Изотопные методы это:

Изотопные методы
        в геологии, методы изучения геол. процессов, основанные на исследовании содержания и соотношений радиоактивных, радиогенных и стабильных изотопов отдельных химич. элементов в горных породах, минералах, природных водах, газах и органич. веществе.
         Наиболее разработаны и широко применимы методы абсолютной геохронологии (см. Геохронология), с их помощью, по соотношению радиоактивных изотопов и дочерних продуктов их распада, например 235U — 207Pb; 238U — 206Pb; 232Th — 208Pb; 87Rb — 87Sr; 40K — 40Ar и др., определяется абс. возраст горных пород и минералов. Методами абс. геохронологии определён возраст пород Земли, Луны, метеоритов; по изотопному составу инертных газов (Ar, Xe и мн. др.) судят о радиационном возрасте метеоритов (времени воздействия на них космич. облучения), Изотопный состав инертных газов Земли и метеоритов несёт богатую информацию об особенностях образования вещества Солнечной системы (см. Космохимия). Содержание 14C(T1/2 = 5600 лет) в ископаемых остатках на Земле позволяет определять время их захоронения; с помощью 14C определён возраст многих археол. находок. Различное содержание 14C в годовых кольцах древесины деревьев может указывать на неодинаковую интенсивность образования его в атмосфере прошлых геол. периодов, связанную с периодами изменения интенсивности космич. облучения планеты. По парам 230Io — 232Th: 230Io — 231Ra, а также по абс. содержанию радиоактивных 14C и 10Bc в донных отложениях океанов и морей определяются скорость и время накопления различных донных морских осадков; средняя продолжительность накопления неконсолидированных осадков в океане достигает 150․106 лет.
         Важную роль в геол. исследованиях играет вариация в содержании стабильных изотопов. Несмотря на небольшое различие в физ. и хим. свойствах изотопов при некоторых геол. процессах происходит фракционирование (разделение) изотопов отдельных хим. элементов. Наибольший эффект фракционирования характерен для лёгких элементов — Н, С, N, О, S и др., т. к. для них относительная разница в массах изотопов наибольшая. Различия в свойствах изотопов тяжёлых элементов малы и на совр. уровне измерительной техники трудно определяются. Измерения ведутся на масс-спектрометре (См. Масс-спектрометры) по отношению к эталонам, изотопный состав которых принимается всеми лабораториями мира. Результаты измерений выражаются в величинах δ, показывающих, на сколько % или o/oo содержание тяжёлого изотопа в образце больше (+δ) или меньше ( — δ), чем в эталоне. Одним из наиболее распространённых процессов фракционирования стабильных изотопов является Изотопный обмен. Глубина разделения изотопов определяется кинетическими и термодинамич. факторами. При высокой температуре фракционирование минимально, при низкой — максимально. При обычной температуре наиболее восстановленные соединения С, S, N содержат больше лёгкого изотопа; высокоокисленные их соединения содержат больше тяжёлого изотопа, например:
        
        ----------------------------------------------------------------
        | CH4 | H2S    | NH3   |  |  | утяжеление |  |  |
        |------------------------------------| C, S, N        |------|
        | C    | S       | N2     |  |  |                   |  |  |
        |------------------------------------|                    |------|
        | CO  | SO2    | NO    |  |  |                   |  |  |
        |------------------------------------|                    |------|
        | CO2 | SO3    | NO2   |  |  |                   |  |  |
        |------------------------------------|                    |------|
        |        | SO42— | NO3 | ↓  |                   | ↓  |
        ----------------------------------------------------------------
        
