Oxygen isotope ratio cycle
ಆಮ್ಲಜನಕದ ಐಸೊಟೋಪ್ ಅನುಪಾತದ ಚಕ್ರಗಳು 18 ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸಮೃದ್ಧಿಯ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಆವರ್ತಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಾಗಿವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಪದಾರ್ಥಗಳಲ್ಲಿ 16 ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಧ್ರುವೀಯ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ ಅಥವಾ ಸಾಗರ ಕೋರ್ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿನ ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್, ಐಸೊಟೋಪ್ ವಿಭಜನೆಯೊಂದಿಗೆ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಅನುಪಾತವು ಪ್ರಾಚೀನ ಸಾಗರದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ, ಇದು ಪ್ರಾಚೀನ ಹವಾಮಾನವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ. ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿನ ಚಕ್ರಗಳು ಭೂಮಿಯ ಭೌಗೋಳಿಕ ಇತಿಹಾಸದಲ್ಲಿನ ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತವೆ. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಐಸೋಟೋಪ್ಗಳು (ರಾಸಾಯನಿಕ ಚಿಹ್ನೆ O) ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಮೂರು ಐಸೋಟೋಪ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆಃ 16O, 17O, ಮತ್ತು 18O, ಅಲ್ಲಿ 16,17 ಮತ್ತು 18 ಪರಮಾಣು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. ಅತ್ಯಂತ ಹೇರಳವಾದದ್ದು 16O ಆಗಿದ್ದು, ಸಣ್ಣ ಶೇಕಡಾವಾರು 18O ಮತ್ತು ಇನ್ನೂ ಕಡಿಮೆ ಶೇಕಡಾವಾರು 17O ಆಗಿದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಐಸೋಟೋಪ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಇರುವ 18O ಮತ್ತು 16O ಅನುಪಾತವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತದೆ. ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿರುವ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ನಂತರ ಮಾನದಂಡಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಮಾದರಿಯು ರೂಪುಗೊಂಡ ತಾಪಮಾನದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ-ವಿವರಗಳಿಗಾಗಿ ಪ್ರಾಕ್ಸಿ (ಹವಾಮಾನ) ನೋಡಿ. ಐಸೊಟೋಪ್ಗಳು ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ/ಹವಾಮಾನ 18O ನಡುವಿನ ಸಂಪರ್ಕವು 16O ಗಿಂತ ಭಾರವಾದ ಎರಡು ನ್ಯೂಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅಣುವು ಆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಭಾರವಾಗಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ H216O ಗಿಂತ H218O ಅನ್ನು ಆವಿಯಾಗಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು H218O ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸಿದಾಗ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, H216O ಹೆಚ್ಚು ವೇಗವಾಗಿ ಹರಡುತ್ತದೆ. H216O ಆವಿಯಾಗಲು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ದ್ರವ ಹಂತಕ್ಕೆ ಹರಡುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ, ದ್ರವ ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಮೊದಲ ನೀರಿನ ಆವಿಯು H216O ನಲ್ಲಿ ಪುಷ್ಟೀಕರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉಳಿದ ದ್ರವವು H218O ನಲ್ಲಿ ಪುಷ್ಟೀಕರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಆವಿ ದ್ರವವಾಗಿ ಘನೀಭವಿಸಿದಾಗ, H218O ಆದ್ಯತೆಯಾಗಿ ದ್ರವವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ H216O ಉಳಿದ ಆವಿಯಲ್ಲಿ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯು ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ತಂಪಾದ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಚಲಿಸಿದಾಗ, ನೀರಿನ ಆವಿ ಘನೀಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಳೆಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಳೆಯು H218O ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ, ಕ್ರಮೇಣ ಹೆಚ್ಚು H216O-ಸಮೃದ್ಧವಾದ ನೀರಿನ ಆವಿಯನ್ನು ಬಿಡುತ್ತದೆ. ಈ ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ತಾಪಮಾನವು ಕಡಿಮೆಯಾದಂತೆ 18O/16O ಕಡಿಮೆ ಮಳೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಅಂಶಗಳು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ದಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ದ್ರವರೂಪದ ನೀರಿನ ಬದಲಿಗೆ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯ ಹರಳುಗಳ ನೇರ ಮಳೆಯಾಗುವುದು. ಚಂಡಮಾರುತಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ತೀವ್ರವಾದ ಮಳೆಯಿಂದಾಗಿ, H216O ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ H218O ಖಾಲಿಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ 18O/16O ಅನುಪಾತಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಮರಗಳಲ್ಲಿ ಚಂಡಮಾರುತದ ಮಳೆಯ ನಂತರದ ಉಗಮವು, ಚಂಡಮಾರುತಗಳು ಹಾದುಹೋಗುವ ದಾಖಲೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಮಾನವ ದಾಖಲೆಗಳ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಐತಿಹಾಸಿಕ ದಾಖಲೆಯನ್ನು ರಚಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಪ್ರಯೋಗಾಲಯಗಳಲ್ಲಿ, ತಾಪಮಾನ, ತೇವಾಂಶ, ವಾತಾಯನ ಮತ್ತು ಮುಂತಾದವುಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಐಸೋಟೋಪ್ ಮಾಪನಗಳ ನಿಖರತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಐಸೋಟೋಪ್ ಅಳತೆಗಳಿಗಾಗಿ ಘನ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು (ಸಾವಯವ ಮತ್ತು ಅಜೈವಿಕ) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬೆಳ್ಳಿಯ ಕಪ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ ಮತ್ತು ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿಯೊಂದಿಗೆ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಖರವಾದ ಅಳತೆಗಳಿಗಾಗಿ ಸಂಶೋಧಕರು ಮಾದರಿಗಳ ಅಸಮರ್ಪಕ ಅಥವಾ ದೀರ್ಘಕಾಲದ ಶೇಖರಣೆಯನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಹವಾಮಾನದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧ 18O/16O ಅನುಪಾತವು ಪ್ರಾಚೀನ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನದ ದಾಖಲೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತಕ್ಕಿಂತ 10 ರಿಂದ 15 °ಸಿ (18 ರಿಂದ 27 °ಎಫ್) ತಂಪಾಗಿರುವ ನೀರು ಹಿಮನದಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ತಂಪಾದ ತಾಪಮಾನವು ಸಮಭಾಜಕದ ಕಡೆಗೆ ಹರಡಿದಂತೆ, 18O ನಲ್ಲಿ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿರುವ ನೀರಿನ ಆವಿ ಆದ್ಯತೆಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಅಕ್ಷಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಮಳೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಕ್ಷಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಂದ್ರೀಕರಿಸುವ ಉಳಿದ ನೀರಿನ ಆವಿಯು ತರುವಾಯ 16O ನಲ್ಲಿ ಸಮೃದ್ಧವಾಗಿದೆ. ಮಳೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಹಿಮನದಿಯ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯು ಕಡಿಮೆ 18O ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನೀರನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ 16O ನೀರನ್ನು ಹಿಮನದಿಯ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ, ಸಾಗರದ ನೀರಿನ 18O ಅಂಶವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಸಾಗರದ ನೀರಿನ 18° ಅಂಶವು ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಇಂದಿನದಕ್ಕಿಂತ 5°C (9°F) ನಷ್ಟು ಬೆಚ್ಚಗಿರುವ ನೀರು ಅಂತರ-ಹಿಮನದಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಚೀನ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವು ಹವಾಮಾನವು ಆವರ್ತಕವಾಗಿ ಬದಲಾಗಿದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ದೊಡ್ಡ ಚಕ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ಸ್ ಅಥವಾ ಸಣ್ಣ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಚಕ್ರಗಳ ಮೇಲೆ ಹೇರಲಾಗಿದೆ. ಪ್ಲೈಸ್ಟೋಸೀನ್ನಲ್ಲಿ ಹಿಮನದಿಯ ಗರಿಷ್ಠ ಮತ್ತು ಕನಿಷ್ಠವನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಈ ತಂತ್ರವು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮೌಲ್ಯಯುತವಾಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಸುಣ್ಣದ ಕಲ್ಲಿನ ನಡುವಿನ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳ ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್ ಚಿಪ್ಪುಗಳಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್, ಅಥವಾ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್, ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೂತ್ರ CaCO3, ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ನೀರು, H2O, ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್, CO2 ನಿಂದ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್ನಲ್ಲಿರುವ ಎರಡು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮೂರನೆಯದನ್ನು ನೀರಿನಿಂದ ಕಸಿದುಕೊಳ್ಳಬೇಕು. ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್ನಲ್ಲಿನ ಐಸೊಟೋಪ್ ಅನುಪಾತವು ಪರಿಹಾರದ ನಂತರ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪದರದ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿಗಳು ಚಿಪ್ಪಿನ ವಸ್ತುವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವ ನೀರಿನ ಅನುಪಾತದಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸೈಟ್ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಮೃದ್ಧಿಯು ತಂಪಾದ ನೀರಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಹಗುರವಾದ ಐಸೊಟೋಪ್ಗಳು ಎಲ್ಲಾ ಹಿಮನದಿಯ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಸಮುದ್ರದ ಐಸೊಟೋಪ್ ಹಂತಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗುವ ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿ ಫೋರಾಮಿನಿಫೆರಾ ಆಗಿದೆ. ರಿಸರ್ಚ್ ಅರ್ಥ್ನ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಆಮ್ಲಜನಕ ವಿಕಸನವು ಸುಮಾರು 2,150 ರಿಂದ 2,080 ದಶಲಕ್ಷ ವರ್ಷಗಳ ಹಿಂದಿನ ಗ್ಯಾಬನ್ ಗಣರಾಜ್ಯದ ಪ್ರಾಚೀನ ಸಂಚಯಗಳಲ್ಲಿ ದಾಖಲಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಆಮ್ಲಜನಕದ ಈ ಏರಿಳಿತಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾದವುಗಳು ಬಹುಶಃ ಲೋಮಗುಂಡಿ ಇಂಗಾಲದ ಐಸೋಟೋಪ್ ವಿಹಾರದಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಟ್ಟವು. ಹವಾಮಾನ ಮತ್ತು ಹವಾಮಾನದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಎನ್ಸೈಕ್ಲೋಪೀಡಿಯಾ ಬ್ರಿಟಾನಿಕಾ, ಪ್ಲೆಸ್ಟೋಸೀನ್ ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯ ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು NASA ಭೂಮಿಯ ವೀಕ್ಷಣಾಲಯಃ ಆಮ್ಲಜನಕ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಕ್ರಿಪ್ಸ್ O2 ಜಾಗತಿಕ ಆಮ್ಲಜನಕ ಮಾಪನಗಳು ಪ್ಯಾಲಿಯೊಕ್ಲಿಮಾಟಾಲಜಿ ಜಿಯೋಕ್ರೊನಾಲಾಜಿಕಲ್ ಡೇಟಿಂಗ್ ವಿಧಾನಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