Mostra la font per a Δ18O

{{DISPLAYTITLE:''δ''¹⁸O}}
En [[geoquímica]], [[paleoclimatologia]] i [[paleoceanografia]], '''''δ''¹⁸O''' (pronunciat ''«delta O divuit»''), o '''delta-O-18''' és una mesura de la proporció d'[[Isòtop|isòtops estables]] [[Oxigen 18|oxigen-18]] (<sup>18</sup>O) i [[oxigen-16]] (<sup>16</sup>O).

S'utilitza habitualment com a mesura de la [[temperatura]] de la [[Precipitació atmosfèrica|precipitació]], com a mesura de les interaccions [[aigua subterrània]]/[[Aigua mineral|mineral]] i com a indicador de processos que mostren [[fraccionament isotòpic]], com la [[metanogènesi]].

En paleociències, les dades <sup>18</sup>O:<sup>16</sup>O de [[coralls]], [[foraminífers]] i [[Testimoni de gel|testimonis de gel]] s'utilitzen com a indicador de la temperatura.

La definició és, en [[per mil]] (‰, parts per mil):
:<math chem="">\delta \ce{^{18}O} = \left( \frac{\left( \frac\ce{^{18}O}\ce{^{16}O} \right)_\mathrm{mostra}}{\left( \frac\ce{^{18}O}\ce{^{16}O} \right)_\mathrm{estandard}} - 1 \right) \times 1000</math> ‰

on l'estàndard té una composició isotòpica coneguda, com [[Vienna Standard Mean Ocean Water]] (Aigua oceànica mitjana estandarditzada de Viena, VSMOW),<ref group="Nota">L'estàndard VSMOW va ser iniciat pel geoquímic estatunidenc [[Harmon Craig]] el 1967 i promulgat el 1968 per l'[[Agència Internacional de l'Energia Atòmica]] (amb seu a Viena). Anteriorment, s'utilitzava un estàndard estatunidenc amb una composició molt similar (SMOW, ''Standard Mean Ocean Water''), o aigua procedent de la fusió de la neu natural, també de composició similar.</ref><ref>{{ref-web |url= http://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/res/funda.html |obra=[[USGS]] |títol=Isotope Tracers – Resources – Isotope Geochemistry |llengua=anglès}}</ref> que val:

:<math>\left(^{18}\!\mathrm{O}/^{16}\!\mathrm{O}\right)_\text{VSMOW}=(2005{,}20\pm0{,}43)\times10^{-6}</math>.

El fraccionament pot sorgir d'un [[fraccionament cinètic]], [[Fraccionament en equilibri|en equilibri]] o [[Fraccionament independent de la massa|independent de la massa]].

== Mecanismes ==
Les closques dels [[foraminífers]] es componen de [[carbonat de calci]] (CaCO₃) i es troben en molts entorns geològics comuns. La proporció de <sup>18</sup>O a <sup>16</sup>O a la closca s'utilitza per determinar indirectament la temperatura de l'aigua circumdant en el moment en què es va formar la closca. La proporció varia lleugerament en funció de la temperatura de l'aigua que l'envolta, així com d'altres factors com la [[salinitat]] de l'aigua i el volum d'aigua tancat en les plaques de gel.

δ<sup>18</sup>O també reflecteix l'[[evaporació]] local i l'entrada d'[[aigua dolça]], ja que l'aigua de [[pluja]] s'enriqueix amb <sup>16</sup>O, resultat de l'evaporació preferent del <sup>16</sup>O més lleuger de l'[[aigua de mar]]. En conseqüència, l'[[oceà]] superficial conté majors proporcions de <sup>18</sup>O al voltant dels [[Clima subtropical|subtròpics]] i els [[Tròpic|tròpics]] on hi ha més evaporació, i menors proporcions de <sup>18</sup>O a les latituds mitjanes on plou més.

