海洋循环对海洋生物以及全球气候系统具有重要意义。未来的气候预测不仅要了解深水如何提供新鲜氧气，还要了解海洋从空气中吸收二氧化碳等温室气体的速度和数量。要做到这一点，需要了解深水的年龄。
水从地面到达海洋内部的特定位置需要多长时间？很多种定年方法的结果是约50年。但海德堡研究人员强调，对于大部分较老的海水，迄今为止还没有最佳的测年方法。
在该研究中稀有气体氩（Ar）的放射性同位素39Ar被用于测量深水年龄。39Ar的半衰期为269年，特别适合50至1000年的定年范围。这段时间对于了解地表水进入深海的过程至关重要。但是在大气和地表水中的上千亿（1015亿）氩原子中只有一个39Ar同位素原子被追踪。在一段时间没有与大气接触的深水中，有多少39Ar仍能检测到？到目前为止，回答这个问题需要大量的努力和巨大的样本量。海德堡研究人员现在采用了一种特别针对39Ar元素全新的测量方法—原子陷阱痕量分析（ATTA） 。
通过这种方法，由基尔霍夫物理研究所的Markus Oberthaler博士领导的研究小组能够将原本定年最少需要1000L的样品减少到5L。 与传统方法不同，该方法不是等待同位素自发衰变来捕获它；而是使用现代激光技术减慢原子的速度，将它们捕获在原子陷阱中，并选择性地统计单个原子数量。因为每种同位素会对不同波长的激光作出反应，物理学利用这种对轻微波长变化影响足以“操纵”并检测所需的39Ar原子，而所有其他原子可以自由地通过未观察到的原子陷阱。
GEOMAR亥姆霍兹海洋研究中心的海洋学家Toste Tanhua博士解释说39Ar方法适用于此项工作仅仅因为它可以大大减少样本量。正如佛得角群岛的试点研究所示，该方法使研究人员能够更准确地识别水样最后与大气接触的情况。这为海洋中微量物质的运动提供了新的见解。计算表明，大气中吸收的二氧化碳比以前认为的要多。
海德堡大学环境物理研究所的Werner Aeschbach教授补充到，该项目是原子物理学基础研究如何在最初完全不相关的领域中交叉使用的一个很好的例子。德国研究基金会正在资助原子阱测量技术的开发，并将其作为“研究新仪器”计划的一部分。
（李亚清 编译）
