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δ18O

En geoquímica, paleoclimatología y paleoceanografía, δ18O o delta-O-18 es la medida de la proporción de isótopos estables de oxígeno-18 (18O) y oxígeno-16 (16O) en una muestra. Se usa comúnmente para la medición de la temperatura de precipitación, como una medida de las interacciones agua subterránea y mineral, y como un indicador de procesos que muestran fraccionamiento isotópico, como la metanogénesis. En las paleociencias, los datos de 18O:16O de corales, foraminíferos y núcleos de hielo se utilizan como proxy de la temperatura.

La definición es, en «por mil» (‰, partes por mil):

δ O 18 = ( ( O 18 O 16 ) m u e s t r a ( O 18 O 16 ) e s t a n d a r 1 ) × 1000 {\displaystyle \delta {\ce {^{18}O}}=\left({\frac {\left({\frac {{\ce {^{18}O}}}{{\ce {^{16}O}}}}\right)_{\mathrm {muestra} }}{\left({\frac {{\ce {^{18}O}}}{{\ce {^{16}O}}}}\right)_{\mathrm {estandar} }}}-1\right)\times 1000}

donde el estándar tiene una composición isotópica conocida, como la media estándar de agua oceánica de Viena (VSMOW en inglés).​ El fraccionamiento puede surgir de la cinética, equilibrio, o como fraccionamiento independiente de la masa debido al fraccionamiento de isótopos.

Índice

Muestras de foraminíferos.

Las conchas de los foraminíferos están compuestas de carbonato de calcio (CaCO3) y se encuentran en muchos entornos geológicos comunes. La proporción de 18O a 16O en estas conchas se utiliza para determinar indirectamente la temperatura del agua circundante en el momento en que se formó el caparazón. La proporción varía ligeramente dependiendo de la temperatura del agua circundante, así como de otros factores como la salinidad del agua y el volumen de agua encerrado en las capas de hielo.

δ18O también denota la evaporación local y la entrada de agua dulce, ya que el agua de lluvia está enriquecida con 16O, como resultado de la evaporación preferencial del 16O del agua de mar, debido a que es más ligero. En consecuencia, la superficie del océano contiene mayores proporciones de 18O alrededor de los subtrópicos y trópicos donde hay más evaporación, y menores proporciones de 18O en las latitudes medias donde llueve más.

Del mismo modo, cuando el vapor de agua se condensa, las moléculas de agua más pesadas que contienen átomos de 18O tienden a condensarse y precipitan primero. El gradiente de vapor de agua que se origina en los trópicos y avanza hacia los polos, gradualmente se torna más empobrecido de 18O. La nieve caída en Canadá tiene mucho menos H218O que la lluvia en Florida; de manera similar, la nieve que cae en el centro de las capas de hielo tiene una firma de δ18O más clara que la de sus márgenes, ya que primero precipita 18O, que es más pesado.

Los cambios en el clima que alteran los patrones globales de la evaporación y la precipitación pueden cambiar la proporción δ18O.

Muestras sólidas (orgánicas e inorgánicas) para análisis de isótopos de oxígeno son almacenados generalmente en recipientes de plata para ser cuantificados mediante pirólisis y espectrometría de masa.​ Los investigadores deben evitar el inadecuado o prolongado almacenamiento de las muestras para así obtener mediciones precisas.

Basado en la simplificación de la suposición de que la señal puede ser atribuida únicamente al cambio de temperatura, e ignorando los efectos de la salinidad y la variación del volumen del hielo, Epstein et al. (1953) estimaron que un aumento de δ18O en un 0.22 ‰ es equivalente a la disminución en la temperatura de 1 °C (o 1,8 °F).​ Más precisamente, Epstein et al. (1953) otorgan una extrapolación cuadrática de la temperatura, expresada como:

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

donde T es la temperatura en °C (basada en el ajuste de los mínimos cuadrados para un rango de valores de temperatura entre 9 °C y 29 °C, con una desviación estándar de ±0.6 °C), y δ es δ18O procedente desde la muestra de carbonato de calcio.

Registro climático reconstruido por Lisiecki y Raymo (2005).

δ18O puede ser utilizado con núcleos de hielo para determinar la temperatura de cuando el hielo se habría formado.

Lisiecki y Raymo (2005) utilizaron las mediciones de δ18O en foraminíferos bentónicos procedentes de núcleos se sedimentos procedentes de todo el mundo, tomado como un proxy para el total de la masa global de las capas de hielo, para reconstruir el clima durante los últimos cinco millones de años.

