Stabilní izotopy Vlastnosti důležité pro využití (fyzikální) nízká hmotnost relativně velký rozdíl hmotnosti mezi izotopy vysoký stupeň kovalentní vazby více oxidačních stavů relativně vysoká koncentrace méně zastoupeného izotopu (nejméně desetiny %) Frakcionace izotopů - vyjádření frakcionace - translační, rotační a vibrační pohyb 1/2 C1602 + H2180 <—> 1/2 C1802 + H2160 K = 1,04 (25°C) Standardy prvek značení poměr standard abs. poměr H 5D 2H/1H SMOW 1,557x10-4 Li 56Li 6Li/7Li NBS L-SVEC 0,08306 B 511B 11 b/1 ob NBS 951 4,044 C 513C 13q/12C PDB 1,122x10-2 N 515N 15n/14n ATM 3,613x10-3 0 5180 18q/16q SMOV, PDB 2,0052x10-3 5170 17q/16q SMOW 3,76x10-4 S 534S 34S/32S CDT 4,43x10-2 SMOW - Standard Mean of Ocean Water PDB - Pee Dee Belemnite ATM - ATMospheric nitrogen CDT - Canyon Diablo troilite (z meteoritu) NBS - National Bureau of Standards (USA) Teplotní závislost Závislost na složení a tlaku: těžší izotop do fáze s pevnější vazbou (a kovalentní) 180 - více v křemeni než v magnetitu, 180 - více v C032~ než ve vodě (30 %o); vliv tlaku zanedbatelný: (5G/dp)= AV Kinetika difúze, odpařování pokud není dosaženo rovnováhy v reakci, reakční produkty nabohaceny lehčím izotopem (fotosyntéza, bakteriální redukce) Frakcionace A^H9160, B^H9180 áA = kAA dB = a — koeficient frakcionace A ft*-\ i 8 i A ln — = (\ In — po integraci B_B, A .i 5 = 1000(/° '-i) 5 je rozdíl původního izotopického složení a izotopického složení po tom, kdy zkondenzovala (vykrystalizovala) část / Frakcionace Izotopické složení zbývající páry po kondenzaci (f- 1) množství vody ve srovnání s původním izotopickým složením páry. Znázorněna je nerovnovážná a rovnovážná kondenzace. f (zbývající pára) Geotermometrie Frakcionace kyslíku mezi různými minerály jako funkce T. Frakcionace S mezi H2S a dalšími sirnými látkami. Hydrosféra a atmosféra -50 -30 -10 10 30 Průměrná roční teplota vzduchu (°C) Hydrosféra a atmosféra interglaciál . . 50 led o 1 5180 = - 30 % Urey: frakcionace 180 mezi kalcitem a vodou glacia' T (°C)= 16,9-4,2 Akal.H2O + 0,13A sO = - 30 % kal-H20 Ledovce Grónska: - 30 až - 35 %o Ledovce Antarktidy: - 50 %o Dnešní stav: Kontinentální led: 27,5 mil. km3 Voda v oceánech: 1350 mil. km3 Ledové doby: vzrůst ledu o 42 mil. km3 snížení hladiny o 125 m Paleoteploty Rekonstrukce paleoteplot z ledu vrtu Vostok na základě 5D. Křivka 5180 ukazuje změny izotopického složení oceánu odvozené z karbonátů sedimentů. Hydrotermální systémy Krystalizace magmatu Krystalizace magmatu Frakční krystalizace a asimilace (AFC) */-ío=[(ífl-0+Ax/ř]1 -./' R-\ 12,0 6 Ook.hor. = +19%o I - magma, o - původní magma, a - asimilovaný materiál A = ó, - ó kryst R - poměr mezi krystalizovaným a asimilovaným materiálem ■ rrikryst/nriasjpn 50 100