<gallery mode="packed" heights="200">
Fitxer:Benthic foraminifera.jpg|Mostres de [[foraminífers]]
Fitxer:Delta-O-18_in_deep_sea_sediment-svg.svg|δ<sup>18</sup>O (en ‰) en sediments de mar profund per a carbonats de foraminífers al llarg del temps de 0 a 600.000 anys. Mitjana d'un gran nombre de mostres per tal d'aïllar un senyal global
</gallery>

De la mateixa manera, quan el [[vapor d'aigua]] es [[Condensació|condensa]], les [[Molècula d'aigua|molècules d'aigua]] més pesades que contenen [[Àtom|àtoms]] de <sup>18</sup>O tendeixen a condensar-se i precipitar-se primer. El gradient de vapor d'aigua que va des dels [[Tròpic|tròpics]] fins als [[Pol geogràfic|pols]] s'esgota gradualment de <sup>18</sup>O. La [[neu]] que cau al [[Canadà]] té molt menys H₂<sup>18</sup>O que la [[pluja]] a [[Florida]]; de la mateixa manera, la neu que cau al centre de les plaques de gel té una [[Isòtop traçador|signatura]] de δ<sup>18</sup>O més lleugera que la dels seus marges, ja que primer precipita el <sup>18</sup>O més pesat.

Per tant, els [[Canvi climàtic|canvis en el clima]] que alteren els patrons globals d'evaporació i precipitació canvien la relació δ<sup>18</sup>O de fons.

Les mostres sòlides (orgàniques i inorgàniques) per a l'anàlisi d'[[Isòtops de l'oxigen|isòtops d'oxigen]] s'emmagatzemen normalment en recipients de [[Argent|plata]] i es mesuren amb [[piròlisi]] i [[espectrometria de masses]].{{sfn|Tsang|Yao|Tse|2020|p=e12}} Els investigadors han d'evitar l'emmagatzematge inadequat o prolongat de les mostres per obtenir mesures precises.{{sfn|Tsang|Yao|Tse|2020|p=e12}}

== Extrapolació de la temperatura ==
Basant-se en la suposició simplificadora que el senyal es pot atribuir només al canvi de temperatura, ignorant els efectes de la salinitat i el canvi de volum de gel, Epstein et al. (1953) van estimar que un augment de δ<sup>18</sup>O de 0,22‰ equival a un refredament d'1 °C.{{sfn|Epstein|Buchsbaum|Lowenstam|Urey|1953|p=1315-1325}}{{sfn|Visser|Thunell|Scott|2003|p=153}}

Més precisament, Epstein et al. (1953) donen la següent [[extrapolació]] quadràtica per a la temperatura:
:<math>T = 16.5 - 4.3\mathrm{\delta} + 0.14 \mathrm{\delta^2}</math>
on ''T'' és la [[temperatura]] en [[Grau Celsius|°C]] (basada en un ajustament de [[Mètode dels mínims quadrats|mínims quadrats]] per a un rang de valors de temperatura entre 9 °C i 29 °C, amb una [[Desviació tipus|desviació estàndard]] de ±0,6 °C, i δ és δ<sup>18</sup>O per a una mostra de [[carbonat de calci]]).

Durant el [[Plistocè]], una signatura δ<sup>18</sup>O de 0,11‰ es va correlacionar amb un [[Pujada del nivell del mar|canvi de nivell del mar]] de 10 m com a resultat del canvi en el volum de gel.

== Paleoclimatologia ==
=== Testimonis de gel ===
δ<sup>18</sup>O es pot utilitzar amb [[Testimoni de gel|testimonis de gel]] per determinar la temperatura des de quan es va formar el gel.

Lisiecki i Raymo (2005) van utilitzar mesures de δ<sup>18</sup>O en [[Foraminífer bentònic|foraminífers bentònics]] de 57 testimonis de [[Sediment|sediments]] marins profunds distribuïts a nivell mundial, pres com a [[Indicador paleoclimàtic|indicador]] de la massa global total de capes de gel glacials, per reconstruir el clima dels últims cinc milions d'anys.{{sfn|Lisiecki|Raymo|2005|p=PA1003}}{{sfn|Lisiecki|Raymo|2005b|p=PA2007}}

El registre apilat dels 57 testimonis es va [[ajustar orbitalment]] a un model de gel impulsat orbitalment, els [[Teoria de Milanković|cicles de Milanković]] de 41.000 anys ([[Obliqüitat de l'eclíptica|obliqüitat]]), 26.000 anys ([[precessió]]) i 100.000 anys ([[Excentricitat orbital|excentricitat]]), que se suposa que causen el [[forçament orbital]] del volum de gel global. Durant els darrers milió d'anys, hi ha hagut una sèrie de màxims i mínims [[Edat glacial|glacials]] molt forts, espaiats per aproximadament 100.000 anys.

