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
SMOW
	í_^o] 1 £ _	
	,6n	
	I   UJ	SMOW
xlO3
frakcionace vyjádřená jako ô (%o)
koeficient frakcionace
AA-H = *'/.
A = l03lna
frakcionace - translační, rotační a vibrační pohyb 1/2 C1602 + H2180 ^^ 1/2 C1802 + H2160 K=1,04(25°C)
Stan
prv	rek
r	
h	^
L	.i
E	š
C	
^	J
0	
	
S	
značení
5D	2H/1H
56Li	6Li/7Li
5^B	11B/10B
513C	13C/12C
5^Ň	15N/14N
5180
5170
534S
345/325
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
A +
a = A +
1000 500 300 200 100 50  0
1000 300 200 100
a   1,02
1000/T(K)
106/T2(K)
Závislost na složení a tlaku: těžší izotop do fáze s pevnější vazbou (a kovalentní)
180 - více v křemení než v magnetitu, 180 - více v C032~ než ve vodě (30 %o); vliv tlaku zanedbatelný: (dG/dp)= AV
Ki netiká
difúze, odpařování pokud není dosaženo rovnováhy v reakci, reakční produkty nabohaceny lehčím
izotopem (fotosyntéza, bakteriální redukce)
Frakcionace A^H9160, B^H9180
áA = k,A  dB =
*bB
a =
koeficient frakcionace
i5     i A
ln— = »In — Bo             A
po integraci
A    A
*- = /
S = 1000 (/'
oje rozdíl původního izotopického složení a izotopického složení po tom, kdy zkondenzovala (vykrystalizovala) část f
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
In Aľ    In a   -A     —
1000
1000    500
106/T2(K)
106/T2(K)
Frakcionace kyslíku mezi různými minerály jako funkce T.
Frakcionace S mezi H2S a dalšími
sirnými látkami.
interglaciál
5180
51üO = - 30 %o
ocean
ölöO = 0 %
r
Urey: frakcionace 180 mezi kalcitem a vodou g acia T ("C) = 16,9 - 4,2 Aka,H20 + 0,13 Aka,H202
51oO = - 30 %
Ledovce Grónska:   - 30 až - 35 %o Ledovce Antarktidy: - 50 %o Dnešní stav:
Kontinentálni led: 27,5 mil. km3 Voda v oceánech: 1350 mil. km3 Ledové doby:            vzrůst ledu o 42 mil. km3
snížení hladiny o 125 m
ocean
5loO = 1,5°/c
Paleoteploty
-400
-410
-420
-430
-440
-450
-460
-470
-480
50000     100000    150000 stáří (roky)
50000          100000
stáří (roky)
Rekonstrukce paleoteplot z ledu vrtu Vostok na základě 5D. Křivka 5180 ukazuje změny izotopického složení oceánu odvozené z karbonátů sedimentů.
Hydrotermální systémy
Frakcionace 5D a 5180 v meteorických hydrotermálních systémech. Kfrakcionaci dochází v důsledku zahřívání, varu a míšení vod.
5180 (%o)
Krystahzace magmatu
Frakční krystahzace
8,5   h  A = 5180^ct-51bOt
/+<*(!-/)
& = ôtúV-60 =
A = 1000
-1x1000
A = - 0,8 %
- 0,2 %o
pro kyslík a velmi blízké 1
aU                        100
stupeň krystahzace (%)
Krystalizace magmatu
Frakční krystalizace a asimilace (AFC)
$-*.= 4-íJ+^Jfi-/
y?-i
I - magma, o - původní magma, a - asimilovaný materiál
A = 5, - 5
kryst
R - poměr mezi krystalizovaným a asimilovaným materiálem
13,0
12,0
11,0
10,0
stupeň krystalizace (%)