一个人使劲踮起脚尖靠近太阳的时候，全世界都挡不住他的阳光！也许你的压力很大，默默承受几乎就要崩溃，但是请你不要投降，坚持努力让自己变好。就像花有花期，每个人生命里都会有那么一段时间，是用来将你的人生绽放得美好又辽阔的。我相信我的坚持会给我带来不一样的惊喜，尽管现在黑暗布满，未来一定繁花盛开。
【隐形冠军 举“重”若轻——天津朗誉机器人有限公司重载AGV国际领先的背后】
工作人员正在进行零件组装。
这是一家两年前仅有四五十名员工的小型科创公司，却创出重载AGV国际领先的好成绩。
目前，全球十大风电企业中有八成企业应用了这家“小”公司的产品。在全国重载AGV市场中，这家公司占据了20%份额。
自2019年开始，这家公司销售额连续实现3个近似翻倍的增长：从2019年的1700万元，至2020年的3000万元、2021年的6000万元，预计今年全年营收破亿元。今年以来客户主动前来询盘金额已超过10亿元。
AGV即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置、能够沿规定的导引路径行驶、具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
在行业内，额定负载２吨以上的都属于重载AGV，目前国内其他同行最高负载为200吨，这家公司突破240吨，成为国内重载AGV负载最高纪录保持者。
记者看到，这个长10米、宽3.4米、高0.8米的庞然大物在12套20吨驱动多电机协同控制下，轻巧自如地前后左右移动，自重35吨，其承载的重物是自身重量的近７倍。
举“重”若轻的从容，这家名叫天津朗誉机器人有限公司的企业是如何做到的？
敢想敢干 成就梦想
面对未知，不敢想，不敢干，是许多企业被系绊住前进步履的主要原因。“我们之所以能走到今天，是任志勇老总带领我们敢想敢干。”朗誉公司副总经理杨国安对记者说。
2015年之前朗誉主营轻型和非标AGV。“当时，由于技术壁垒比较低，轻型AGV市场竞争越来越激烈，利润降低。而此时市场上不断有客户前来咨询是否可以提供30吨至50吨的重载机器人，甚至有一次济南的客户说要是有可以用来拉载100吨重变压器的AGV就好了。”朗誉公司创始人、总经理任志勇回忆说，“看到市场上越来越多的需求，我们也预测随着智慧工厂、智能物流的普及，重载AGV的市场非常广阔，我们动心了，为什么不去试一试、闯一闯呢？”
要“闯”出来谈何容易。杨国安记得当时有北京的一家液压机供应商直接对他们说：“那些大公司有钱又有人，都搞不成，你们就不要想了。”
但任志勇不但想了，还马上利用所有业余时间琢磨这个大物件。“我天生对机械感兴趣，即使是现在，见到高速公路上奔驰的大型重卡，还会拍下照片回家琢磨。”
对机械的痴迷，指引着任志勇在网上查找相关资料、购买国外出版的书籍。家中读幼儿园的小女儿都知道，晚饭后爸爸一个人抱着电脑，“又在研究AGV了”。
不仅自己琢磨，作为企业领头人，任志勇还在企业研发团队里不断植入自己的新想法。“当时公司总共就30余人，真正的科研人员10多名，我们把每年收入的15%投入到科研开发中，有计划地要求科研团队瞄准重载AGV伺服控制、无线通讯、同步液压、电量检测、车身自平衡、安全防护、智能调度、故障自诊断等先进技术进行理论与实践的探索。”
任志勇告诉记者：“我让企业中的年轻人恣意发挥。我们既有容错机制，也有奖励办法。”在专注投入与前瞻视野指导下，朗誉在真正开始制造重载AGV之前，就融合远程诊断、大数据、物联网等先进技术，形成了领先于国内外同行的驱动单元硬件、多电机协同控制软件设计能力，为研制重载AGV做了厚实的技术铺垫。
