※ 引述《volley (你妈的铁支)》之铭言： : ※ 引述《nia (猫肉很好吃)》之铭言： : : 我不是说定年 而是讲碳13/12 : : 由稳定同位素的fractionation : : 我猜多少可看出其process是生物性或非生物性 : : 因为生物使用碳组成有机体, 会较不倾向使用碳13 : : 无机过程形成的有机化合物, 或许碳13会较前者enrich : 先说明:小弟我是学化学的... 学长好~ 小弟也是学化学的 (就是那只跳槽到地质系的怪人) : 要对上面两位大大说: : 1. 以碳同位素定年是指碳-14. 由於宇宙射线可以将稳定的氮-14转变为不稳定 : 的碳-14,而大多数的生物体在地表生活会直接和碳-14有所接触,所以生物体 : 内才会有碳-14的同位素存在. 没错 : 2. 由於地球接受宇宙射线(大多数来自太阳)的强度大致不变,所以自然界的碳- : 14浓度大致维持固定,也因此生物体内的碳-14浓度也固定. 自然界C14浓度非固定, 自己正在k相关的一篇science文章,还没读完 生物体内的C14大致接近,因为被"假设" biodiscrimination 对C14的分化皆相等 : 3. 生物体死亡後无法再补充碳-14进入体内,体内的碳-14浓度也因而下降,碳-14 : 的半衰期是5730年,因为和地质时间动辄百万年相比太过短暂,无法提供地质 : 时间尺度上的定年.若样品不是来自生物,这个方法没有用,若是来自生物,也会 : 因为时间太长久而无法测量. 目前测量上限约为五万年 : 4. 有机碳-14和无机碳-14的衰变性质的确完全相同. 没错 : 5. 碳-13和碳-12均是碳的稳定同位素,衰变的尺度可能超过宇宙的时间尺度, : 所以就地质时间而言,它们是不会变化的,而碳-13和碳-12的自然浓度约为 : 1:100,这个数字不会因为它是有机碳化合物或是无机碳化合物而有所差别, : 因为生物体并不能分办它们,对化学反应来说,它们是完全一样的. 对化学系来讲, 同位素的化性都相等, 这是因为电子轨域相等之故 但实际上, 同位素由於质量数不同, 在动力学上, 会造成diffusion rate不同 於是 activation energy就会有些微的差距; 在热力学上, 则因重的同位素形成键结後, 其键能的vibration energy 会较轻的同位素低, 故较稳定. 一个反应由动力学或热力学主导, 将决定轻重同位素enrich於何种相 若由动力学主导(逆反应不明显或不可逆反应), 因重同位素diffusion rate低, 在产物中所占比例会低於在反应物中所占比例 若由热力学主导(平衡反应), 因重的同位素在固相或与高价位离子监结时 vibration energy较低, 故会enrich於固相 (一般不考虑离子溶液态之水合能) 另外还有一类比较复杂的同位素於固/液相间的分化机制 是由不同的过饱和程度, 导致无分化的快速沉淀与制造分化的平衡反应间 产生不同程度的竞争. 这比较难讲清楚, 可看这几篇文章: Kim and O’Neil (1997); Zhou and Zheng (2002); Lemarchand et al. (2004) (前两篇讲氧同位素, 第三篇讲钙同位素.) 这些分化通常都仅让同位素比例产生%o级的改变量, 对化学家来讲是不重要的 但在地科界很多古温, 古pH, 古生产力或古盐度上的测量, 却是极其重要 因为那些参数就会令同位素比发生这麽微量的改变. 这也是为何地质系一直要买更新 能测元素or同位素比更准的质谱仪的原因 在生物体内的同位素分化, 一般被认为是服从以上物理化学的分化机制. 但常常我们连在biomineralization中, 生物是怎样利用元素形成壳体/有机体都搞不懂 故有机来源物质的同位素分化现象, 往往和简单的无机合成实验结果有些差距 像无机形成Aragonite, 与养殖O. universa与G. sacculifer两种有孔虫, 与实际测量Coretop之O. universa与G. sacculifer壳体之钙同位素比质 都发现有一些差距(尤其是和温度的关系) 讲了那麽多, 总之我想讲的是, 化学界和地球化学界看反应, 所重视的东西是不同的: 化学重定性, 地化重定量. 举例来说, 在写个氧同位素的交换反应之反应常数(这是个被假想的反应): 1/3 CaC(O18)3(s) + H2(O16) <--> 1/3 CaC(O16)3(s) + H2(O18) 化学系的学生一定会写: K = [H2(O18)]/[H2(O16)] 但实际上, 在同位素地球化学上, 得写为: K = ([CaC(O16)3(s)]^(1/3)x[H2(O18)])/([CaC(O18)3(s)]^(1/3)x[H2(O16)]) 也就是说, 固相的浓度也要被考虑进去, 这是由於本来在导Gibb's energy时 就也有将固相species的浓度也算进去. 但对化学系来讲, 把这算进去顶多也只会令K发生%o级的改变, 根本没什麽差别 故都直接假设固相为纯物质, K值中就不考虑固相之影响 -- 不管黑猫白猫，只要会叫nia的就是好猫～ --

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