         Изучение вариаций состава стабильных изотопов позволяет решать одну из важнейших задач геохимии — восстановление истории атомов, путей их миграции в течение геол. процессов. Так, выделение 4He и 3He, а также других изотопов нейтральных газов при вулканич. извержениях, особенно в областях срединно-океанич. хребтов, позволяет изучать глубинные процессы, идущие в мантии Земли. Испарение водных масс с поверхности океанов и морей сопровождается разделением изотопов. В водяном паре изотопный состав водорода (1H/2H) и кислорода (16O/18O) легче, чем в морской воде. Пары воды содержат преим. 1H2O, а более тяжелая молекула воды (2H2O) обогащает океанич. воду. При конденсации паров воды снова происходит разделение изотопов, и первые капли дождя содержат более «тяжёлую» воду, чем последующие. Наиболее «лёгкая» вода кристаллизуется в виде снега и льда в полярных областях, например в Антарктике, где содержание 2H в различных слоях снега и льда зависит от того, в каком сезоне года они накапливались. Пресные воды легче морских, и их изотопный состав иногда имеет сезонные колебания. При изотопном обмене между разными компонентами устанавливается равновесие реакции, например: 3) изотопом 16O происходит при осаждении CaCO3 в холодной воде. Зависимость фракционирования изотопов от температуры, при которой протекает реакция, была положена в основу палеотермометрического метода; так, изучение изотопного состава кислорода известковых скелетов ископаемых морских организмов позволяет определять температуры древних морей. Метод настолько чувствителен, что по кольцам роста раковин устанавливаются сезонные колебания температуры древних морей.
         Немалую роль в изучении геол. процессов играют изотопы серы. Изотопный состав серы в горных породах и минералах Земли подвержен значит, колебаниям. За стандарт изотопного состава серы принимается сера метеоритов. Обычно измеряются вариации в отношениях наиболее распространённых изотопов 32S/34S. Осн. процесс изотопного фракционирования серы связан с перераспределением изотопов между окисленными (сульфатами) и восстановленными (сульфидами) соединениями серы. Изотопное фракционирование в геол. процессах могло начаться только после появления окисленных соединений серы, т. е. после появления на Земле свободного кислорода. Поэтому, изучая изотопный состав серы древних отложений, можно определить время формирования кислородной атмосферы Земли. Важным механизмом разделения изотопов серы является восстановление сульфатов. В условиях низких температур восстановление обычно идёт с помощью сульфатредуцирующих бактерий. Образующийся сероводород обогащается лёгким изотопом серы, а оставшийся сульфат утяжеляется. Вся сера сульфидных соединений прошла стадию биогенного окисления, в результате чего изотопный состав серы, например, океанич. сульфатов утяжелён на неск. % по сравнению с серой метеоритов. Эта величина служит важной планетарной константой. Изотопный состав серы месторождений сульфидов цветных тяжёлых металлов позволяет восстанавливать историю атомов серы до момента их фиксации в рудах и решать вопрос об источнике рудного вещества. В частности, выясняется большая роль в рудообразовании серы, которая прошла стадию редукции сульфатов. Установлено, что в магматич. процессы часто вовлекается вещество осадочных пород.
         По изотопным отношениям углерода 12C/13C выделяются два вида соединений. Одним свойственно повышенное содержание тяжёлого углерода (δ 13CИзотопные методыО + ), например углерод осадочных карбонатных отложений; другим — лёгкого (δ 13C Изотопные методы —20, —40о/оо), например углерод нефти, горючих газов, совр. организмов и т. п. При образовании алмазов, карбонатитов в мантии Земли происходит фракционирование изотопного состава углерода. Изотопный состав углерода алмазов и карбонатитов отличается от углерода, например, карбонатов и одинаков в разных точках земного шара. Изучение изотопного состава углерода позволяет ближе подойти к решению вопроса о происхождении нефти, газа, алмазов, углеводородных соединений в магматич. породах, графита в древних метаморфич. толщах.
         Методы изотопных исследований — новая развивающаяся область геологии. В последние годы обнаружены колебания в изотопном составе В, Mg, Cu, Si и некоторых др. элементов. Изучение геол. значения этих колебаний — задача будущего.
         А. П. Виноградов.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Изотопные методы" в других словарях:

  • ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ — в ва, имеющие в своем составе хим. элемент с изотопным составом, отличающимся от природного. Часто И. и. называют сами изотопы метки, добавляемые в в во, содержащее прир. смесь изотопов данного элемента. Т. к. поведение изотопов одного элемента в …   Химическая энциклопедия

  • Изотопные индикаторы —         вещества, имеющие отличный от природного изотопный состав и благодаря этому используемые в качестве метки при изучении самых разнообразных процессов. Роль изотопной метки выполняют стабильные или радиоактивные Изотопы химических элементов …   Большая советская энциклопедия

  • АРХЕОЛОГИЯ. МЕТОДЫ И ПРИЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ — Археологи по существу подобны детективам, занятым воссозданием и постижением жизни людей прошлых эпох; поэтому неудивительно, что для извлечения информации из материальных следов, оставленных древними людьми, они используют самые разнообразные… …   Энциклопедия Кольера

  • РАДИОИНДИКАТОРНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА — (РМА), методы качеств. и количеств. хим. анализа с использованием радионуклидов. Последние могут содержаться в исходном анализируемом в ве (напр., прир. радионуклиды таких элементов, как К, Th, U и др.), м. б. введены на определенном этапе… …   Химическая энциклопедия

  • Геобаротермометрия — Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (11 мая 2011) …   Википедия

  • Узловой зоб — заметен на глаз. МКБ 10 …   Википедия

  • О́пухоли — (tumores; синоним: новообразования, неоплазмы) патологические образования, возникающие в результате нарушения механизма координации размножения определенных видов клеток, а в ряде случаев и их структурно функциональной дифференцировки. Утрата… …   Медицинская энциклопедия

  • ГЕОФИЗИКА — комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли. Геофизика в широком смысле изучает физику твердой Земли (земную кору, мантию, жидкое внешнее и твердое внутреннее ядро), физику океанов, поверхностных вод суши (озер, рек, льдов) и… …   Энциклопедия Кольера

  • геофизика — (физика Земли), комплекс наук, изучающих физические свойства Земли в целом и физические процессы, происходящие в её оболочках. Соответственно различаются: физика твёрдой Земли, охватывающая направления исследования внутренних оболочек планеты;… …   Географическая энциклопедия

  • Изотопы — (от Изо... и греч. tópos место)         разновидности одного химического элемента, занимающие одно место в периодической системе элементов Менделеева, но отличающиеся массами атомов. Химические свойства атомов, т. е. принадлежность атома к тому… …   Большая советская энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «Изотопные методы» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»