Analyse isotopique

L'analyse isotopique de est l'identification de la signature isotopique , de la distribution des isotopes stables de certain et des éléments chimiques dans les composés chimiques. Ceci peut être appliqué à un Web de nourriture pour permettre pour dessiner des inférences directes concernant le régime, le niveau trophique, et la subsistance.

Techniques

Isotopes d'oxygène

Isotopes de l'oxygène et leurs abondances relatives : ¹⁶O =
99.763% ¹⁷O = 0.0375% ¹⁸O de
= 0.1995% Le présent dans les rapports ci-dessus, des atomes d'oxygène de tous les isotopes sont incorporés dedans aux molécules, y compris l'eau. Tous les isotopes de l'oxygène ont les propriétés semblables, mais arrosent qui incorpore l'oxygène isotopique de ¹⁶O s'évapore préférentiellement pour arroser avec l'isotope de ¹⁸O.

Dans l'analyse isotopique, les abondances absolues de l'oxygène isotopique ne sont pas considérées. En revanche, le rapport de ¹⁸O à ¹⁶O dans l'échantillon est comparé au rapport dans une norme (VSMOW - l'eau d'océan de moyen de norme de Vienne) using l'équation :

Les valeurs sont rapportées dans les unités du permil (permil = par mille = par mille) using le ‰ de symbole. Tandis que les différences entre les échantillons et la norme peuvent sembler petites, une différence même de 1 permil est significative.

Variation par latitude

Pendant que des masses d'air moites sont emportées de l'équateur par les modèles de temps de prédominance elles perdent l'eau plus lourde, plus facilement condensée, de ¹⁸O menant pour abaisser et abaisser des rapports isotopiques de l'oxygène vers les poteaux. En conséquence, la quantité de ¹⁶O à ¹⁸O relatif dans la vapeur d'eau devient de moins en moins pendant qu'elle approche les poteaux, perdant l'eau de ¹⁶O sous forme de pluie et de neige.

¹⁸O annuel pesé dans la précipitation globale GNIP-IAEA, 2002

Variation se produisant du cycle hydrologique

Les rapports de l'oxygène isotopique sont également différentiel affectés par les modèles de temps globaux et la topographie régionale pendant que l'humidité est transportée. Les secteurs de l'humidité faible causent la perte préférentielle de l'eau de ¹⁸O sous forme de vapeur et de précipitation. En outre, l'eau évaporée de ¹⁶O revient préférentiellement au système atmosphérique pendant qu'elle s'évapore et ¹⁸O reste en forme liquide ou est incorporé à l'eau de corps des plantes et des animaux.

< ! -- Image le statut inconnu de copyright étant coupé : --> Vue d'ensemble schématique du cycle hydrologique montrant des épuisements approximatifs dans d¹⁸O GNIP, IAEA, 1996 ; Modifié : Wade, 2006.

Tissus affectés

L'oxygène isotopique est incorporé au corps principalement par l'ingestion derrière à quel point il est employé dans la formation, pour des buts archéologiques, des os et des dents. L'oxygène est incorporé à l'apatite hydroxylcarbonic de l'émail des dents d'os et.

L'os est continuellement transformé durant toute la vie d'un individu. Bien que le taux de chiffre d'affaires de l'oxygène isotopique dans le hydroxyapatite ne soit pas entièrement connu, on suppose qu'est semblable à celui du collagène ; approximativement 10 ans. En conséquence, un individu reste dans une région pendant 10 années ou plus long, les rapports isotopiques de l'oxygène dans le hydroxyapatite d'os refléteraient les rapports de l'oxygène actuels dans cette région.

Les dents ne sont pas sujettes à la retouche continuelle et ainsi leurs rapports isotopiques de l'oxygène demeurent constants dès la formation. Les rapports isotopiques de l'oxygène, puis, des dents représentent les rapports de la région dans laquelle l'individu était né et ont augmenté. Là où les dents à feuilles caduques sont présentes, il est également possible de déterminer l'âge auquel un enfant a été sevré. La production de lait maternel de sein utilise l'eau de corps de la mère, qui a des niveaux plus élevés de ¹⁸O dû à la perte préférentielle de ¹⁶O par la sueur, l'urine, et la vapeur d'eau expired.

Tandis que les dents sont plus résistantes au produit chimique et l'examen médical change avec le temps, tous les deux sont sujets au diagenesis poteau-dépositionnel. En soi, l'analyse isotopique se sert des groupes plus résistants de phosphate, plutôt que le groupe d'hydroxyle moins abondant ou les groupes diagenetic plus probables de carbonate présents.

Applications

Anthropologie

L'os récupéré des emplacements archéologiques peut être analysé de façon isotopique l'information concernant le régime et la migration. Le carbone et la composition en isotope de l'azote sont employés pour reconstruire le régime, et des isotopes de l'oxygène sont employés pour déterminer l'origine géographique.

Pour obtenir une image précise des palaeodiets, il est important de comprendre les processus du Diagenesis qui peuvent affecter le signal isotopique original.

Archéologie/anthropologie

L'os récupéré des emplacements archéologiques peut être analysé de façon isotopique l'information concernant le régime et la migration. L'émail des dents et le sol entourant ou s'accrochant aux restes peuvent également être employés dans l'analyse isotopique. Le carbone et la composition en isotope de l'azote sont employés pour reconstruire le régime, et des isotopes de l'oxygène sont employés pour déterminer l'origine géographique. Des isotopes de strontium dans les dents et l'os peuvent être employés pour déterminer la migration et le mouvement humain.

Les isotopes sont imprégnés dans la faune pendant sa vie par la consommation, le boire et les particules inhalés. Ce processus finit avec la mort de l'organization, à partir de ce moment là les isotopes ne s'accumulent plus dans le corps, mais subissent la dégradation. Pour le meilleur résultat le chercheur devrait savoir les feuilles originales, ou une évaluation là de, des isotopes dans l'organization à l'heure de sa mort. Pour obtenir une image précise des palaeodiets, il est important de comprendre les processus du Diagenesis qui peuvent affecter le signal isotopique original. Il est également important que le chercheur sache les variations des isotopes avec dans des individus, entre les individus, et avec le temps.

Écologie

Tous les éléments biologiquement actifs existent sous un certain nombre de différentes formes isotopiques, dont deux ou plus sont stables. Par exemple la plupart de carbone est présent comme ¹²C, avec approximativement 1% étant ¹³C. Le rapport des deux isotopes peut être changé par des processus biologiques et géophysiques, et ces différences peuvent utalised d'un certain nombre de manières par des écologistes. Les éléments principaux utilisés en écologie d'isotope sont carbone, azote, oxygène, hydrogène et soufre.

Médecines légales

L'analyse isotopique peut être employée par les investigateurs légaux pour déterminer si deux échantillons ou plus d'explosifs sont d'origine commune. La plupart des explosifs brisants contiennent le carbone, hydrogène, azote et les atomes d'oxygène et comparer de ce fait leurs abondances relatives d'isotopes peuvent indiquer l'existence d'origine commune. Les chercheurs ont également prouvé que l'analyse des rapports de ¹²C/¹³C peut localiser le pays d'origine pour un explosif donné.

Géologie

voient également :

la géochimie d'isotope de

Hydrologie

Paleoclimatology

Photosynthèse

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