δ18O

지구화학에서 고기후학과 고해양학 δO 또는 델타-O-18은 안정 동위원소인 산소-18(O)과 산소-16(O)의 비율을 측정하는 것입니다. 일반적으로 강수 온도의 척도, 지하수/광물 상호작용의 척도, 메탄 생성과 같이 동위원소 분류를 나타내는 과정의 지표로 사용됩니다. 고생물학에서는 산호, 유공충, 얼음 코어의 O:¹⁶O 데이터를 온도의 대용으로 사용합니다.

정의는 "permil"(단위: ‰, parts per mil)로 다음과 같습니다.

{\displaystyle \delta {\ce {^{18}O}}=\left({\frac {\left({\frac {{\ce {^{18}O}}}{{\ce {^{16}O}}}}\right)_{\mathrm {sample} }}{\left({\frac {{\ce {^{18}O}}}{{\ce {^{16}O}}}}\right)_{\mathrm

{standard}}}-1\right)\times 1000}

표준이 비엔나 표준 평균 해양수(VSMOW)와 같은 알려진 동위원소 구성을 가지고 있는 경우.^[1] 분류는 운동, 평형 또는 질량 독립적인 분류에서 발생할 수 있습니다.

메카니즘

유공충 껍질은 탄산칼슘(CaCO₃)으로 구성되어 있으며 많은 일반적인 지질 환경에서 발견됩니다. 껍데기 속 O 대 O의 비율은 껍데기가 형성될 당시 주변 물의 온도를 간접적으로 결정하는 데 사용됩니다. 그 비율은 주변 물의 온도뿐만 아니라 물의 염도, 빙상에 가둬놓은 물의 양과 같은 다른 요소들에 따라 조금씩 다릅니다.

$또한$ $δ$ O는 해수에서 라이터 O가 우선적으로 증발함에 따라 빗물이 O-풍부하기 때문에 국소 증발 및 담수 유입을 반영합니다. 결과적으로, 표면 해양은 증발이 더 많은 아열대 및 열대 지방 주변에 더 많은 비율의 O를 포함하고, 비가 더 많이 내리는 중위도 지역에는 더 적은 비율의 O를 포함합니다.

마찬가지로 수증기가 응결할 때 O 원자를 보유하고 있는 무거운 물 분자가 먼저 응결하고 침전되는 경향이 있습니다. 열대지방에서 극지방으로 향하는 수증기 구배는 점점 O가 고갈됩니다. 캐나다에서 내리는 눈은 플로리다의 비보다 훨씬 적은 HO를 가지고 있습니다. 마찬가지로, 빙상의 중심에 내리는 눈은 무거운 O가 먼저 침전되기 때문에 가장자리에 있는 것보다 더 $가벼운$ δO 서명을 가지고 있습니다.

$증발$ 과 강수의 전 지구적 패턴을 변화시키는 기후 변화는 배경 δO 비율을 변화시킵니다.

산소동위원소 분석을 위한 고체 시료(유기 및 무기)는 보통 은컵에 보관하고 열분해 및 질량분석법으로 측정합니다.^[2] 연구원은 정확한 측정을 위해 샘플을 부적절하게 보관하거나 장기간 보관하는 것을 피해야 합니다.^[2]

온도의 외삽

Epstein et al. (1953)은 염도와 얼음 부피 변화의 영향을 무시한 채, 이 신호가 온도 변화에만 기인할 수 있다는 단순화된 가정에 근거하여, 0. $22$ ‰의 δO 증가는 1 °C(또는 1.8 °F)의 냉각과 동일하다고 추정했습니다. 좀 더 정확하게 설명하자면, Epstein et al. (1953)은 온도에 대한 2차 외삽을 다음과 같이 제시합니다.

T=16.5-4.3\mathrm {\delta } +0.14\mathrm {\delta ^{2}

여기서 T는 °C(9°C에서 29°C 사이의 온도 값에 적합한 최소 제곱을 기준으로, 표준 편차는 ±0.6°C이고, δ은 탄산칼슘 샘플의 경우 δO)입니다.

고기후학

아이스 코어

δO는 얼음 코어와 함께 사용하여 얼음이 형성된 시점의 온도를 결정할 수 있습니다.

Lisiecki와 Raymo(2005)는 지난 500만 년 동안 기후를 재구성하기 위해 전 세계적으로 분포된 57개의 심해 퇴적물 코어에서 저서 유공충의 δO 측정값을 사용했습니다.

57개 코어의 적층 기록은 궤도 구동 얼음 모델인 41ky(불안정성), 26ky(전주) 및 100ky(편심성)의 밀란코비치 주기에 맞춰 궤도 조정되었으며, 이는 모두 지구 얼음 부피의 궤도 강제력을 유발하는 것으로 가정됩니다. 지난 백만 년 동안, 약 100ky의 거리를 두고 매우 강한 빙하 맥시멈과 미니멈이 많이 있었습니다. 관측된 동위원소 변화는 보스토크 기지에서 지난 420ky 동안 기록된 온도 변화와 모양이 유사하기 때문에 오른쪽 그림은 δO(우측 척도) 값을 쁘띠 외(1999)에 이어 보스토크 빙핵(좌측 척도)에서 보고된 온도 변화와 일치시킵니다.

