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d18O bzw Delta O 18 ist ein Mass fur das Verhaltnis der stabilen Sauerstoff Isotope 18O und 16O Die Bestimmung des Verhaltnisses ist eine Unterdisziplin der Isotopengeochemie und erfolgt unter anderem im Rahmen petrologischer stratigraphischer oder palaoklimatologischer Untersuchungen d18O Werte in bestimmten Mineralen magmatischer Gesteine geben die Temperatur des Magmas wieder aus dem die Minerale kristallisiert sind oder sie geben Hinweise auf Isotopenfraktionierung infolge von Reaktionen eines auskristallisierten Gesteins mit wassrigen Losungen d18O Werte in den Karbonatmineralen oder dem Opal verschiedenster Makro und Mikrofossilien beispielsweise Diatomeen in Susswasserseesedimenten 2 werden als Temperaturproxy verwendet Der d18O Wert in den karbonatischen Gehausen von fossilen Foraminiferen elektronenmikroskopische Aufnahme liefert Informationen uber die Meeres temperaturen zu der Zeit in der die Foraminiferen lebten d18O in Promille im Tiefseesediment Karbonate der Foraminifera uber einen Zeitraum von 0 bis 600 000 Jahren gemittelt uber eine grosse Zahl von Bohrkernen um ein globales Signal isolieren zu konnen Klimaaufzeichnung von Lisiecki und Raymo 2005 die aus der Kombination von Messungen von 57 global verteilten Tiefseesedimentbohrkernen gewonnen wurde Die gemessene Menge ist die Sauerstoff isotopen fraktionierung d18O in benthischen Foraminiferen 1 Die grundlegenden Zusammenhange wurden im Jahr 1947 von Harold C Urey publiziert 3 und das Verfahren in den Folgejahren von Samuel Epstein Heinz A Lowenstam Ralph Buchsbaum und Harold C Urey weiterentwickelt 4 Der d18O Wert ist definiert als d 18 O 18 O 16 O Probe 18 O 16 O Standard 1 1000 o o o displaystyle delta 18 mathrm O Biggl frac bigl frac 18 mathrm O 16 mathrm O bigr text Probe bigl frac 18 mathrm O 16 mathrm O bigr text Standard 1 Biggr cdot 1000 o oo Die Einheit ist Promille Teile pro Tausend Der Standard hat eine bekannte Isotopenzusammensetzung wie z B der Vienna Standard Mean Ocean Water VSMOW 5 Inhaltsverzeichnis 1 Mechanismus und Anwendung 1 1 Geeignete Proxys 1 2 Analyse von Zucker 1 3 Uberprufung von Lebensmitteln 1 4 Magmatische und kristalline Gesteine 2 Berechnungen 3 Siehe auch 4 Literatur 5 EinzelnachweiseMechanismus und Anwendung Bearbeitend18O spiegelt auch die lokale Verdunstungsrate und den Frischwasserzustrom wider Da aus Meerwasser bevorzugt 16O verdunstet ist Regenwasser reich an 16O Folglich enthalt das Oberflachenwasser der Ozeane in den Subtropen grossere Mengen an 18O denn dort ist die Verdunstungsrate erhoht Geringere Mengen an 18O gibt es im Ozeanwasser mittlerer Breitengrade wo es mehr regnet Ahnliches ist bei der Kondensation zu beobachten Wassermolekule die die schwereren 18O Atome enthalten neigen dazu als erste zu kondensieren und auszuregnen Der Gradient der Wasserfeuchte zeigt von den Tropen zu den Polen eine Abnahme des 18O Gehalts Schnee der in Kanada fallt enthalt weniger H218O als Regen der in Florida niedergeht dementsprechend tragt Schnee der im Zentrum einer Eisflache fallt eine leichtere d18O Signatur als an den Randern der Eisflache da das schwerere 18O zuerst abregnet Ein Klimawandel der die globalen Muster von Verdunstung und Niederschlag verandert verandert aus diesem Grund das grundlegende d18O Verhaltnis Cesare Emiliani analysierte in den 1950er Jahren in grossem Umfang Bohrkerne und untergliederte anhand der