La pila de registro de los 57 núcleos fueron sintonizados orbitalmente a un orbital impulsado por un modelo de hielo, los ciclos de Milankovitch de 41 kiloaños (oblicuidad), 26 kiloaños (precesión) y 100 kiloaños (excentricidad), que se supone que causan el forzamiento orbital del volumen de hielo global. En los últimos millones de años, ha habido un número de muy fuerte de máximos y mínimos glaciares, separados por aproximadamente 100 kiloaños. Como las variaciones isotópicas observadas son similares en forma a las variaciones de temperatura registrados durante los últimos 420 kiloaños en la base Vostok, la figura que se muestra a la derecha alinea los valores de δ18O (escala de la derecha) con los valores informados de las variaciones de la temperatura de los núcleos de hielo de los núcleos de hielo en Vostok(escala de la izquierda), de acuerdo a lo señalado por Petit et al. (1999). [aclaración requerida]

  1. «USGS -- Isotope Tracers -- Resources -- Isotope Geochemistry». wwwrcamnl.wr.usgs.gov. Consultado el 25 de febrero de 2021.
  2. Tsang, Man-Yin; Yao, Weiqi; Tse, Kevin; Kim, Il-Nam (2020/ed). «Oxidized silver cups can skew oxygen isotope results of small samples». En Kim, Il-Nam, ed. Experimental Results(en inglés) 1: e12. ISSN 2516-712X. doi:10.1017/exp.2020.15. Consultado el 25 de febrero de 2021.
  3. Epstein, S.; Buchsbaum, R.; Lowenstam, H. A.; Urey, H. C. (1953). «REVISED CARBONATE-WATER ISOTOPIC TEMPERATURE SCALE». Geological Society of America Bulletin(en inglés) 64 (11): 1315. Bibcode:1953GSAB...64.1315E. ISSN 0016-7606. doi:10.1130/0016-7606(1953)64[1315:RCITS]2.0.CO;2. Consultado el 25 de febrero de 2021.
  4. Lisiecki, Lorraine E.; Raymo, Maureen E. (2005-03). «A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ 18 O records: PLIOCENE-PLEISTOCENE BENTHIC STACK». Paleoceanography(en inglés) 20 (1): n/a-n/a. Bibcode:2005PalOc..20.1003L. doi:10.1029/2004PA001071. Consultado el 25 de febrero de 2021.
  5. Lisiecki, Lorraine E.; Raymo, Maureen E. (2005-06). «Correction to “A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ 18 O records”: CORRECTION». Paleoceanography(en inglés) 20 (2): n/a-n/a. doi:10.1029/2005PA001164. Consultado el 25 de febrero de 2021.

