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len, weshalb man sich darauf geeinigt hat, sie
in einer anderen Notation, der so genannten
Delta-Notation
, anzugeben. Hierbei wird der
gemessene Wert auf einen international aner-
kannten Standard bezogen (für Sauerstoff z. B.
Standard Mean Ocean Water
,genanntSMOW)
und mit 1000 multipliziert. Dadurch ergeben
sich gut handhabbare Zahlen der Isotopen-
verhältnisse, die dann in Promille angegeben
werden.
d
18
O
Probe
=
relativer Massenunterschied (%)
1
2
3
45
10
20
30
40
5
0
2
H/
1
H
7
Li/
6
Li
18
O/
16
O
11
B/
10
B
44
Ca/
40
Ca
13
C/
12
C
15
N/
14
N
F
18
O/
16
O
Probe
O/
16
O
SMOW
-1
¥
· 1000
30
Si/
28
Si
18
34
S/
32
S
37
Cl/
35
Cl
Neben der „Klein-Delta“ Notation gibt es auch
noch die
„Groß-Delta“ Notation
,diedieFrak-
tionierung
56
Fe/
54
Fe
65
Cu/
63
Cu
zwischen
zwei
Phasen
angibt.
4.75
Der relative Massenunterschied zwischen
verschiedenen Isotopenpaaren.
„Groß-Delta“ ist definiert durch:
¿
Phase 1 - Phase 2
=
d
Phase 1
-
d
Phase 2
Es besteht ein enger Zusammenhang mit dem
Fraktionierungsfaktor
a
, und zwar:
¿ ˚
1000 · ln
a
Die für die wichtigsten stabilen Isotopensys-
teme gebräuchlichen Standards sind in Tabelle
4.13 zusammengestellt.
Man sieht an diesem Beispiel sehr deutlich, was
die Isotopenfraktionierung primär steuert: der
relative Unterschied der Isotopenmassen, und
nicht die Isotopenmasse selbst. So ist der Frak-
tionierungseffekt zwischen Wasserstoff und
Deuterium viel größer als zwischen
12
Cund
13
C,
undderEffektbeischwerenIsotopenwieEisen
oder Kupfer war bis vor wenigen Jahren kaum
messbar (Abb. 4.75). Diese Regel gilt übrigens
für Gleichgewichts- und die kinetische Fraktio-
nierung gleichermaßen.
4.7.3 „Traditionell“ häufig in den
Geowissenschaften benutzte stabile
Isotope
4.7.3.1 Wasserstoff und Sauerstoff
4.7.2 Fraktionierungsfaktoren und
gebräuchliche Notationen
Der
Fraktionierungsfaktor
a
beschreibt, wie
sich ein Isotopenverhältnis ändert:
Diese beiden Elemente werden gemeinsam be-
handelt,dasieimWasserengmiteinanderver-
koppeltsind,daWasserinsehrvielengeologi-
schen Prozessen enorm wichtig ist und somit
bei vielen zu erklärenden Phänomenen beide
Isotopensysteme involviert sind.
Das Verhältnis zwischen
a
Phase 1-Phase 2
=Isotopenverhältnis
Phase 1
/
Isotopenverhältnis
Phase 2
Ound
16
Oistwohl
das am häufigsten benutzte Isotopensystem
überhaupt, da Sauerstoff in unserer Umwelt
und auf unserer Erde allgegenwärtig ist -
schließlich besteht unsere Erde zu rund 30 %
ihrer Masse aus Sauerstoff! Sauerstoff besteht
zwar aus drei Isotopen (
16
O,
17
Ound
18
Omit
Häufigkeiten von 99,762, 0,038 und 0,2 %), und
18
Für Sauerstoffisotope hieße dies:
a
Phase 1-Phase 2
=(
18
O/
16
O)
Phase 1
/(
18
O/
16
O)
Phase 2
Bei einem
a
-Wert von beispielsweise 1,061 ver-
ändert sich das
18
O/
16
O-Verhältnis also von
0,002127 in Phase 1 (siehe Tabelle 4.13) auf
0,002005 in Phase 2. Das sind sehr kleine Zah-
