تأثير دول

يصف تأثير دول، الذي يحمل اسم مالكولم دول، عدم تكافؤ في نسبة النظير الثقيل ¹⁸O (ذرة أكسجين "قياسية" مع نيوترونين إضافيين) إلى أخف ¹⁶O، مقاسة في الغلاف الجوي ومياه البحر. عادة ما يشار إلى هذه النسبة δ¹⁸O.

لوحظ في عام 1935[1][2] أن الهواء يحتوي على ¹⁸O درجة مئوية أكثر من مياه البحر. تم تقدير ذلك في عام 1975 إلى 23.5 ‰،[3] ولكن تم صقله لاحقًا إلى 23.88 ‰ في 2005.[4] ينشأ عدم التوازن بشكل رئيسي نتيجة للتنفس في النباتات والحيوانات. نظرًا للديناميكا الحرارية لتفاعلات النظائر،[5] يزيل التنفس أخف - وبالتالي أكثر تفاعلاً - ¹⁶O درجة مفضلة لـ ¹⁸O درجة مئوية، مما يزيد من الكمية النسبية لـ¹⁸O درجة مئوية في الغلاف الجوي.

تتم موازنة عدم المساواة من خلال التمثيل الضوئي. يصدر التمثيل الضوئي الأكسجين بنفس التركيب النظائري (أي النسبة بين ¹⁸O درجة مئوية و ¹⁶O درجة مئوية) مثل الماء (H₂O) المستخدم في التفاعل،[6] وهو مستقل عن نسبة الغلاف الجوي. وبالتالي، عندما تكون مستويات ¹⁸O في الغلاف الجوي مرتفعة بما يكفي، سيكون التمثيل الضوئي بمثابة عامل اختزال. ومع ذلك، كعامل معقد، فإن درجة التجزؤ (أي التغير في نسبة النظائر) التي تحدث بسبب التمثيل الضوئي لا تعتمد كليًا على الماء الذي يستخرجه النبات، حيث يمكن أن يحدث التجزئة نتيجة التبخر التفضيلي لـ H₂¹⁶O - تحمل الماء نظائر الأكسجين الأخف، وغيرها من العمليات الصغيرة ولكنها مهمة.

استخدام تأثير دول

بما أن التبخر يتسبب في أن تكون المياه المحيطية والأرضية ذات نسبة مختلفة من ¹⁸O درجة مئوية إلى ¹⁶O درجة مئوية، فإن تأثير دول سوف يعكس الأهمية ذات الصلة لعملية التمثيل الضوئي البري والبحري. ستؤدي الإزالة الكاملة للإنتاجية القائمة على الأرض إلى تحول تأثير دول من -2-3 ‰ من القيمة الحالية البالغة 23.5 ‰.[7]

يشير الاستقرار (في حدود 0.5 ‰) من نسبة ¹⁸O درجة مئوية إلى ¹⁶O درجة مئوية فيما يتعلق بمياه سطح البحر منذ آخر فترة بين الجليدية (آخر 130 ألف سنة)، المستمدة من قلوب الجليد، إلى أن الإنتاجية الأرضية والبحرية قد اختلفت معًا خلال هذا فترة زمنية.

تم العثور على الاختلافات الألفية لتأثير دول إلى الأحداث المفاجئة لتغير المناخ في منطقة شمال الأطلسي خلال الستين سنة الماضية.[8] تشير الارتباطات العالية لتأثير دول إلى δ¹⁸O سبيلوذم، وهو مؤشر لتساقط الأمطار الموسمية، إلى أنها عرضة للتغييرات في إنتاجية الأرض ذات خطوط العرض المنخفضة. تستجيب اختلافات المقياس المداري لتأثير دول، التي تتميز بفترات تتراوح من 20-100 kyr، بقوة إلى الانحراف المداري للأرض والاستباقية، ولكن ليس الانحراف.

يمكن أيضًا تطبيق تأثير دول كمتتبع في مياه البحر، مع استخدام اختلافات طفيفة في الكيمياء لتتبع "جزء" منفصل من الماء وتحديد عمره.

