为什么美元\三角洲\ ^ {O} ${18} \文本与温度即使有孔虫壳减少海洋\三角洲\美元,^ {O} ${18} \文本保持不变?

Question

我理解为什么有孔虫壳含有更多$ ^ {18}{O} \文本在冰原在场时,美元从$ ^ {O} ${16} \文本更容易蒸发,被困在冰中,增加的相对丰度$ ^ {O} ${18} \文本在海水中。然而,在冰盖的缺失:是什么原因有更多$ ^ {O} ${18} \文本中的有孔虫壳在寒冷的气候吗?因为我认为蒸发$ ^ {O} ${16} \文本会被雨回到大海和河流,如果不是被困在冰中。

---

PS:这是一个适应的问题问的私人讨论板第一年大学地球科学课程,我复制在这里更广泛的社区可以从中受益和相应的回答。江南体育网页版版主所显示,我将捐赠任何信誉收到这个问题的形式赏金授予特殊答案(特别是新的或low-rep用户)。

Answer 1

这是因为美元的化学反应^{18}\文本{O} $略高于$ ^ {O} ${16} \文本。出于这个原因,生产碳酸钙的生化反应有孔虫喜欢$ ^{18}\文本{O} $ / $ ^ {O} ${16} \文本。

然而,温度依赖性源于这一事实的不同反应温度升高时小。因此,在温度美元\三角洲^ {O} ${18} \文本将更类似于海水(没有任何偏爱同位素),但在寒冷的温度下化学偏爱$ ^ {18}{O} \文本美元将会走强,因此,美元\三角洲^ {O} ${18} \文本将会增加。

这种相关性与温度也被称为“古温度方程”,但它是一个经验方程有许多不同的版本,不过都是相当一致的。数的是论文的总结在图5在有孔虫氧同位素:概述和历史回顾(2012年皮尔森)复制下面展示的过剩美元\三角洲^{18}\文本{O} $ shell($ \三角洲^{18}\文本{O} _{\文本{cc}} $)相对于美元\三角洲^ {O}{18} \文本在海水中美元($ \三角洲^{18}\文本{O} _{\文本{sw}} $)与水的温度。

更深层次的原因,解释了化学偏爱$ ^ {O} ${18} \文本来自一个名叫“平衡同位素分馏过程,相关的振动特征相关的轻、重同位素共价原子成键。所解释的Gussone等人(2003):

“平衡分馏发生由于共价原子成键。在分子形成的重同位素是首选的,因为共价原子键较重同位素组成显示更大的能量和成键,因此,与较轻的同位素比共价键形成更稳定。”

有一个相互竞争的效应称为“动能同位素分馏器”,这导致相关性与温度相反的方向(因为重同位素慢扩散时间和穿越膜更慢),但在氧同位素的情况下,它克服了平衡分馏的影响。