有了3年“敢想敢干”的积累，2018年，一单主动找上门的生意成就了朗誉从“轻”向“重”的转型。
那是中铁十四局在宝坻区启动高铁建设项目，需要一台载重30吨的AGV。“重载设备常常价值高达百万元，我们虽有技术储备，但并没有真正生产出来过成品。接到订单后，我们集中攻关了45天，成功交付使用。当时还有一个小插曲，为完成这台设备，缺少先期资金的朗誉还借支了对方的货款。就是在这样的尝试与探索中，我们成功了。”
会干能干 攻克难关
敢想敢干，还得会干能干，手中得有金刚钻。这是任志勇对自己这些年一路走来的归纳总结。
“首台重载产品的问世给了我们极大的信心，但当时市场对这个产品的认知度太低，客户根本不信任我们，‘外国都没有，你们行吗？’”杨国安回忆说。
客户不信，那就一家家跑，拿出事实，摆明技术路线。“甚至与客户签下对自己极为不利的条约，承诺如果做出来不好用，可以直接退货，以打消客户顾虑。”
由于重载AGV产品都是非标准化生产的，前期需要了解客户的应用场景，进行一对一的软硬件设计。“比如今年我们交付使用的国内首台室外无人驾驶AGV，在研制过程中发现北斗定位导航系统在应用中出现信号‘跳变’，从而导致定位不准确。我们一方面精进自己的解析算法，过滤掉一些不必要的数值，一方面与供应商反复沟通，按照我们实际运行中得出的参数进行变更，如此反复一个多月，进行无数次实验，现在我们的定位已经达到正负5毫米。”
杨国安称，无人驾驶AGV从室内到室外，应用环境变了，会遇到过去没有遇到的比如落叶问题、大雪花飘落问题，机器容易把这些落叶、雪花识别成障碍物，就会自动停止运行，这些问题都需要一一解决掉。
“无数次垂头丧气，无数次又满血复活。”任志勇说，“我们的室外无人驾驶AGV目前除了在园区内进行物料运转外，还应用在核辐射废料物转运、掩埋，甚至担负起大坝上下游生态鱼苗转运重任，应用场景越来越丰富。”
自2018年以来，除了室外无人驾驶重载AGV与240吨背负举升式重载AGV外，70吨双车联动背负举升式重载AGV、SLAM导航双车联动重载AGV、移动式装配线5吨背负翻转式AGV……10多款“国内首台套”在朗誉问世，多电机协调全向驱动、多元传感信息融合导航路径规划、AGV集群通信链路组网、液压调平、重载移动机器人整机及核心零部件故障分析等“卡脖子”技术一一在朗誉攻克。
“这些年公司积累了包含发明专利在内的70多项专利与技术，载重技术储备已经达到1000吨，在国内与国际上都处于领先水平。”任志勇说。
帮扶认可 培植沃土
“我们企业发展这么好，除了我们自身努力外，更离不开天津的大环境。近年来，天津不断发挥自身区位优势和产业优势，坚定实施制造业立市战略，给我们带来了很多的机遇。”杨国安坦言，如果不是遇到新冠疫情，朗誉近３年的发展速度会更快。
“但是遇到疫情了，如果没有市、区两级工信部门以及相关金融机构的帮扶，我们也不可能取得现在这样的成绩。”他说。
这样的帮扶包括遇到资金短缺时的雪中送炭。
“2020年研制首台套240吨AGV时，5月中标，8月就要交付，企业资金缺口有几百万元。是市中小企业信用融资担保中心知道我们的困难后，派员来我们企业深入调研，了解我们企业的经营情况与订单情况，最后给出了500万元担保贷款，真是解了燃眉之急。”杨国安说。在后续两年的经营中，担保中心又先后给出800万元的担保资金支持。
包括帮助解决订单上涨带来的厂房不够用的难题。“从过去在西青区李七庄街的一个厂房，面积1000平方米出头，到现在这儿的4000平方米，以及今年新租赁的2000平方米厂房，市工业和信息化局、经开区电子局都伸出了援手。”
