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氧气同位素在海洋研究中的应用

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2019-09-26 14:47:00【

  氧的同位素已知的有十二种,包括氧13至氧24,其中氧16、氧17和氧18三种归于稳定型,其他已知的同位素都带有放射性,其半衰期全部均少于三分钟。 用处在于:生物呼吸、冶金和化工。但是同样氧气的同位素在海洋科学研讨中也起到不少作用,科学家能够通过氧同位素数值核算海水环境温度。

 
1953年Epstein等人依据试验结果,首次发表方解石的碳酸钙温度转化方程式,经过多位科学家研讨并批改,于1991年Hays and Grossman综合前人研讨,并重新整理方解石同位素温度方程式。碳酸钙组成的另一种矿物-霰石的温度转化方程式,则是由Hudson and Anderson于1989年修订完结。使用氧同位素数值核算环境温度时,除使用质谱仪测量碳酸钙物质的氧同位素数值外,也需估量碳酸钙物质构成时的周围海水氧同位素数值,估量的方法则是利用已知的地质依据,并考量可能影响海水氧同位素的各项因子推算而得。
 
目前已知影响海水氧同位素的因素,包括下列三者:一、冰川效应:当氧同位素较轻的水汽进入高纬度区域构成降雪落下,此时轻的水分子就被封存在冰川中,直到融解,才干回到海洋。也因此有著较大冰川发育的冰期,海水氧同位素均匀将比间冰期海水重约1.0~1,7‰左右。相反的,若今天冰川彻底消融,全球均匀海水氧同位素则会呈现-1.0‰的改变;二、盐度和蒸腾效应:当区域性的海水遭到天水或河川淡水注入影响时,因为混入了氧同位素 较轻的水体,因此使得海水氧同位素较轻,且越往高纬度区域因为来源的水体氧同位素越轻,将使得盐度效应更为显着。如今南极冰川氧同位素数值约-50~-55‰,格陵兰的冰芯氧同位素则约-32~-37‰,都较如今全球均匀海水氧同位素0‰低许多;与降水事情相反的蒸腾事情,也会影响区域海水氧同位素数值,当旺盛的蒸腾作用进行时,同位素数值较轻的水分子持续脱离海水进入大气圈,会使得区域海水氧同位素相对其他区域海水来得重;三、岩石圈、水圈交流作用:归于一种时间尺度长达千万年的交流过程,如中洋脊邻近的热液作用和风化作用等,由岩石圈释放出来的O会改变区域的海水氧同位素数值。
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