생체광물화된 조직

δ생물광물화된 조직의 O는 과거의 환경 조건을 재구성하는 데에도 사용될 수 있습니다. 척추동물에서 뼈 광물, 치아의 에나멜 및 상아질에서 나온 인산염은 환경수의 산소 동위원소 비율을 보존할 수 있는 인산염[PO₄]³⁻ 그룹을 포함합니다.^[5] 이러한 조직에서 산소 동위원소의 분류는 체온 및 식이요법과 같은 생물학적 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.^[6]

참고 항목

참고문헌

^ "USGS – Isotope Tracers – Resources – Isotope Geochemistry". Retrieved 18 January 2009.
^ ^a ^b Tsang, Man-Yin; Yao, Weiqi; Tse, Kevin (2020). Kim, Il-Nam (ed.). "Oxidized silver cups can skew oxygen isotope results of small samples". Experimental Results. 1: e12. doi:10.1017/exp.2020.15. ISSN 2516-712X.
^ Epstein, S.; Buchsbaum, R.; Lowenstam, H.; Urey, H. (1953). "Revised carbonate-water isotopic temperature scale". Geol. Soc. Am. Bull. 64 (11): 1315–1325. Bibcode:1953GSAB...64.1315E. doi:10.1130/0016-7606(1953)64[1315:rcits]2.0.co;2.
^ Lisiecki, L. E.; Raymo, M. E. (January 2005). "A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ¹⁸O records" (PDF). Paleoceanography. 20 (1): PA1003. Bibcode:2005PalOc..20.1003L. doi:10.1029/2004PA001071. hdl:2027.42/149224.
Lisiecki, L. E.; Raymo, M. E. (May 2005). "Correction to "A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ¹⁸O records"". Paleoceanography. 20 (2): PA2007. Bibcode:2005PalOc..20.2007L. doi:10.1029/2005PA001164.
data: doi:10.1594/PANGAEA.704257.
^ Kolodny, Yehoshua; Luz, Boaz; Navon, Oded (September 1983). "Oxygen isotope variations in phosphate of biogenic apatites, I. Fish bone apatite—rechecking the rules of the game". Earth and Planetary Science Letters. 64 (3): 398–404. doi:10.1016/0012-821x(83)90100-0. ISSN 0012-821X.
^ Luz, Boaz (1989). ""Oxygen isotope variation in bone phosphate."" (PDF). Applied Geochemistry. 4: 317–323.

Clark, I.D. & Fritz, P (1997). Environmental Isotopes in Hydrogeology. CRC Press. ISBN 1-56670-249-6.
Schmidt, G.A. (1999). "Forward Modeling of Carbonate Proxy Data from Planktonic Foraminifera Using Oxygen Isotope Tracers in a Global Ocean Model". Paleoceanography. 14 (4): 482–497. Bibcode:1999PalOc..14..482S. doi:10.1029/1999PA900025.

[usgs_isotope_tracers-1] "USGS – Isotope Tracers – Resources – Isotope Geochemistry". Retrieved 18 January 2009.

[:0-2] Tsang, Man-Yin; Yao, Weiqi; Tse, Kevin (2020). Kim, Il-Nam (ed.). "Oxidized silver cups can skew oxygen isotope results of small samples". Experimental Results. 1: e12. doi:10.1017/exp.2020.15. ISSN 2516-712X.

[3] Epstein, S.; Buchsbaum, R.; Lowenstam, H.; Urey, H. (1953). "Revised carbonate-water isotopic temperature scale". Geol. Soc. Am. Bull. 64 (11): 1315–1325. Bibcode:1953GSAB...64.1315E. doi:10.1130/0016-7606(1953)64[1315:rcits]2.0.co;2.

[4] Lisiecki, L. E.; Raymo, M. E. (January 2005). "A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ¹⁸O records" (PDF). Paleoceanography. 20 (1): PA1003. Bibcode:2005PalOc..20.1003L. doi:10.1029/2004PA001071. hdl:2027.42/149224.
Lisiecki, L. E.; Raymo, M. E. (May 2005). "Correction to "A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ¹⁸O records"". Paleoceanography. 20 (2): PA2007. Bibcode:2005PalOc..20.2007L. doi:10.1029/2005PA001164.
data: doi:10.1594/PANGAEA.704257.

[5] Kolodny, Yehoshua; Luz, Boaz; Navon, Oded (September 1983). "Oxygen isotope variations in phosphate of biogenic apatites, I. Fish bone apatite—rechecking the rules of the game". Earth and Planetary Science Letters. 64 (3): 398–404. doi:10.1016/0012-821x(83)90100-0. ISSN 0012-821X.

[6] Luz, Boaz (1989). ""Oxygen isotope variation in bone phosphate."" (PDF). Applied Geochemistry. 4: 317–323.

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