包括产业配套的对接。“疫情以来，我们参加了多次由市工业和信息化局组织的产业对接会，许多关键零部件实现了天津本地化配套，既节省了成本，又防范了疫情风险。比如，我们的RV减速器，就是在对接会上遇到中国船舶集团第七○七所，得知他们旗下的天津旗领机电科技有限公司就生产这款产品，而且技术力量雄厚，从此成为非常好的合作伙伴。”
如果说各方的帮扶培植着朗誉，那么众多来自市场的认可，更是滋养着朗誉。“某风电企业使用我们的重载AGV后提高了60%的生产效率，意味着成本随之降低60%，他们专门给我们写来了感谢信。”朗誉公司总经理助理李洪达对记者说，“客户的认可，加速了订单的增长。”
如今，朗誉的百余款重载AGV广泛应用在航空、航天、高铁、船舶、港口等领域，全球500强企业中有50余家是他们的客户。“产品销往北美、东南亚以及欧洲。”李洪达说。
市场引领着朗誉不断创新，不断壮大。如今朗誉的员工人数达到了150人，其中研发人员占比达到55%。
“我们已打开首轮融资窗口，争取尽快在科创板或北交所上市。”任志勇对未来信心满满。
https://t.cn/A6o5g96R
工作人员正在进行零件组装。
这是一家两年前仅有四五十名员工的小型科创公司，却创出重载AGV国际领先的好成绩。
目前，全球十大风电企业中有八成企业应用了这家“小”公司的产品。在全国重载AGV市场中，这家公司占据了20%份额。
自2019年开始，这家公司销售额连续实现3个近似翻倍的增长：从2019年的1700万元，至2020年的3000万元、2021年的6000万元，预计今年全年营收破亿元。今年以来客户主动前来询盘金额已超过10亿元。
AGV即“自动导引运输车”，是指装备有电磁或光学等自动导引装置、能够沿规定的导引路径行驶、具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
在行业内，额定负载２吨以上的都属于重载AGV，目前国内其他同行最高负载为200吨，这家公司突破240吨，成为国内重载AGV负载最高纪录保持者。
记者看到，这个长10米、宽3.4米、高0.8米的庞然大物在12套20吨驱动多电机协同控制下，轻巧自如地前后左右移动，自重35吨，其承载的重物是自身重量的近７倍。
举“重”若轻的从容，这家名叫天津朗誉机器人有限公司的企业是如何做到的？
敢想敢干 成就梦想
面对未知，不敢想，不敢干，是许多企业被系绊住前进步履的主要原因。“我们之所以能走到今天，是任志勇老总带领我们敢想敢干。”朗誉公司副总经理杨国安对记者说。
2015年之前朗誉主营轻型和非标AGV。“当时，由于技术壁垒比较低，轻型AGV市场竞争越来越激烈，利润降低。而此时市场上不断有客户前来咨询是否可以提供30吨至50吨的重载机器人，甚至有一次济南的客户说要是有可以用来拉载100吨重变压器的AGV就好了。”朗誉公司创始人、总经理任志勇回忆说，“看到市场上越来越多的需求，我们也预测随着智慧工厂、智能物流的普及，重载AGV的市场非常广阔，我们动心了，为什么不去试一试、闯一闯呢？”
要“闯”出来谈何容易。杨国安记得当时有北京的一家液压机供应商直接对他们说：“那些大公司有钱又有人，都搞不成，你们就不要想了。”
但任志勇不但想了，还马上利用所有业余时间琢磨这个大物件。“我天生对机械感兴趣，即使是现在，见到高速公路上奔驰的大型重卡，还会拍下照片回家琢磨。”
对机械的痴迷，指引着任志勇在网上查找相关资料、购买国外出版的书籍。家中读幼儿园的小女儿都知道，晚饭后爸爸一个人抱着电脑，“又在研究AGV了”。
