氧的同位素已知的有十二種,包括氧13至氧24,其中氧16、氧17和氧18三種歸于穩(wěn)定型,其他已知的同位素都帶有放射性,其半衰期全部均少于三分鐘。 用處在于:生物呼吸、冶金和化工。但是同樣氧氣的同位素在海洋科學研討中也起到不少作用,科學家能夠通過氧同位素數(shù)值核算海水環(huán)境溫度。
1953年Epstein等人依據(jù)試驗結果,首次發(fā)表方解石的碳酸鈣溫度轉化方程式,經(jīng)過多位科學家研討并批改,于1991年Hays and Grossman綜合前人研討,并重新整理方解石同位素溫度方程式。碳酸鈣組成的另一種礦物-霰石的溫度轉化方程式,則是由Hudson and Anderson于1989年修訂完結。使用氧同位素數(shù)值核算環(huán)境溫度時,除使用質譜儀測量碳酸鈣物質的氧同位素數(shù)值外,也需估量碳酸鈣物質構成時的周圍海水氧同位素數(shù)值,估量的方法則是利用已知的地質依據(jù),并考量可能影響海水氧同位素的各項因子推算而得。
目前已知影響海水
氧同位素的因素,包括下列三者:一、冰川效應:當氧同位素較輕的水汽進入高緯度區(qū)域構成降雪落下,此時輕的水分子就被封存在冰川中,直到融解,才干回到海洋。也因此有著較大冰川發(fā)育的冰期,海水氧同位素均勻將比間冰期海水重約1.0~1,7‰左右。相反的,若今天冰川徹底消融,全球均勻海水氧同位素則會呈現(xiàn)-1.0‰的改變;二、鹽度和蒸騰效應:當區(qū)域性的海水遭到天水或河川淡水注入影響時,因為混入了氧同位素 較輕的水體,因此使得海水氧同位素較輕,且越往高緯度區(qū)域因為來源的水體氧同位素越輕,將使得鹽度效應更為顯著。如今南極冰川氧同位素數(shù)值約-50~-55‰,格陵蘭的冰芯氧同位素則約-32~-37‰,都較如今全球均勻海水氧同位素0‰低許多;與降水事情相反的蒸騰事情,也會影響區(qū)域海水氧同位素數(shù)值,當旺盛的蒸騰作用進行時,同位素數(shù)值較輕的水分子持續(xù)脫離海水進入大氣圈,會使得區(qū)域海水氧同位素相對其他區(qū)域海水來得重;三、巖石圈、水圈交流作用:歸于一種時間尺度長達千萬年的交流過程,如中洋脊鄰近的熱液作用和風化作用等,由巖石圈釋放出來的O會改變區(qū)域的海水氧
同位素數(shù)值。