Δ13C
# Δ13C

$δ^{13}C$ bzw. Delta-C-13 ist in der Geochemie, Paläoklimatologie und Paläozeanographie ein Maß für das Isotopenverhältnis der stabilen Kohlenstoff-Isotope $^{13}C$ und $^{12}C$ in Bezug auf einen Standard. Es ist definiert als:

    $\delta ^{13}\mathrm {C} ={\Biggl{\frac {{\bigl{\frac {^{13}\mathrm {C} }{^{12}\mathrm {C} }}{\bigr )}_{\text{Probe}}}{{\bigl{\frac {^{13}\mathrm {C} }{^{12}\mathrm {C} }}{\bigr )}_{\text{Standard}}}}-1{\Biggr )}\cdot 1000\ ^{o}\!/\!_{oo}$

Der Standard, also die Vergleichsprobe, ist in der Regel Pee Dee Belemnite, abgekürzt PDB bzw. VPDB. Damit stellt man sicher, dass geringste Verhältnisunterschiede richtig gemessen und anschaulicher dargestellt werden. Massenspektrometer können anhand der Messung des relativen Unterschieds zwischen den Isotopenverhältnissen genauer messen als wenn dieses Verhältnis selbst zum Vergleich herangezogen werden müsste. Es handelt sich um Unterschiede im Promille-Bereich, deren unabhängige Messung zu ungenau wäre, um sie vergleichen oder reproduzieren zu können.

Der $δ^{13}C-Wert$ verändert sich im Laufe der Zeit in Abhängigkeit von der Primärproduktion (Bindung des $CO_2$ beim Wachstum der Pflanzen), der Ablagerung organischen Kohlenstoffs und dem Vegetationstyp. Hintergrund ist die Tatsache, dass bei der Photosynthese das Isotop $^{12}C$ etwas bevorzugt wird. Pflanzenmaterial hat einen $δ^{13}C-Wert$ von etwa −25 ‰.

Die Bestimmung des $δ^{13}C-Wertes$ ist eines von mehreren Verfahren der Isotopenuntersuchung organischer Materialien, um ihre Herkunft und ihr Alter zu bestimmen. Auch die $δ^{13}C-Werte$ der Atmosphäre schwanken saisonal und ändern sich in historischen und erdgeschichtlichen Zeiträumen durch die anthropogenen Aktivitäten und die Vegetation.

Bereits in 3,5 Milliarden Jahre altem Gestein ist eine Verschiebung des $δ^{13}C-Verhältnisses$ nachweisbar, was als Indiz dafür betrachtet wird, dass bereits seit dieser Zeit pflanzliches Leben auf der Erde existiert.

Methan hat eine stark abgereicherte $δ^{13}C-Signatur:$ Bei biogenem Methan (Methan aus anaerober bakterieller Zersetzung organischen Materials, z. B. Methan aus Sümpfen) ist dies −60 ‰, bei thermogenem Methan (abiotische, thermische Zersetzung organischen Materials in großer Tiefe) beträgt der Wert −40 ‰.

Die Freisetzung großer Mengen von Methanhydraten wirkt sich auf die globale $δ^{13}C-Signatur$ aus; dies war beim Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum beobachtbar.

Die $δ^{13}C-Signatur$ kann auch dazu verwendet werden, die Konzentration von Kohlenstoffdioxid in der Erdatmosphäre vergangener Zeiten zu rekonstruieren. Dies ist besonders für Proben relevant, die älter als die ältesten verfügbaren Eisbohrkerne sind, also älter als 800.000 Jahre.