不仅自己琢磨，作为企业领头人，任志勇还在企业研发团队里不断植入自己的新想法。“当时公司总共就30余人，真正的科研人员10多名，我们把每年收入的15%投入到科研开发中，有计划地要求科研团队瞄准重载AGV伺服控制、无线通讯、同步液压、电量检测、车身自平衡、安全防护、智能调度、故障自诊断等先进技术进行理论与实践的探索。”
任志勇告诉记者：“我让企业中的年轻人恣意发挥。我们既有容错机制，也有奖励办法。”在专注投入与前瞻视野指导下，朗誉在真正开始制造重载AGV之前，就融合远程诊断、大数据、物联网等先进技术，形成了领先于国内外同行的驱动单元硬件、多电机协同控制软件设计能力，为研制重载AGV做了厚实的技术铺垫。
有了3年“敢想敢干”的积累，2018年，一单主动找上门的生意成就了朗誉从“轻”向“重”的转型。
那是中铁十四局在宝坻区启动高铁建设项目，需要一台载重30吨的AGV。“重载设备常常价值高达百万元，我们虽有技术储备，但并没有真正生产出来过成品。接到订单后，我们集中攻关了45天，成功交付使用。当时还有一个小插曲，为完成这台设备，缺少先期资金的朗誉还借支了对方的货款。就是在这样的尝试与探索中，我们成功了。”
会干能干 攻克难关
敢想敢干，还得会干能干，手中得有金刚钻。这是任志勇对自己这些年一路走来的归纳总结。
“首台重载产品的问世给了我们极大的信心，但当时市场对这个产品的认知度太低，客户根本不信任我们，‘外国都没有，你们行吗？’”杨国安回忆说。
客户不信，那就一家家跑，拿出事实，摆明技术路线。“甚至与客户签下对自己极为不利的条约，承诺如果做出来不好用，可以直接退货，以打消客户顾虑。”
由于重载AGV产品都是非标准化生产的，前期需要了解客户的应用场景，进行一对一的软硬件设计。“比如今年我们交付使用的国内首台室外无人驾驶AGV，在研制过程中发现北斗定位导航系统在应用中出现信号‘跳变’，从而导致定位不准确。我们一方面精进自己的解析算法，过滤掉一些不必要的数值，一方面与供应商反复沟通，按照我们实际运行中得出的参数进行变更，如此反复一个多月，进行无数次实验，现在我们的定位已经达到正负5毫米。”
杨国安称，无人驾驶AGV从室内到室外，应用环境变了，会遇到过去没有遇到的比如落叶问题、大雪花飘落问题，机器容易把这些落叶、雪花识别成障碍物，就会自动停止运行，这些问题都需要一一解决掉。
“无数次垂头丧气，无数次又满血复活。”任志勇说，“我们的室外无人驾驶AGV目前除了在园区内进行物料运转外，还应用在核辐射废料物转运、掩埋，甚至担负起大坝上下游生态鱼苗转运重任，应用场景越来越丰富。”
自2018年以来，除了室外无人驾驶重载AGV与240吨背负举升式重载AGV外，70吨双车联动背负举升式重载AGV、SLAM导航双车联动重载AGV、移动式装配线5吨背负翻转式AGV……10多款“国内首台套”在朗誉问世，多电机协调全向驱动、多元传感信息融合导航路径规划、AGV集群通信链路组网、液压调平、重载移动机器人整机及核心零部件故障分析等“卡脖子”技术一一在朗誉攻克。
“这些年公司积累了包含发明专利在内的70多项专利与技术，载重技术储备已经达到1000吨，在国内与国际上都处于领先水平。”任志勇说。
帮扶认可 培植沃土
“我们企业发展这么好，除了我们自身努力外，更离不开天津的大环境。近年来，天津不断发挥自身区位优势和产业优势，坚定实施制造业立市战略，给我们带来了很多的机遇。”杨国安坦言，如果不是遇到新冠疫情，朗誉近３年的发展速度会更快。
