δ18O氧同位素 之 16O與18O的愛恨糾葛

Painter / 廖倩儀

高一地球科學課本在提到歷史上的氣候變遷時,會提到許多可以用來指示氣候變化的方法,大家比較熟悉的是樹的年輪、鐘乳石等……,其中有一種方法是檢視冰川或海洋沉積物中的氧同位素,用來推論當時的氣溫及海水溫度變化。

但是氧同位素變化怎麼用來推論溫度的改變呢?也許以下漫畫能簡單的幫助您有初步的了解。

看到這裡,相信聰明的你也已經發現了,氣候比較溫暖的時候,冰芯紀錄(代表大氣)到的δ18O數值較高,同時因為海洋中的18O比例降低,海洋沉積物(或是有孔蟲殼體)中所讀到的δ18O數值會較低;再看看氣候變冷的時候,此時留在海中的18O比例比暖期高,這個時候大氣與海中的狀況就會相反囉!

漫畫中把氧-16和氧-18受氣溫控制的故事說的就像童話故事一樣美好,而在真實環境中,冰芯與海洋沈積物之中對於氧同位素的控制機制不盡相同,而在海洋中還有溫度和鹽度會控制氧同位素的比值,在不同深度中的狀況也都不一樣,溫度只是其中一個影響因子。

註:「δ」是希臘字母,讀做delta。在此處δ18O用來表示氧-18與氧-16之間的比值。

 

參考資料:

葉昭松(2011)同位素於古環境研究上的應用(二)

海底沉積物岩芯中的檔案:有孔蟲氧同位數比值和水溫的關係