δ13C у геохімії палеокліматології і означає відхилення ізотопної сигнатури 13 C 12C від сигнатури стандартного зразка ви

δ¹³C — у геохімії, палеокліматології і означає відхилення ізотопної сигнатури ¹³ C/¹²C від сигнатури стандартного зразка, вираженої в проміле:

\mathrm {\delta ^{13}C} ={\Biggl [}\mathrm {\frac {(^{13}C/^{12}C)_{sample}}{(^{13}C/^{12}C)_{standard}}} -1{\Biggr ]}\times 1000\ ^{o}\!/\!_{oo},

де індексом «standard» позначається сигнатура стандартного зразка.

δ ¹³C змінюється в часі як функція продуктивності біосфери, рівня поховання органічного вуглецю і типу рослинності.

Для більшості природних матеріалів сигнатура ¹³C/¹²C з великою точністю дорівнює 0,0112, відмінності виявляються тільки в наступному знаку цього числа. Таким чином, відмінності в сигнатурі, з якими мають справу дослідники, обчислюється в проміле. Точність сучасних мас-спектроскопів становить 0,02 ‰, похибки при підготовці зразків можуть збільшити помилку до 0,2 ‰. Статистично значущими можуть вважатися відмінності 1 ‰ і більше. Для сучасної атмосферної вуглекислоти у відсутності індустріальної діяльності δ¹³C становить −8 ‰ і повільно збільшується в бік більш негативних значень через широке використання викопного органічного палива, для якого цей показник становить −30 ‰.

Стандартні зразки

Стандартним зразком для оцінки δ¹³C є «Pee Dee Belemnite» (PDB) з морських скам'янілостей крейдяного періоду Belemnitella americana формації ^[en] в Південній Кароліні. Ці зразки мають аномально високе відношення ¹³C/¹²C (0,0112372) і прийнято як еталон нульового значення δ¹³C. Використання цього стандарту призводить до від'ємних показників δ¹³C для звичайних матеріалів. Стандартні зразки використовуються для верифікації точності методів мас-спектроскопії. Через те, що мас-спектроскопія набуває все більшого поширення, відчувається брак стандартних зразків, тому часто застосовуються інші стандарти, наприклад VPDB («Vienna PDB»).

Що впливає на δ¹³C?

Метан має дуже низький показник δ¹³C: біогенний метан порядку — 60 ‰, термогенний — близько — 40 ‰. Вивільнення великих кількостей гідрату метану може впливати на глобальний показник δ¹³C, як, наприклад, під час .

У загальному випадку, на величину δ¹³C впливають зміни і поховання органіки. Живі організми споживають переважно легкий ізотоп ¹²C і мають показник δ¹³C порядку −25 ‰ в залежності від .

Збільшення первинної продуктивності викликає відповідне збільшення δ¹³C, оскільки більший відсоток ізотопу ¹²C виявляється пов'язаним в рослинах. На величину δ¹³C впливає також поховання органічного вуглецю; коли органічний вуглець похований, велика кількість ізотопу ¹²C виходить з обороту і накопичується у відкладеннях, що збільшує відносний вміст ¹³C.

Геологічно важливі прояви δ¹³C

Рослини, що фіксують вуглець по типу C ₃ і по типу C₄ мають різні сигнатури, що дозволяє відслідковувати поширеність трав C₄ у часі. У той час як рослини C₄ мають δ¹³C в межах −16 до −10 ‰, у C₃ цей показник становить від −33 до −24 ‰.

Масові вимирання часто відзначаються негативними аномаліями δ¹³C, так як супроводжуються падінням первинної продуктивності і вивільненням пов'язаного в рослинах вуглецю.

Еволюція великих сухопутних рослин наприкінці девонського періоду призвела до збільшення поховання вуглецю і підвищенню показника δ¹³C.

Див. також

Примітки

Libes, Susan M. (1992). Introduction to Marine Biogeochemistry, 1st edition. New York: Wiley.
Marion H. O'Leary Carbon Isotopes in Photosynthesis. BioScience Vol. 38, No. 5 (May, 1988), pp. 328—336 (JSTOR).
http://www.uga.edu/sisbl/stable.html#calib [ 1 листопада 2011 у Wayback Machine.] Overview of Stable Isotope Research — The Stable Isotope/Soil Biology Laboratory of the University of Georgia Institute of Ecology
Miller & Wheeler, Biological Oceanography, p. 186.
Panchuk, K.; Ridgwell, A.; Kump, L.R. (2008). Sedimentary response to Paleocene-Eocene Thermal Maximum carbon release: A model-data comparison. . 36 (4): 315—318. doi:10.1130/G24474A.1.
Retallack, G.J. (2001). Cenozoic Expansion of Grasslands and Climatic Cooling. The Journal of Geology. 109 (4): 407—426. Bibcode:2001JG....109..407R. doi:10.1086/320791.
(PDF). Архів оригіналу (PDF) за 13 вересня 2014. Процитовано 28 серпня 2014.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()

Посилання

Miller, Charles B.; Patricia A. Miller (2012) [2003]. Biological Oceanography (вид. 2nd). Oxford: John Wiley & Sons. ISBN .

[1] Libes, Susan M. (1992). Introduction to Marine Biogeochemistry, 1st edition. New York: Wiley.

[Marion-2] Marion H. O'Leary Carbon Isotopes in Photosynthesis. BioScience Vol. 38, No. 5 (May, 1988), pp. 328—336 (JSTOR).

[UGa-3] ttp://www.uga.edu/sisbl/stable.html#calib [ 1 листопада 2011 у Wayback Machine.] Overview of Stable Isotope Research — The Stable Isotope/Soil Biology Laboratory of the University of Georgia Institute of Ecology

[BO_186-4] Miller & Wheeler, Biological Oceanography, p. 186.

[Panchuk2008-5] Panchuk, K.; Ridgwell, A.; Kump, L.R. (2008). Sedimentary response to Paleocene-Eocene Thermal Maximum carbon release: A model-data comparison. . 36 (4): 315—318. doi:10.1130/G24474A.1.

[Retallack2001-6] Retallack, G.J. (2001). Cenozoic Expansion of Grasslands and Climatic Cooling. The Journal of Geology. 109 (4): 407—426. Bibcode:2001JG....109..407R. doi:10.1086/320791.

[7] (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 13 вересня 2014. Процитовано 28 серпня 2014.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()