gtcrustГеодинамика и тектонофизикаGeodynamics & Tectonophysics2078-502XInstitute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch10.5800/GT-2022-13-2-0581gtcrust-1407Research ArticleСтатьиПОИСК АЭРОЗОЛЬНЫХ МИКРОЧАСТИЦ В ДАТИРОВАННЫХ СЛОЯХ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИНХРОТРОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯSEARCH FOR AEROSOL MICROPARTICLES IN DATED LAYERS OF BOTTOM SEDIMENTS USING SYNCHROTRON RADIATIONДарьинА. В.DarinA. V.

630090, Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3

3 Academician Koptyug Ave, Novosibirsk 630090

ДарьинФ. А.DarinF. A.

630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 11;

630559, Кольцово, Никольский пр-т, 1

11 Academician Lavrentiev Ave, Novosibirsk 630090;

1 Nikol’skiy Ave, Koltsovo 630559

РакшунЯ. В.RakshunYa. V.

630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 11

11 Academician Lavrentiev Ave, Novosibirsk 630090

СороколетовД. С.SorokoletovD. S.

630090, Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 11

11 Academician Lavrentiev Ave, Novosibirsk 630090

ГогинА. А.GoginA. A.

123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

1 Academician Kurchatov Sq, Moscow 123182

СенинР. А.SeninR. A.

123182, Москва, пл. Академика Курчатова, 1

1 Academician Kurchatov Sq, Moscow 123182

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАНРоссияSobolev Institute of Geology and Mineralogy, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН; Центр коллективного пользования «СКИФ» Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАНРоссияBudker Institute of Nuclear Physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Shared Research Facilities SKIF of the Boreskov Institute of Catalysis, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАНРоссияBudker Institute of Nuclear Physics, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationНациональный исследовательский центр «Курчатовский институт»РоссияNational Research Center "Kurchatov Institute"Russian Federation202215032022132581581Copyright © Дарьин А.В., Дарьин Ф.А., Ракшун Я.В., Сороколетов Д.С., Гогин А.А., Сенин Р.А., 20222022Дарьин А.В., Дарьин Ф.А., Ракшун Я.В., Сороколетов Д.С., Гогин А.А., Сенин Р.А.Darin A.V., Darin F.A., Rakshun Y.V., Sorokoletov D.S., Gogin A.A., Senin R.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1407

Методом микро-РФА-СИ проведен поиск микрочастиц внеземного вещества в донных осадках озера Заповедного, расположенного в 60 км от эпицентра взрыва Тунгусского космического тела (ТКТ) в 1908 г. Исследован материал донных отложений, датируемый 1908–1910 гг. Образцы для исследования были приготовлены в виде порошка, нанесенного на токопроводящую клейкую ленту, что позволило совместить данные оптических наблюдений, электронной микроскопии и микро-РФА сканирования. Эксперименты проводились с использованием УНУ «Курчатовский центр синхротронного излучения КИСИ» с использованием конфокального рентгеновского микроскопа, разработанного в ИЯФ СО РАН. Полученные данные свидетельствуют о наличии микрочастиц с повышенным отношением Ni/Fe, возможно имеющих внеземное происхождение. Используемые методики микро-РФА-СИ позволяют проводить поиск и изучение частиц с микрометровым пространственным разрешением в матрицах различного состава на основе данных о распределении породообразующих и следовых элементов.

The SR-micro-XRF method was used to search for microparticles of extraterrestrial matter in the bottom sediments of Lake Zapovednoye, located 60 km from the epicentre of the explosion of the Tunguska cosmic body (TCB) in 1908. The material of bottom sediments dating back to 1908–1910 was studied. The samples for the study were prepared in the form of a powder applied to a conductive adhesive tape, which made it possible to combine the data of optical observations, electron microscopy, and micro-XRF scanning. The experiments were carried out at the Large-Scale Research Facilities "Kurchatov Centre for Synchrotron Research" using a confocal X-ray microscope developed at the Budker Institute of Nuclear Physics SB RAS. The data obtained indicate the presence of microparticles with an increased Ni/Fe ratio, possibly of extraterrestrial origin.

