a bassa temperatura e angolari per soddisfare le esigenze dei clienti per una varietà di applicazioni continue generali -Misurazioni EPR a onde e impulsi e il software EPR-Pro fornisce un rapido processo operativo sperimentale e funzioni di analisi dei dati scientifici per aiutare gli utenti a stabilire rapidamente metodi sperimentali EPR.

Riferimenti:

1. Strzelczak, Grazyna, et al. "Studio EPR multifrequenza dei radicali derivati ​​​​da carbonati e solfati prodotti dalle radiazioni nelle conchiglie e nella corallite." Ricerca sulle radiazioni 155.4(2001):619-624.

2. Seletchi, ED e OG Duliu. "Studio comparativo sugli spettri esr dei carbonati." Giornale rumeno di fisica 52.5-7(2007):p.657-666. 

3. Ye Yuguang, Zhou Shiguang, Liu Xinbo. "Il segnale ESR di Mn ²⁺  nelle barriere coralline e le sue implicazioni paleoclimatiche." Oceano e Limnologia 000.005(1998):547. 

4. Li Jianping, Diao Shaobo, Liu Chunru, He Xingliang. "Applicazione della datazione ESR nella datazione con carbonati marini." Frontiere nella geologia marina 31.010(2015):65-70.