本报记者 于莘明 摄
图为北京离子探针中心研究人员通过离子探针质谱远程共享控制系统,在柯廷理工大学的SHRIMP上进行锆石远程定年工作。
左边屏幕上显示着一颗放大的锆石样品,右边屏幕上显示的是一组测试数据。
移动样品靶,打开离子束,聚焦……北京的研究人员在互联网电脑终端的操作,澳大利亚的仪器|仪表马上做出相应动作,北京的电脑分别显示出锆石样品在离子源中被离子束轰击的图像、离子探针质谱的即时工作状态和声频、视频同步交流软件的控制界面以及测试分析的数据结果。这是9月8日上午10时许,在中国地质科学院北京离子探针中心跨洋操控“小虾”的一幕。
大型科学仪器高分辨二次离子探针质谱(SHRIMP),由澳大利亚研制生产。因其形状似虾、英文名称字头缩写意为小虾,故简称“小虾”。
两年前的9月,就在北京离子探针中心,地球两端的科学家实现了跨时空的合作。而今天,北京离子探针中心,又成功地实现了远程操控澳大利亚柯廷理工大学的一台离子探针质谱仪,测定锆石年龄。这是我国自行设计研制、世界首创的“大型科学装备远程共享示范———离子探针质谱仪远程共享控制系统”的又一突破。
北京离子探针中心主任刘敦一介绍说,锆石因其稳定性好,因而成为同位素地质年代学最重要的定年矿物。因此锆石定年是同位素地质年代学中最重要、应用最广泛的方法,它为地质演化提供时间坐标。而澳大利亚研制的高分辨二次离子探针质谱,在锆石微区年龄测定方面有无可替代的优势。2001年由科学技术部、国土资源部和中国科学院出资共建的北京离子探针中心,从澳大利亚引进的世界第九台高分辨二次离子探针质谱。
仪器引进后,来自美、法、德等许多国家和地区的科学家来北京进行研究工作。由于采用该设备进行实验的复杂性,科学家必须亲自参与实验全过程,直接操控仪器,因此不得不为了几小时,最多一两天的上机时间,在途中花费十天甚至半个月。而利用这套远程共享控制系统,需要锆石测年的外国科学家只需将样品寄至中国北京,便可在异地通过因特网对安装在北京的离子探针质谱进行操纵,完成对标准锆石和待测锆石样品年龄的测试过程。该系统可满足异地多位科学家就同一个实验流程,同时实时观察一台仪器上的同一个分析过程和结果,还可实现实验过程回放,并实时展开讨论,为多名科学家实时交流提供技术条件,解决了实验数据的可比性问题。
此前,刘敦一了解到柯廷理工大学有两台“高分辨二次离子探针质谱”,而其中一台目前利用率不高,去年11月,北京离子探针中心决定与柯廷理工大学合作,并派人将离子探针质谱远程共享控制系统安装在他们的仪器上。
这样,我国的科学家只需将样品寄至澳大利亚,然后在北京离子探针中心来操作仪器即可。今后,柯廷理工大学将每月为我国提供固定的机时。
刘敦一说,这一实验的成功,是我们两年前提出的“虚拟实验室”概念的一次实质性进展。下一步他们将在加拿大、英国和意大利分别建立离子探针质谱远程工作站。