синхротронное излучениемикро-РФАдонные осадкимикрочастицыТунгусский заповедниквнеземное веществоsynchrotron radiationmicro-XRFbottom sedimentsmicroparticlesTunguska Nature Reserveextraterrestrial matterРабота выполнена в рамках государственного задания ИГМ СО РАН при поддержке РФФИ, грант № 19-05-50046 (микро-РФА-СИ).The work was performed as part of the state assignment of the IGM SB RAS and with RFBR support, grant 19-05-50046 (synchrotron-based XRF analyses).ReferencesChandrakasan G., Ayala M.T., Trejo J.F.G., Marcus G., Carroll D.L., 2021. Mapping and Distribution of Speciation Changes of Metals from Nanoparticles in Environmental Matrices Using Synchrotron Radiation Techniques. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management 16, 100491. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2021.100491.Chandrakasan G., Ayala M.T., Trejo J.F.G., Marcus G., Carroll D.L., 2021. Mapping and Distribution of Speciation Changes of Metals from Nanoparticles in Environmental Matrices Using Synchrotron Radiation Techniques. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management 16, 100491. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2021.100491.Дарьин А.В., Чу Г., Сан Ц., Бабич В.В., Калугин И.А., Маркович Т.И., Новиков В.С., Дарьин Ф.А., Ракшун Я.В., Архив климатических изменений и сейсмических событий в ледниковых глинах озера Кучерлинского (Алтай) / Геодинамика и тектонофизика. 2020. Т. 11. № 3. С. 624–631. https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-3-0495.Darin A.V., Chu G., Sun Q., Babich V.V., Kalugin I.A., Markovich T.I., Novikov V.S., Darin F.A., Rakshun Y.V., 2020a. Archive Data on Climate Changes and Seismic Events in Glacial Clays of Lake Kucherla (Altai Region, Russia). Geodynamics & Tectonophysics 11 (3), 624–631 (in Russian) https://doi.org/10.5800/GT-2020-11-3-0495.Darin A.V., Rogozin D.Y., Meydus A.V., Babich V.V., Kalugin I.A., Markovich T.I., Rakshun Y.V., Darin F.A., Sorokoletov D.S., Gogin A.A., Senin R.A., Degermendzhi A.G., 2020b. Traces of the Tunguska Event (1908) in Sediments of Zapovednoe Lake Based on SR–XRF Data. Doklady Earth Sciences 492, 442–445. https://doi.org/10.1134/S1028334X20060045.Darin A.V., Rogozin D.Y., Meydus A.V., Babich V.V., Kalugin I.A., Markovich T.I., Rakshun Y.V., Darin F.A., Sorokoletov D.S., Gogin A.A., Senin R.A., Degermendzhi A.G., 2020b. Traces of the Tunguska Event (1908) in Sediments of Zapovednoe Lake Based on SR–XRF Data. Doklady Earth Sciences 492, 442–445. https://doi.org/10.1134/S1028334X20060045.Дарьин Ф.А., Ракшун Я.В., Сороколетов Д.С., Дарьин А.В., Калугин В.М. Разработка методик микро-РФА на пучках синхротронного излучения из накопителя ВЭПП-3 и их применение для исследования распределения элементов в природных образцах // Ядерная физика и инжиниринг. 2017. Т. 8. № 1. С. 86–90. https://doi.org/10.1134/S2079562917010067.Darin F.A., Rakshun Ya.V., Sorokoletov D.S., Darin A.V., Kalugin V.M., 2017. Development of Micro-X-Ray Fluorescence Methods with Synchrotron Beams from the VEPP-3 Storage Ring and Their Use to Study the Distribution of Elements in Natural Samples. Nuclear Physics and Engineering 8 (1), 86–90 (in Russian). https://doi.org/10.1134/S2079562917010067.Darin F.A., Rakshun Ya.V., Sorokoletov D.S., Darin A.V., Rashchenko S.V., Sharygin V.V., Senin R.A., Gogin A.A., 2019. Distribution of Germanium and Other Elements in Samples of the Chelyabinsk Meteorite, Determined via Scanning Synchrotron Radiation X-Ray Fluorescence Microanalysis. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics 83, 1433–1436. https://doi.org/10.3103/S1062873819110078.Darin F.A., Rakshun Ya.V., Sorokoletov D.S., Darin A.V., Rashchenko S.V., Sharygin V.V., Senin R.A., Gogin A.A., 2019. Distribution of Germanium and Other Elements in Samples of the Chelyabinsk Meteorite, Determined via Scanning Synchrotron Radiation X-Ray Fluorescence Microanalysis. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics 83, 1433–1436. https://doi.org/10.3103/S1062873819110078.Darin F.A., Sorokoletov D.S., Rakshun Y.V., Darin A.V., Veksler I.V., 2018. On the Search and Localization of Platinum-Group Microelements in Samples of the Chromite Horizon in the Bushveld Complex. Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques 12 (1), 123–127. https://doi.org/10.1134/S1027451018010263.Darin F.A., Sorokoletov D.S., Rakshun Y.V., Darin A.V., Veksler I.V., 2018. On the Search and Localization of Platinum-Group Microelements in Samples of the Chromite Horizon in the Bushveld Complex. Journal of Surface Investigation: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques 12 (1), 123–127. https://doi.org/10.1134/S1027451018010263.Darin F., Sorokoletov D., Rakshun Y., Darin A., Volodin A., Kriventsov V., 2020c. Micro-XANES (W-L2) Study of the Sikhote-Alin Meteorite. In: B. Knyazev, N. Vinokurov (Eds), Synchrotron and Free Electron Laser Radiation: Generation and Application (SFR 2020). AIP Conference Proceedings (July 13–16, 2020, Novosibirsk, Russia). Vol. 2299. AIP, 080005. https://doi.org/10.1063/5.0030495.Darin F., Sorokoletov D., Rakshun Y., Darin A., Volodin A., Kriventsov V., 2020c. Micro-XANES (W-L2) Study of the Sikhote-Alin Meteorite. In: B. Knyazev, N. Vinokurov (Eds), Synchrotron and Free Electron Laser Radiation: Generation and Application (SFR 2020). AIP Conference Proceedings (July 13–16, 2020, Novosibirsk, Russia). Vol. 2299. AIP, 080005. https://doi.org/10.1063/5.0030495.Guilherme A., Buzanich G., Carvalho M.L, 2012. Focusing Systems for the Generation of X-Ray Micro Beam: An Overview. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 77, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.sab.2012.07.021.Guilherme A., Buzanich G., Carvalho M.L, 2012. Focusing Systems for the Generation of X-Ray Micro Beam: An Overview. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 77, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.sab.2012.07.021.Ingerle D., Swies J., Iro M., Wobrauschek P., Streli C., Hradil K., 2020. A Monochromatic Confocal Micro-X-Ray Fluorescence (XRF) Spectrometer for the Lab. Review of Scientific Instruments 91, 123107. https://doi.org/10.1063/5.0028830.Ingerle D., Swies J., Iro M., Wobrauschek P., Streli C., Hradil K., 2020. A Monochromatic Confocal Micro-X-Ray Fluorescence (XRF) Spectrometer for the Lab. Review of Scientific Instruments 91, 123107. https://doi.org/10.1063/5.0028830.Kumakhov M.A., 2000. Capillary Optics and Their Use in X-Ray Analysis. X-Ray Spectrometry 29 (5), 343–348 https://doi.org/10.1002/1097-4539(200009/10)29:5<343::AIDXRS414>3.0.CO;2-S.Kumakhov M.A., 2000. Capillary Optics and Their Use in X-Ray Analysis. X-Ray Spectrometry 29 (5), 343–348 https://doi.org/10.1002/1097-4539(200009/10)29:5<343::AIDXRS414>3.0.CO;2-S.Lemelle L., Simionovici A., Schoonjans T., Tucoulou R., Enrico E., Salomé M., Hofmann A., Cavalazzi B., 2017. Analytical Requirements for Quantitative X-Ray Fluorescence Nano-Imaging of Metal Traces in Solid Samples. TrAC Trends in Analytical Chemistry 91, 104–111. https://doi.org/10.1016/j.trac.2017.03.008.Lemelle L., Simionovici A., Schoonjans T., Tucoulou R., Enrico E., Salomé M., Hofmann A., Cavalazzi B., 2017. Analytical Requirements for Quantitative X-Ray Fluorescence Nano-Imaging of Metal Traces in Solid Samples. TrAC Trends in Analytical Chemistry 91, 104–111. https://doi.org/10.1016/j.trac.2017.03.008.Lim C., Ikehara K., Toyoda K., 2008. Cryptotephra Detection Using High-Resolution Trace-Element Analysis of Holocene Marine Sediments, Southwest Japan. Geochimica et Cosmochimica Acta 72 (20), 5022–5036. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.07.021.Lim C., Ikehara K., Toyoda K., 2008. Cryptotephra Detection Using High-Resolution Trace-Element Analysis of Holocene Marine Sediments, Southwest Japan. Geochimica et Cosmochimica Acta 72 (20), 5022–5036. https://doi.org/10.1016/j.gca.2008.07.021.Peti L., Augustinus P.C., Gadd P.S., Davies S.J., 2019. Towards Characterising Rhyolitic Tephra Layers from New Zealand with Rapid, Non-Destructive μ-XRF Core Scanning. Quaternary International 514, 161–172. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.06.039.Peti L., Augustinus P.C., Gadd P.S., Davies S.J., 2019. Towards Characterising Rhyolitic Tephra Layers from New Zealand with Rapid, Non-Destructive μ-XRF Core Scanning. Quaternary International 514, 161–172. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.06.039.Ревенко А.Г. Развитие рентгеноспектрального анализа в г. Новосибирске (электронно-зондовый микроанализ и рентгенофлуоресцентный анализ с использованием синхротронного излучения) // Аналитика и контроль. 2021. Т. 25. № 2. С. 155–173. http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2021.25.2.006.Revenko A.G., 2021. X-Ray Spectral Analysis Development in Novosibirsk City (Electron Probe Microanalysis and X-Ray Fluorescence Analysis Using the Synchrotron Radiation). Analytics and Control 25 (2), 155–173 (in Russian) http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2021.25.2.006.Scruggs B., Haschke M., Herczeg L., Nicolosi J., 2000. XRF Mapping: New Tools for Distribution Analysis. Advances in X-Ray Analysis 42, 19–25.Scruggs B., Haschke M., Herczeg L., Nicolosi J., 2000. XRF Mapping: New Tools for Distribution Analysis. Advances in X-Ray Analysis 42, 19–25.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.