انظر أيضًا

نظائر الأكسجين

المراجع

Dole, Malcolm (1936). "The Relative Atomic Weight of Oxygen in Water and in Air". Journal of Chemical Physics. 4 (4): 268–275. Bibcode:1936JChPh...4..268D. doi:10.1063/1.1749834. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Morita, N. (1935). "The increased density of air oxygen relative to water oxygen". J. Chem. Soc. Japan. 56: 1291. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Kroopnick, P.; Craig, H. (1972). "Atmospheric Oxygen: Isotopic Composition and Solubility Fractionation". Science. 175 (4017): 54–55. Bibcode:1972Sci...175...54K. doi:10.1126/science.175.4017.54. PMID 17833979. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Barkan, E.; Luz, B. (2005). "High precision measurements of ¹⁷O/¹⁶O and ¹⁸O/¹⁶O ratios in H₂O". Rapid Commun. Mass Spectrom. 19: 3737–3742. doi:10.1002/rcm.2250. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Urey, H.C. (1947). "The thermodynamic properties of isotopic substances". J. Chem. Soc.: 562–581. doi:10.1039/JR9470000562. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Guy, Robert D.; et al. (1989). "Differential fractionation of oxygen isotopes by cyanide-resistant and cyanide-sensitive respiration in plants". Planta. 177 (4): 483–491. doi:10.1007/BF00392616. PMID 24212490. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Bender, M.; Sowers, T.; Labeyrie, L. (1994). "The Dole effect and its variations during the last 130,000 years as measured in the Vostok ice core". Global Biogeochemical Cycles. 8 (3): 363–376. Bibcode:1994GBioC...8..363B. doi:10.1029/94GB00724. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
Severinghaus, J.P.; Beaudette, R.; Headly, M.A.; Taylor, K.; Brook, E.J. (2009). "Oxygen-18 of O₂ records the impact of abrupt climate change on the terrestrial biosphere". Science. 324 (5933): 1431–1434. Bibcode:2009Sci...324.1431S. doi:10.1126/science.1169473. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

روابط خارجية

The O/O Ratio of Atmospheric O: The Dole Effect

بوابة الكيمياء
بوابة علم البيئة
بوابة طقس

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Dole, Malcolm (1936). "The Relative Atomic Weight of Oxygen in Water and in Air". Journal of Chemical Physics. 4 (4): 268–275. Bibcode:1936JChPh...4..268D. doi:10.1063/1.1749834. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[2] Morita, N. (1935). "The increased density of air oxygen relative to water oxygen". J. Chem. Soc. Japan. 56: 1291. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[3] Kroopnick, P.; Craig, H. (1972). "Atmospheric Oxygen: Isotopic Composition and Solubility Fractionation". Science. 175 (4017): 54–55. Bibcode:1972Sci...175...54K. doi:10.1126/science.175.4017.54. PMID 17833979. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[4] Barkan, E.; Luz, B. (2005). "High precision measurements of ¹⁷O/¹⁶O and ¹⁸O/¹⁶O ratios in H₂O". Rapid Commun. Mass Spectrom. 19: 3737–3742. doi:10.1002/rcm.2250. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[5] Urey, H.C. (1947). "The thermodynamic properties of isotopic substances". J. Chem. Soc.: 562–581. doi:10.1039/JR9470000562. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[6] Guy, Robert D.; et al. (1989). "Differential fractionation of oxygen isotopes by cyanide-resistant and cyanide-sensitive respiration in plants". Planta. 177 (4): 483–491. doi:10.1007/BF00392616. PMID 24212490. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[7] Bender, M.; Sowers, T.; Labeyrie, L. (1994). "The Dole effect and its variations during the last 130,000 years as measured in the Vostok ice core". Global Biogeochemical Cycles. 8 (3): 363–376. Bibcode:1994GBioC...8..363B. doi:10.1029/94GB00724. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[8] Severinghaus, J.P.; Beaudette, R.; Headly, M.A.; Taylor, K.; Brook, E.J. (2009). "Oxygen-18 of O₂ records the impact of abrupt climate change on the terrestrial biosphere". Science. 324 (5933): 1431–1434. Bibcode:2009Sci...324.1431S. doi:10.1126/science.1169473. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)