“但是遇到疫情了，如果没有市、区两级工信部门以及相关金融机构的帮扶，我们也不可能取得现在这样的成绩。”他说。
这样的帮扶包括遇到资金短缺时的雪中送炭。
“2020年研制首台套240吨AGV时，5月中标，8月就要交付，企业资金缺口有几百万元。是市中小企业信用融资担保中心知道我们的困难后，派员来我们企业深入调研，了解我们企业的经营情况与订单情况，最后给出了500万元担保贷款，真是解了燃眉之急。”杨国安说。在后续两年的经营中，担保中心又先后给出800万元的担保资金支持。
包括帮助解决订单上涨带来的厂房不够用的难题。“从过去在西青区李七庄街的一个厂房，面积1000平方米出头，到现在这儿的4000平方米，以及今年新租赁的2000平方米厂房，市工业和信息化局、经开区电子局都伸出了援手。”
包括产业配套的对接。“疫情以来，我们参加了多次由市工业和信息化局组织的产业对接会，许多关键零部件实现了天津本地化配套，既节省了成本，又防范了疫情风险。比如，我们的RV减速器，就是在对接会上遇到中国船舶集团第七○七所，得知他们旗下的天津旗领机电科技有限公司就生产这款产品，而且技术力量雄厚，从此成为非常好的合作伙伴。”
如果说各方的帮扶培植着朗誉，那么众多来自市场的认可，更是滋养着朗誉。“某风电企业使用我们的重载AGV后提高了60%的生产效率，意味着成本随之降低60%，他们专门给我们写来了感谢信。”朗誉公司总经理助理李洪达对记者说，“客户的认可，加速了订单的增长。”
如今，朗誉的百余款重载AGV广泛应用在航空、航天、高铁、船舶、港口等领域，全球500强企业中有50余家是他们的客户。“产品销往北美、东南亚以及欧洲。”李洪达说。
市场引领着朗誉不断创新，不断壮大。如今朗誉的员工人数达到了150人，其中研发人员占比达到55%。
“我们已打开首轮融资窗口，争取尽快在科创板或北交所上市。”任志勇对未来信心满满。
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【把单原子抓进“阱”里给冰芯测年龄】青藏高原海拔5900米处钻取的109米冰芯，遇上一种基于量子精密测量的新的定年方法，会碰撞出怎样的火花？
近日，中国科学技术大学（以下简称中国科大）教授卢征天、蒋蔚带领的单原子探测团队与云南大学（以下简称云大）研究员田立德带领的冰川学团队合作，在美国《国家科学院院刊》发表研究成果https://t.cn/A6oZAdHR。团队在国际上首次对冰芯进行了氩-39同位素定年测量，为青藏高原羌塘冰川冰芯建立了上千年的精准年代标尺。
图：科考队在青藏高原羌塘冰川钻取冰芯。极地未来供图
大气环境的“独特档案”
所谓冰芯，就是以打钻方式从冰川内部取得的芯。一般而言，冰芯从底部越向上年代越新。
“这些冰芯记录了多种气候环境变化指标，通常分为三大类：第一类是冰本身，水分子中氢、氧同位素比例可以反映温度变化；第二类是冰芯中的大气成分和含量，如二氧化碳、甲烷等温室气体，它们可以揭示大气成分变化的过程。”田立德介绍道，第三类是冰芯中含有的各类杂质，比如肉眼可见的尘土，可以推断出当时沙尘暴活动较多；还有实验室仪器检测出的各种化学成分，可以提供自然活动和人类活动的相关信息。
因此，冰芯堪称保存大气环境的“独特档案”，掌握冰芯准确的年代信息是解码“档案”的第一步。而我国青藏高原被誉为世界第三极，是中低纬度古气候研究的宝库。
“不同于南极北极，青藏高原积累雪量大，冰芯分辨率更高。其所处纬度人类聚居，活动轨迹多，冰芯记录的历史与人类生存环境息息相关。”田立德说，这使青藏高原冰芯研究工作显得尤为重要，也正因为如此，青藏高原吸引了来自世界各地的科学家，成为国际冰芯研究的“角逐场”。
