Durağan İzotop Oranı

[ÖzelErdem]

Durağan İzotop Oranı

Durağan izotop oranı kavramı durağan nükloid kavramına yakın bir anlama sahiptir. Fakat çoğul durağan izotop kavramı, genellikle belirli bir element üzerindeki nükleoidler üzerinde konuşulurken kullanılır. Bundan dolayı durağan izotoplar dediğimiz zaman üzerinde konuştuğumuz belirli elementin izotoplarından bahsediyor oluruz. Kısacası aynı elementin izotopları kastedilir. Birbiri ile bağıntılı bollukta olan buna benzer durağan izotoplar deneysel olarak "izotop analizi" yönetmi ile bulunabilmektedir. Bulunan bir izotop oranının bir deney aracı olarak kullanılması mümkündür. Teorik olarak, bu tarz durağan izotoplar "radyometrik tarihleme yöntemi" denilen yöntemde kullanılan ve bir radyoaktif bozulmanın ürünleri olan radyojenezik durumları içerebilirler. Ancak, kullanım olarak "durağan izotop oranı" dediğimizde genellikle kastedilen doğada kimin izotop fraksiyonlanmasının bolluğundan birbirine bağıl olarak etkilenip etkilenmediğini söylemektir.


(İzotop analizi) Doğal olarak, kendiliğinden oluşan durağan izotopların ölçülmesi izotop jeokimyasında önemli bir rol oynar. Fakat durağan izotopların (çoğunlukla karbon, nitrojen ve oksijen) ekolojik ve biyolojik çalışma alanlarında pek çok işlevi ve görevi vardır. Diğer çalışanlar oksijen izotop oranını kullanarak tarihi olaylardaki sıcaklık değerlerini ve hava şartlarını yeniden oluşturmak için kullanmışlardır. Bu nedenle durağan izotop oranları, paleoklimatoloji için çok önemli bir yere sahiptir.

Sıklıkla analiz edilen ve araştırılan durağan izotop atomları oksijen, karbon, nitrojen, hidrojen ve sülfürü içerir. Birden daha çok ilkel izotopa sahip hafif elementler için izotop sistemleri uzun yıllardır doğa sistemlerinde izotop fraksiyonlanmasının süreçlerini anlayabilmek için çalışılmakta ve araştırılmaktadır. Bu elementlerin çalışılmasının uzun hikayesi bu elementlerin hafif ve uçucu olmalarından kaynaklı olmalarından ötürü diğerlerine oranla kolay ölçülebilir olmalarıdır, yani bu elementleri tercih etmemizdeki önemli kısım özellikleri ve oranlarıdır. Fakat, izotop oran/kütle spektrometresi (örneğin: çok-toplayıcılı indüktör çift plazma kütlesi spektrometresi) bizi bugünkü durumumuzda demir, bakır, çinko, molibden gibi ağır durağan elementlerin izotop oranlarını ölçmemize olanak sağlıyor.

Oksijen ve hidrojen izotopları için varyasyonlar hidrolojide pek çok uygulamaya sahiptir, bunun nedeni ise çoğu örnekler okyanus suyu ve kutup karları olarak iki ekstrem koşul arasındadır. Bir akiferden alınan suyun örneği, örnekteki hidrojen atomundaki durağan izotopların ölçülmesi için yeterli derecede duyarlı bir ölçüttür. Yani aldığımız örnekten, yani kaynaktan anlam çıkarmamız mümkündür, okyanus suyu akiferden sızdığını düşünelim, veya akiferin üzerinde okyanus suyunun çöktüğünü, üstelik iki kaynaktan da oranları tahmin etmemiz mümkündür.

Paleoklimatolojinin için bir başka kullanımı ise paleosıcaklık için ölçümlerdir. Örneğin, sıcaklıkla birlikte biyolojik sistemlerde oksijenin izotopik fraksiyonlanmasının varyasyonları kaynaklı bir teknik mevcuttur. Foraminifer türleri oksijeni kabuklarında kalsiyum karbonat olarak birleştirirler. Oksijen-16 ve oksijen-18 oksijen izotoplarının oranları ile kalsiyum karbonat değerleri birbirlerine katılırlar, çeşitlenmeleri ise sıcaklık ve suyun oksijen izotopik bileşimine bağlıdır. Ve bu oksijen foraminifer öldüğü zaman kalsiyum karbonat içerisinde değişmeden kalacaktır, öldüğünde ve denizinin tabanına indiğinde, kabuğu tortunun bir parçasına dönüşecektir. Bu tortu tabakasından standart bir foraminifer türünü, foraminifer tortu tabakasından oksijen izotopik oranına göre sınıflandırarak seçebilmemiz ve anlayabilmemiz mümkündür. Ayrıca izotopik oksijen tayinine göre foraminiferin yaşadığı dönem boyunca sudaki sıcaklık değişimlerini anlayabiliriz.

Araştırmalar gösteriyor ki adli bilimlerde, çeşitli uyuşturuculardan elde edilen belirli izotop oranları, bu uyuşturucuların yapımındaki bitkilerin (kokain, kenevir) kaynağını, nereden geldiğini ve nerede yetiştiğini saptamamızda yardımcı olur. Ayrıca doping kontrolü için belirli uygulamalara sahiptir, ekzojene ve egzojene (yapay) kaynaklı hormonları birbirinden ayrımak için kullanılır.

Kondrit meteorları oksijen izotop oranları kullanılarak gruplandırılır. Ek olarak, karbon-13'ün nadir özelliğinin onaylıyor olduğu üzere, yeryüzünün dışından gelen organik bileşikler karbonlu kondritlerde bulunmuştur. Örneğin Murchison meteoru.