δ17O 和Δ17O值的測(cè)定
更新時(shí)間:2021-11-15 14:23:53
來源:【高維度穩(wěn)定同位素】公眾號(hào)(ID:HDStableIsotope)
最初氧同位素的標(biāo)樣Peedee Blemenite(PDB)是為了測(cè)量化石貝殼碳酸鹽的氧同位素時(shí)候確定的。后來人們發(fā)現(xiàn)測(cè)量其它非碳酸鹽的氧同位素時(shí)候,PDB不方便,所
以芝加哥大學(xué)就用配制的氧同位素特別接近海水的一桶水作為氧同位素的標(biāo)樣,它叫standard mean ocean water(SMOW)。硅酸鹽、氧化物、水等的測(cè)量都以SMOW
作為標(biāo)準(zhǔn)。SMOW和PDB都是原始標(biāo)樣,兩者相差大概30‰?,F(xiàn)在除了碳酸鹽有時(shí)還用PDB以外,其他含氧物質(zhì)都只用SMOW或VSMOW。
所有這一切的定義當(dāng)時(shí)都只考慮δ18O沒有考慮δ17O。不過既然SMOW的δ18O定義為0,那δ17O自然也是0。這就是我們對(duì)三氧同位素SMOW標(biāo)樣的定義。
那我們就這么測(cè)不就行了嗎?是的。如果你的17O異常值很大,沒問題!但如果你的17O異常值很小,會(huì)有許多新問題。其中主要有兩個(gè)問題要澄清一下。
第一,國際標(biāo)樣SMOW和SLAP的δ18O-δ17O值都是人為定義的。
單標(biāo)樣測(cè)量法只在δ值較小的時(shí)候準(zhǔn)。當(dāng)δ值較大時(shí),我們需要用兩標(biāo)樣法。也就是說,我們需要有第二個(gè)原始標(biāo)樣。對(duì)氧來說,它就是SLAP(Standard Light
Antarctic Precipitation)。SLAP的δ18O是定義為-55.50 ± 0.02 (SD) ‰(Gonfiantini, 1978)。但相應(yīng)的SLAP的δ17O值并沒有定義。難道有了SLAP的δ18O
的定義,我們還不能直接測(cè)量出相應(yīng)的SLAP的δ17O值嗎?不行的,因?yàn)槲覀冞€是要假設(shè)SLAP的δ17O與δ18O值之間的關(guān)系以及儀器非線性造成δ值尺寸壓縮(scale
compression)或膨脹時(shí)δ17O與δ18O值之間的關(guān)系。Schoenemann等(2013)推薦SLAP的δ17O值為-29.6968%。其背后的假設(shè)就是SLAP像SMOW一樣沒有17O異常,即
ln(δ17O + 1) = 0.528 × ln(δ18O + 1) 。這樣,盡管質(zhì)譜儀測(cè)量的時(shí)候不同儀器的非線性會(huì)造成δ值的不同壓縮或膨脹,有了SMOW-SLAP的δ18O-δ17O兩點(diǎn)矯
正,大多自然豐度叁氧同位素的δ18O和δ17O值的精確測(cè)量就可以實(shí)現(xiàn)了。這里關(guān)鍵的一點(diǎn)是:國際標(biāo)樣的δ17O值也是定義的,不是定義了δ18O值后測(cè)出來的。
第二,17O異常值或者?17O的定義
17O異常值指的是測(cè)得的δ17O值與我們期望的質(zhì)量分餾關(guān)系的δ17O值的差別。因?yàn)棣?8O與δ17O值之間的質(zhì)量分餾關(guān)系在不同的物理化學(xué)生物過程中有微小的差別
,所以不同領(lǐng)域不同時(shí)代人們用了很多不同的“關(guān)系”來表述?17O值。比如?17O ≡ δ’17O - 0.52 × δ’18O,?17O ≡ δ’17O - 0.528 × δ’18O。同樣地,
這對(duì)很大的17O異常值沒有影響,但對(duì)小?17O值帶來了許多頭痛的問題。這些問題,我們?cè)贐ao et al. (2016)里已經(jīng)有了詳細(xì)的討論。在那里,我們推薦了一個(gè)最少
頭痛的定義:?17O ≡ δ’17O - 0.5305 × δ’18O。你們可以試試。