gefundenen d18O Signaturen die erdgeschichtlichen Epochen in sogenannte Sauerstoff Isotopenstufen Geeignete Proxys Bearbeiten Am haufigsten wurden die Schalen von Foraminiferen untersucht Sie bestehen aus Calciumcarbonat CaCO3 konnen in vielen geologischen Strukturen gefunden werden und enthalten Sauerstoff Das Verhaltnis 18O zu 16O wird dazu benutzt die Temperatur des umgebenden Wassers zum Kristallisationszeitpunkt indirekt zu bestimmen Das Verhaltnis schwankt in Abhangigkeit von der Temperatur des umgebenden Wassers leicht aber auch andere Faktoren beeinflussen das Verhaltnis wie z B der Salzgehalt und die Menge des in Eisschilden eingeschlossenen Wassers Rekonstruktionen sind jedoch auch bei Verwendung von Korallen Seesedimenten und Stalagmiten moglich Daneben kann das Eis von Eisbohrkernen und der Zucker fossiler Pflanzen untersucht werden Wahrend die Eignung von d18O aus Eisbohrkernproben zur Rekonstruktion von Temperaturen vergangener Zeiten vielfach belegt ist 6 kann es bei einer Temperaturrekonstruktion bei der biogenes Phosphatmaterial wie z B Knochen und Zahnmaterial verwendet wird zu Verfalschungen durch Diagenese kommen 7 Analyse von Zucker Bearbeiten In den Zuckern Arabinose Xylose und Fucose von in Seesedimenten abgelagerten Pflanzen ist mit Hilfe eines neuen Verfahrens ebenfalls eine klare d18O Signatur erkennbar die wahrscheinlich die lokale Temperatur bzw Niederschlagssituation widerspiegelt In der Himalaya Region kann diese Signatur beispielsweise als Proxy fur Intensitat und Variabilitat des Sommermonsuns genutzt werden 8 Uberprufung von Lebensmitteln Bearbeiten Eine weitere Anwendung ist die Uberprufung der Echtheit von Lebensmitteln Da aufgenommenes Wasser von Pflanzen in Wasser eingelagert wird tragt jedes pflanzliche Lebensmittel in dem in ihm enthaltenen Wasser die Signatur seines Wachstumsortes Wird beispielsweise Wein mit Leitungswasser verdunnt oder Saft der zuvor fur einen kostengunstigen Transport in ein Konzentrat verwandelt wurde mit Leitungswasser ruckverdunnt so ist dies uber die Bestimmung von d18O nachweisbar Liegen ausreichend genaue Daten uber ein Anbaugebiet vor so ist es mit dem Verfahren moglich auch Angaben zum Anbauort zu uberprufen Es ist beispielsweise uberprufbar ob ein Bordeaux Wein auch tatsachlich von Trauben stammt die im Bordeaux wuchsen 9 Magmatische und kristalline Gesteine Bearbeiten Auch in magmatischen Gesteinen kann eine d18O Signatur Aufschluss uber Herkunft und Werdegang des Materials geben Die Variationen sind aber wegen der hohen Temperaturen der Prozesse sehr klein im Bereich von 0 1 Die Messungen wahrend der Analysen mussen daher mit hoher Prazision erfolgen 10 11 12 Berechnungen BearbeitenWenn der Einfluss wechselnder Salinitat und Eisvolumens ausser Acht gelassen werden und das Signal folglich ausschliesslich auf Temperaturveranderungen zuruckgefuhrt wird entspricht ein Anstieg des d18O um 0 22 einer Abkuhlung um 1 K 13 Ebenso kann die Temperatur mit Hilfe dieser Gleichung berechnet werden T C 16 9 4 0 d 18 O Calcit d 18 O Meerwasser displaystyle T circ text C 16 9 4 0 cdot delta 18 mathrm O text Calcit delta 18 mathrm O text Meerwasser nbsp Wahrend des Pleistozan korrelierte eine d18O Signatur von 0 11 mit einer Meeresspiegelanderung um 10 m die aus der Veranderung des Eisvolumens resultierte Siehe auch BearbeitenIsotopenverhaltnis d15N d13CLiteratur BearbeitenClark I D and Fritz P Environmental Isotopes in