δ<sup>18</sup>O
δ18o, idioma, vigilar, editar, geoquímica, paleoclimatología, paleoceanografía, δ18o, delta, medida, proporción, isótopos, estables, oxígeno, oxígeno, muestra, comúnmente, para, medición, temperatura, precipitación, como, medida, interacciones, agua, subterrán. d18O Idioma Vigilar Editar En geoquimica paleoclimatologia y paleoceanografia d18O o delta O 18 es la medida de la proporcion de isotopos estables de oxigeno 18 18O y oxigeno 16 16O en una muestra Se usa comunmente para la medicion de la temperatura de precipitacion como una medida de las interacciones agua subterranea y mineral y como un indicador de procesos que muestran fraccionamiento isotopico como la metanogenesis En las paleociencias los datos de 18O 16O de corales foraminiferos y nucleos de hielo se utilizan como proxy de la temperatura La definicion es en por mil partes por mil d O 18 O 18 O 16 m u e s t r a O 18 O 16 e s t a n d a r 1 1000 displaystyle delta ce 18 O left frac left frac ce 18 O ce 16 O right mathrm muestra left frac ce 18 O ce 16 O right mathrm estandar 1 right times 1000 donde el estandar tiene una composicion isotopica conocida como la media estandar de agua oceanica de Viena VSMOW en ingles 1 El fraccionamiento puede surgir de la cinetica equilibrio o como fraccionamiento independiente de la masa debido al fraccionamiento de isotopos Indice 1 Mecanismo 2 Extrapolacion de la temperatura 3 Paleoclimatologia 4 Lectura complementaria 5 Vease tambien 6 ReferenciasMecanismo Editar Muestras de foraminiferos Las conchas de los foraminiferos estan compuestas de carbonato de calcio CaCO3 y se encuentran en muchos entornos geologicos comunes La proporcion de 18O a 16O en estas conchas se utiliza para determinar indirectamente la temperatura del agua circundante en el momento en que se formo el caparazon La proporcion varia ligeramente dependiendo de la temperatura del agua circundante asi como de otros factores como la salinidad del agua y el volumen de agua encerrado en las capas de hielo d18O tambien denota la evaporacion local y la entrada de agua dulce ya que el agua de lluvia esta enriquecida con 16O como resultado de la evaporacion preferencial del 16O del agua de mar debido a que es mas ligero En consecuencia la superficie del oceano contiene mayores proporciones de 18O alrededor de los subtropicos y tropicos donde hay mas evaporacion y menores proporciones de 18O en las latitudes medias donde llueve mas Del mismo modo cuando el vapor de agua se condensa las moleculas de agua mas pesadas que contienen atomos de 18O tienden a condensarse y precipitan primero El gradiente de vapor de agua que se origina en los tropicos y avanza hacia los polos gradualmente se torna mas empobrecido de 18O La nieve caida en Canada tiene mucho menos H218O que la lluvia en Florida de manera similar la nieve que cae en el centro de las capas de hielo tiene una firma de d18O mas clara que la de sus margenes ya que primero precipita 18O que es mas pesado Los cambios en el clima que alteran los patrones globales de la evaporacion y la precipitacion pueden cambiar la proporcion d18O Muestras solidas organicas e inorganicas para analisis de isotopos de oxigeno son almacenados generalmente en recipientes de plata para ser cuantificados mediante pirolisis y espectrometria de masa 2 Los investigadores deben evitar el inadecuado o prolongado almacenamiento de las muestras para asi obtener mediciones precisas Extrapolacion de la temperatura EditarBasado en la simplificacion de la suposicion de que la senal puede ser atribuida unicamente al cambio de temperatura e ignorando los efectos de la salinidad y la variacion del volumen del hielo Epstein et al 1953 estimaron que un aumento de d18O en un 0 22 es equivalente a la disminucion en la temperatura de 1 C o 1 8 F 3 Mas precisamente Epstein et al 1953 otorgan una extrapolacion cuadratica de la temperatura expresada como T 16 5 4 3 d 0 14 d 2 displaystyle T 16 5 4 3 mathrm delta 0 14 mathrm delta 2 donde T es la temperatura en C basada en el ajuste de los minimos cuadrados para un rango de valores de temperatura entre 9 C y 29 C con una desviacion estandar de 0 6 C y d es d18O procedente desde la muestra de carbonato de calcio Paleoclimatologia Editar Registro climatico reconstruido por Lisiecki y Raymo 2005 d18O puede ser utilizado con nucleos de hielo para determinar la temperatura de cuando el hielo se habria formado Lisiecki y Raymo 2005 utilizaron las mediciones de d18O en foraminiferos bentonicos procedentes de nucleos se sedimentos procedentes de todo el mundo tomado como un proxy para el total de la masa global de las capas de hielo para reconstruir el clima durante los ultimos cinco millones de anos 4 5 La pila de registro de los 57 nucleos fueron sintonizados orbitalmente a un orbital impulsado por un modelo de hielo los ciclos de Milankovitch de 41 kiloanos oblicuidad 26 kiloanos precesion y 100 kiloanos excentricidad que se supone que causan el forzamiento orbital del volumen de hielo global En los ultimos millones de anos ha habido un numero de muy fuerte de maximos y minimos glaciares separados por aproximadamente 100 kiloanos Como las variaciones isotopicas observadas son similares en forma a las variaciones de temperatura registrados durante los ultimos 420 kiloanos en la base Vostok la figura que se muestra a la derecha alinea los valores de d18O escala de la derecha con los valores informados de las variaciones de la temperatura de los nucleos de hielo de los nucleos de hielo en Vostok escala de la izquierda de acuerdo a lo senalado por Petit et al 1999 aclaracion requerida Lectura complementaria EditarClark 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 Vease tambien Editard13C d15N d34S Firma isotopica El analisis de isotopos La geoquimica isotopicaReferencias Editar USGS Isotope Tracers Resources Isotope Geochemistry wwwrcamnl wr usgs gov Consultado el 25 de febrero de 2021 Tsang Man Yin Yao Weiqi Tse Kevin Kim Il Nam 2020 ed Oxidized silver cups can skew oxygen isotope results of small samples En Kim Il Nam ed Experimental Results en ingles 1 e12 ISSN 2516 712X doi 10 1017 exp 2020 15 Consultado el 25 de febrero de 2021 Epstein S Buchsbaum R Lowenstam H A Urey H C 1953 REVISED CARBONATE WATER ISOTOPIC TEMPERATURE SCALE Geological Society of America Bulletin en ingles 64 11 1315 Bibcode 1953GSAB 64 1315E ISSN 0016 7606 doi 10 1130 0016 7606 1953 64 1315 RCITS 2 0 CO 2 Consultado el 25 de febrero de 2021 Lisiecki Lorraine E Raymo Maureen E 2005 03 A Pliocene Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic d 18 O records PLIOCENE PLEISTOCENE BENTHIC STACK Paleoceanography en ingles 20 1 n a n a Bibcode 2005PalOc 20 1003L doi 10 1029 2004PA001071 Consultado el 25 de febrero de 2021 Lisiecki Lorraine E Raymo Maureen E 2005 06 Correction to A Pliocene Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic d 18 O records CORRECTION Paleoceanography en ingles 20 2 n a n a doi 10 1029 2005PA001164 Consultado el 25 de febrero de 2021 Datos Q344117 Esta obra contiene una traduccion derivada de d18O de la Wikipedia en ingles publicada por sus editores bajo la Licencia de documentacion libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribucion CompartirIgual 3 0 Unported Obtenido de https es wikipedia org w index php title D18O amp oldid 133668518, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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