2014年5月，田立德与同事在海拔5900米的青藏高原“羌塘一号”冰川顶部连续奋战十多个通宵（白天温度高，融化的冰屑容易将钻机卡住），成功钻取了两根长达109米的透底冰芯，并常年保存在-17℃的云大冷库里。
这两根冰芯是什么年代的、包含了哪些信息、如何解码这份来之不易的“档案”等，是田立德团队面对的课题。而中国科大卢征天团队正好拥有打开这份“档案”的“钥匙”。
把氩-39抓进原子“阱”里
大气中有三种稀有的放射性气体同位素，分别是氪-85、氩-39、氪-81。早在1969年，瑞士地球科学家Hans Oeschger和Hugo Loosli就提出了氩-39等是山地冰川的理想定年同位素。
然而，检测它们极为困难。“氩-39同位素丰度极低，可低至十亿亿分之一。并且这些原子混合在比它多17个数量级的氩原子里。”卢征天说，这种检测难度就好比在海滩上找到一粒特别的沙子。因此，近半个世纪以来，冰芯中氩-39的定量分析一直是个难题。
此次研究中，卢征天团队采用了“原子阱痕量分析（ATTA）”的方法。该方法是卢征天早年在美国阿贡国家实验室工作时发明的。其原理是使用精确控制的激光来操纵氩-39原子，把它们捕捉到由六束激光构成的“原子阱”中。原子在阱中会发出荧光，用灵敏的EMCCD相机探测到单个的氩-39原子，并一个一个“数”出来。
氩-39的半衰期为268年，它可以对1800年前到50年前的环境样品定年。
卢征天以1公斤的现代冰为例。“它里面大概有1万个氩-39原子。经过一个半衰期以后，氩-39原子数量就会减少一半，变成5000个；再过一个半衰期，就会再减少一半，变成2500个。随着时间的推移，氩-39原子数量会越来越少。因此冰芯里氩-39的丰度可以告诉我们冰形成的时间，也就是它的年龄。”
那么，问题来了。保存在云大冷库的109米、约700公斤的冰芯，如何运到中国科大实验室做研究？
“当时，我的同事Florian Ritterbusch博士带着像高压锅的装置去云大田立德老师实验室，取出冰芯里面的气体并带回中国科大。”蒋蔚说，这是冰芯定年的第一步。
为什么要叫它“高压锅”呢？“因为它的密封性能好，此外我们真的在锅底下点火，将冰融化，取出气体。”蒋蔚笑着说，“你别小看这口‘高压锅’，为了取样，它去过青藏高原、上海、法国巴黎和韩国首尔。”
第二步是提纯。蒋蔚解释说：“因为取回的气体里有各种各样的化学成分，需要先把其他气体反应掉，只留下氩气。”
最后把分离出的氩气放到原子阱痕量分析仪器里，测量氩-39同位素的丰度，算出样品年龄。
在这项研究中，中国科大和云大团队利用氩-39定年法，最终获得了整根冰芯的年龄分布，其底部的年龄达到了1300年。
“最新合作成果首次证实了氩-39在千年冰芯绝对定年研究中的巨大潜力。”田立德说，氩-39定年技术还可用于青藏高原其他冰芯的定年，解决地球科学家多年无法攻克的冰芯绝对定年难题。
计划建立面向全球的同位素检测中心
在中国科大激光痕量探测与精密测量实验室，原子阱痕量分析仪器的光学平台上摆满了各种各样的光学元件，令人眼花缭乱。
蒋蔚介绍：“这些光学元件都有固定位置，并非随便摆放。学生们花了几个月时间安装调试，使得复杂光路产生用来抓捕和探测氩-39原子的特定频率激光。”
而且，最新仪器的效率也大大提高。“2010年，我们在美国用自然丰度的氩气做过一个实验，当时5个小时才能看到1个氩-39原子。” 卢征天说，现在在中国科大，用最新的仪器测量同样丰度的氩气，每小时可以探测到10个氩-39原子，计数率比当时提高了约50倍。
