Геохимия океана. Происхождение океана (стр. 4 из 5)

Величина отношения С¹³/С¹² в морских карбонатах примерно на 2,5% выше этой величины у наземной флоры. Соответственно фактор обогащения С¹⁴ в них два раза больше, чем фактор обогащения С^13.С учетом влияния эффекта изотопного фракционирования концентрация С¹⁴ в морских материалах, пониженная относительно его концентрации в стандартах, должна быть целиком отнесена за счет радиоактивного распада, по которому может быть определен абсолютный возраст вещества.

Крэг [1954] установил, что хотя ожидаемая величина обогащения современных морских раковин С14 равна 5%; что соответствует 400 годам абсолютного возраста углерода в поверхностных водах океана. Крэг высказал предположение, что это, возможно, результат медленного обмена двуокисью углерода, между океаном и атмосферой.

По данным Зюсса [1954, 1955], средний радиоуглеродный возраст морских организмов (по пробам из Атлантического океана) составляет 430 лет.

Распределение двуокиси углерода в океане. В свежей воде угольная кислота диссоциирует следующим образом:

Где К1 и К2 – соответственно первая и вторая константы диссоциации, величина которых изменяется в зависимости от температуры, солености и хлорности воды. При 20^оС К₁=4,15 х 10^-7, рК₁=6,38 и К₂= 4,20 х 10^-11, рК₂=10,38.

Скорость обмена двуокиси углерода между атмосферой и океаном. В связи с возможным накоплением двуокиси углерода в результате сжигания больших количеств ископаемого топлива значительное внимание уделяется вопросам о распределении углекислоты на Земле в целом и о скорости обмена двуокисью углерода между воздухом и морской водой. Если количество атмосферной двуокиси углерода действительно увеличивается, то должно происходить и повышение температуры воздуха, обусловленное абсорбцией инфракрасного излучения, что должно повлечь за собой существенные изменения в климате Земли. Такая возможность в значительной степени будет зависеть от скорость обмена углекислотой между атмосферой и гидросферой.

Исходя из наблюдений за поведением С¹⁴ в атмосфере и океане Ревель и Зюсс [1957] оценивают время пребывания углекислоты в атмосфере 14-30 лет.

Определение парционального давления углекислоты в воздухе и в поверхностных водах Атлантического океана Такахаши [1959] установили, что концентрация двуокиси углерода в воздухе непосредственно над поверхностью моря довольно постоянна, в среднем около 317,4 ррm, и что океан абсорбирует углекислоту всей площадью своей поверхности. По данным Такахаши, средняя концентрация углекислоты в атмосферном воздухе 320,8 ррm.

8. Определение палеотемператур древних морей.

Шкала палеотемператур по соотношению изотопов кислорода в органическом кальците.

Юри и его сотрудники [1951] предложили интересный метод определения температур древних морей, основанный на зависимости изотопного состава кислорода воды и карбонатных ионов от температуры. В проводившихся ими исследованиях определялось процентное содержание тяжелого изотопа О¹⁸ в материале карбонатных ископаемых останков древних морей, которые образовались за счет отмирания обитавших в них живых организмов.

По данным Сиборга и Перльмана [1948] изотопы кислорода имеют следующую относительную распространенность: О¹⁶ – 99,757, О¹⁷ – 0,039, О¹⁸ – 0,204. Эти величины могут колебаться, отклоняясь максимум на 4%.

Механизм изотпоного фракционирования при равновесном обмене был исследован Юри и Грифом [1935], Юри [1947] и другими исследователями. Значительное количество данных получено относительно обмена дейтерия и протия.