Hydrogeology CRC Press 1997 ISBN 1 56670 249 6 Schmidt G A Forward Modeling of Carbonate Proxy Data from Planktonic Foraminifera Using Oxygen Isotope Tracers in a Global Ocean Model In Paleoceanography 14 Jahrgang Nr 4 1999 S 482 497 doi 10 1029 1999PA900025 bibcode 1999PalOc 14 482S agu org Einzelnachweise Bearbeiten Lorraine E Lisiecki Maureen E Raymo A Pliocene Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic d18O records In Paleoceanography 20 Jahrgang Nr 1 Marz 2005 ISSN 0883 8305 S n a n a doi 10 1029 2004PA001071 Melanie J Leng Jom D Marshall Palaeoclimate interpretation of stable isotope data from lake sediment archives In Quaternary Science Reviews 23 Jahrgang Nr 7 8 April 2004 S 811 831 doi 10 1016 j quascirev 2003 06 012 englisch Harold C Urey The thermodynamic properties of isotopic substances In Journal of the Chemical Society Resumed 1947 ISSN 0368 1769 S 562 doi 10 1039 JR9470000562 S EPSTEIN R BUCHSBAUM H A LOWENSTAM H C UREY REVISED CARBONATE WATER ISOTOPIC TEMPERATURE SCALE In Geological Society of America Bulletin Band 64 Nr 11 1953 ISSN 0016 7606 doi 10 1130 0016 7606 1953 64 1315 rcits 2 0 co 2 Fehler in Vorlage Literatur Parameterproblem Dateiformat Grosse Abruf nur bei externem Link USGS Isotope Tracers Resources Isotope Geochemistry Abgerufen am 18 Januar 2009 J Jouzel Richard B Alley K M Cuffey Willi Dansgaard P Grootes G Hoffmann S J Johnsen R D Koster D Peel C A Shuman M Stievenard M Stuiver J White Validity of the temperature reconstruction from water isotopes in ice cores In Journal of Geophysical Research Oceans 102 Jahrgang Nr 26471 26487 September 2012 doi 10 1029 97JC01283 englisch Z D Sharp V Atudorei and H Furrer The effect of diagenesis on oxygen isotope ratios of biogenic phosphates In American Journal of Science 300 Jahrgang Nr 3 Marz 2000 S 222 237 doi 10 2475 ajs 300 3 222 englisch Michael Zech Mario Tuthorn Roland Zech Frank Schlutz Wolfgang Zech Bruno Glaser A 16 ka d18O record of lacustrine sugar biomarkers from the High Himalaya reflects Indian Summer Monsoon variability In Journal of Paleolimnology 50 Jahrgang Nr 2 August 2013 S 1 11 doi 10 1007 s10933 013 9744 4 englisch Redaktion LGL Stabilisotopenanalytik In Lebensmittelkennzeichnung Tauschungsschutz Bayerisches Landesamt fur Gesundheit und Lebensmittelsicherheit 22 Marz 2012 abgerufen am 6 Juli 2013 Ilya Bindeman Oxygen Isotopes in Mantle and Crustal Magmas as Revealed by Single Crystal Analysis In Reviews in Mineralogy amp Geochemistry Band 69 Nr 1 2008 S 445 478 doi 10 2138 rmg 2008 69 12 alternativer Volltextlink pages uoregon edu John W Valley Ilya N Bindeman William H Peck Empirical calibration of oxygen isotope fractionation in zircon In Geochimica et Cosmochimica Acta Band 67 Nr 17 2003 S 3257 3266 doi 10 1016 S0016 7037 03 00090 5 alternativer Volltextlink geology wisc edu Claire E Bucholz Oliver Jagoutz Jill A VanTongeren Jacob Setera Zhengrong Wang Oxygen isotope trajectories of crystallizing melts Insights from modeling and the plutonic record In Geochimica et Cosmochimica Acta Band 207 2017 S 154 184 doi 10 1016 j gca 2017 03 027 alternativer Volltextlink DSpace MIT ungelayoutetes Manuskript Visser K Robert Thunell Lowell Stott Magnitude and timing of temperature change in the Indo Pacific warm pool during deglaciation In Nature 421 Jahrgang Nr 6919 2003 S 152 doi 10 1038 nature01297 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title D18O amp oldid 235270506