这项研究中，科研人员还将氩-39定年结果与基于数年层法构建的冰芯年代标尺作了比对，对其进行修正，约束了冰川流动模型，最终建立了基于氩-39结果的新冰芯年标。
“这篇文章将会引起冰芯科学家、古气候学家以及放射性同位素定年专家的广泛兴趣。”另一位审稿专家如是说。
卢征天、蒋蔚团队长期以来致力于发展氪-81、氩-39等稀有气体同位素的超灵敏检测技术，使其真正应用于前沿地球科学研究。尖端的测量技术吸引了国内外科学家开展合作，在地下水、冰川和海洋等研究领域取得了一系列进展，显示了新技术对创新性研究的推动作用。
卢征天表示：“下一步，团队将继续发展原子阱痕量分析仪器，提高各项指标性能，让它成为地球科学领域不可缺少的工具。另一方面，团队计划在合肥建立一个面向国际的同位素检测中心，与来自全球的研究小组开展合作，希望能助力我国地球科学家取得重大的原创性成果，在国际合作中起到主导作用。”https://t.cn/A6o5FG1I
近日，中国科学技术大学（以下简称中国科大）教授卢征天、蒋蔚带领的单原子探测团队与云南大学（以下简称云大）研究员田立德带领的冰川学团队合作，在美国《国家科学院院刊》发表研究成果https://t.cn/A6oZAdHR。团队在国际上首次对冰芯进行了氩-39同位素定年测量，为青藏高原羌塘冰川冰芯建立了上千年的精准年代标尺。
图：科考队在青藏高原羌塘冰川钻取冰芯。极地未来供图
大气环境的“独特档案”
所谓冰芯，就是以打钻方式从冰川内部取得的芯。一般而言，冰芯从底部越向上年代越新。
“这些冰芯记录了多种气候环境变化指标，通常分为三大类：第一类是冰本身，水分子中氢、氧同位素比例可以反映温度变化；第二类是冰芯中的大气成分和含量，如二氧化碳、甲烷等温室气体，它们可以揭示大气成分变化的过程。”田立德介绍道，第三类是冰芯中含有的各类杂质，比如肉眼可见的尘土，可以推断出当时沙尘暴活动较多；还有实验室仪器检测出的各种化学成分，可以提供自然活动和人类活动的相关信息。
因此，冰芯堪称保存大气环境的“独特档案”，掌握冰芯准确的年代信息是解码“档案”的第一步。而我国青藏高原被誉为世界第三极，是中低纬度古气候研究的宝库。
“不同于南极北极，青藏高原积累雪量大，冰芯分辨率更高。其所处纬度人类聚居，活动轨迹多，冰芯记录的历史与人类生存环境息息相关。”田立德说，这使青藏高原冰芯研究工作显得尤为重要，也正因为如此，青藏高原吸引了来自世界各地的科学家，成为国际冰芯研究的“角逐场”。
2014年5月，田立德与同事在海拔5900米的青藏高原“羌塘一号”冰川顶部连续奋战十多个通宵（白天温度高，融化的冰屑容易将钻机卡住），成功钻取了两根长达109米的透底冰芯，并常年保存在-17℃的云大冷库里。
这两根冰芯是什么年代的、包含了哪些信息、如何解码这份来之不易的“档案”等，是田立德团队面对的课题。而中国科大卢征天团队正好拥有打开这份“档案”的“钥匙”。
把氩-39抓进原子“阱”里
大气中有三种稀有的放射性气体同位素，分别是氪-85、氩-39、氪-81。早在1969年，瑞士地球科学家Hans Oeschger和Hugo Loosli就提出了氩-39等是山地冰川的理想定年同位素。
然而，检测它们极为困难。“氩-39同位素丰度极低，可低至十亿亿分之一。并且这些原子混合在比它多17个数量级的氩原子里。”卢征天说，这种检测难度就好比在海滩上找到一粒特别的沙子。因此，近半个世纪以来，冰芯中氩-39的定量分析一直是个难题。
此次研究中，卢征天团队采用了“原子阱痕量分析（ATTA）”的方法。该方法是卢征天早年在美国阿贡国家实验室工作时发明的。其原理是使用精确控制的激光来操纵氩-39原子，把它们捕捉到由六束激光构成的“原子阱”中。原子在阱中会发出荧光，用灵敏的EMCCD相机探测到单个的氩-39原子，并一个一个“数”出来。
氩-39的半衰期为268年，它可以对1800年前到50年前的环境样品定年。
卢征天以1公斤的现代冰为例。“它里面大概有1万个氩-39原子。经过一个半衰期以后，氩-39原子数量就会减少一半，变成5000个；再过一个半衰期，就会再减少一半，变成2500个。随着时间的推移，氩-39原子数量会越来越少。因此冰芯里氩-39的丰度可以告诉我们冰形成的时间，也就是它的年龄。”
那么，问题来了。保存在云大冷库的109米、约700公斤的冰芯，如何运到中国科大实验室做研究？
“当时，我的同事Florian Ritterbusch博士带着像高压锅的装置去云大田立德老师实验室，取出冰芯里面的气体并带回中国科大。”蒋蔚说，这是冰芯定年的第一步。
为什么要叫它“高压锅”呢？“因为它的密封性能好，此外我们真的在锅底下点火，将冰融化，取出气体。”蒋蔚笑着说，“你别小看这口‘高压锅’，为了取样，它去过青藏高原、上海、法国巴黎和韩国首尔。”
第二步是提纯。蒋蔚解释说：“因为取回的气体里有各种各样的化学成分，需要先把其他气体反应掉，只留下氩气。”
最后把分离出的氩气放到原子阱痕量分析仪器里，测量氩-39同位素的丰度，算出样品年龄。
在这项研究中，中国科大和云大团队利用氩-39定年法，最终获得了整根冰芯的年龄分布，其底部的年龄达到了1300年。
“最新合作成果首次证实了氩-39在千年冰芯绝对定年研究中的巨大潜力。”田立德说，氩-39定年技术还可用于青藏高原其他冰芯的定年，解决地球科学家多年无法攻克的冰芯绝对定年难题。
计划建立面向全球的同位素检测中心
在中国科大激光痕量探测与精密测量实验室，原子阱痕量分析仪器的光学平台上摆满了各种各样的光学元件，令人眼花缭乱。
蒋蔚介绍：“这些光学元件都有固定位置，并非随便摆放。学生们花了几个月时间安装调试，使得复杂光路产生用来抓捕和探测氩-39原子的特定频率激光。”
而且，最新仪器的效率也大大提高。“2010年，我们在美国用自然丰度的氩气做过一个实验，当时5个小时才能看到1个氩-39原子。” 卢征天说，现在在中国科大，用最新的仪器测量同样丰度的氩气，每小时可以探测到10个氩-39原子，计数率比当时提高了约50倍。
这项研究中，科研人员还将氩-39定年结果与基于数年层法构建的冰芯年代标尺作了比对，对其进行修正，约束了冰川流动模型，最终建立了基于氩-39结果的新冰芯年标。
“这篇文章将会引起冰芯科学家、古气候学家以及放射性同位素定年专家的广泛兴趣。”另一位审稿专家如是说。
卢征天、蒋蔚团队长期以来致力于发展氪-81、氩-39等稀有气体同位素的超灵敏检测技术，使其真正应用于前沿地球科学研究。尖端的测量技术吸引了国内外科学家开展合作，在地下水、冰川和海洋等研究领域取得了一系列进展，显示了新技术对创新性研究的推动作用。
卢征天表示：“下一步，团队将继续发展原子阱痕量分析仪器，提高各项指标性能，让它成为地球科学领域不可缺少的工具。另一方面，团队计划在合肥建立一个面向国际的同位素检测中心，与来自全球的研究小组开展合作，希望能助力我国地球科学家取得重大的原创性成果，在国际合作中起到主导作用。”https://t.cn/A6o5FG1I
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