Com que les variacions d'[[Isòtop|isòtops]] observades tenen una forma similar a les variacions de temperatura registrades durant els últims 420.000 a l'[[estació Vostok]], la figura que es mostra a continuació, a la dreta alinea els valors de δ<sup>18</sup>O (escala dreta) amb les variacions de temperatura informades del testimoni de gel de Vostok (escala esquerra), segons Petit et al. (1999).<gallery mode="packed" heights="200">
Fitxer:Five Myr Climate Change.png|Registre climàtic reconstruït per [[Lorraine Lisiecki|Lisiecki]] i [[Maureen Raymo|Raymo]] (2005)
</gallery>

=== Teixits biomineralitzats ===
El δ<sup>18</sup>O dels teixits [[Biomineralització|biomineralitzats]] també es pot utilitzar per reconstruir condicions ambientals passades. En els [[vertebrats]], l'[[apatita]] del [[mineral ossi]], l'[[esmalt dental]] i la [[dentina]] conté grups [[fosfat]] [PO<sub>4</sub>]<sup>3−</sup> que poden preservar les proporcions d'isòtops d'oxigen de l'aigua ambiental.{{sfn|Kolodny|Luz|Navon|1983|p=398-404}} El fraccionament dels isòtops d'oxigen en aquests teixits pot veure's afectat per factors biològics com la temperatura corporal i la [[dieta]].{{sfn|Luz|p=317-323}}

== Roques ígnies i cristal·lines ==
Una signatura δ<sup>18</sup>O també pot proporcionar informació sobre l'origen i el desenvolupament del material a les [[Roca ígnia|roques magmàtiques]]. Tanmateix, les variacions són molt petites (en el rang de 0,1 ‰) a causa de les altes temperatures dels processos. Per tant, les mesures durant les anàlisis s'han de dur a terme amb gran precisió.{{sfn|Bindeman|2008|p=445-478}}{{sfn|Valley|Bindeman|Peck|2003|p=3257-3266}}{{sfn|Bucholz|Jagoutz|Van Tongeren|Stera|Wang|2017|p=154-184}}

== Revisió dels aliments ==
Una altra aplicació és comprovar l'autenticitat dels [[Aliment|aliments]]. Com que l'aigua absorbida per les [[plantes]] s'emmagatzema, cada aliment d'origen vegetal porta la signatura del seu lloc de creixement a l'aigua que conté. Per exemple, si el vi es dilueix amb aigua de l'aixeta, o el suc que s'ha convertit prèviament en un concentrat per al transport econòmic i es torna a diluir amb aigua de l'aixeta, això es pot detectar determinant δ<sup>18</sup>O. Si hi ha dades prou precises sobre una àrea de cultiu, amb el mètode és possible comprovar també informació sobre la ubicació de cultiu. Per exemple, es pot comprovar si un [[vi de Bordeus]] prové realment de raïms que van créixer a [[Bordeus]].<ref>{{ref-web |títol = Stabilisotopenanalytik |obra = Bayerisches Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit | data = 22 de març de 2012
| url = http://www.lgl.bayern.de/lebensmittel/kennzeichnung/echtheit_herkunft/stabilisotopenanalytik.htm | llengua=aleman}}</ref>

== Anàlisi del sucre ==
En els [[Glúcid|sucres]] ([[arabinosa]], [[xilosa]] i [[fructosa]]) de les plantes dipositades als [[Sediment|sediments]] del llac, també es pot reconèixer una signatura clara de δ<sup>18</sup>O amb l'ajuda d'un nou mètode, que probablement reflecteix la situació de la temperatura i les precipitacions locals. A la regió de l'[[Himàlaia]], per exemple, aquesta signatura es pot utilitzar com a indicador de la intensitat i la variabilitat del [[Monsó del Sud de l'Àsia|monsó]] d'estiu.{{sfn|Zech|Tuthorn|Zech|Schlütz|Zech|2013|p=1-11}}

== Notes ==
<references group="Nota"/>

== Referències ==
{{referències}}

== Bibliografia ==
{{Div col|cols=2}}
* {{ref-publicació |nomr=Ilya |cognom=Bindeman |article=Oxygen Isotopes in Mantle and Crustal Magmas as Revealed by Single Crystal Analysis |publicació=Reviews in Mineralogy & Geochemistry |volumd=69(1) |any=2008 |doi=10.2138/rmg.2008.69.12 | llengua=anglès}}
* {{ref-llibre|cognom=Clark |nom= I.D. |cognom2=Fritz |nom2=P. |any=1997 |títol=Environmental Isotopes in Hydrogeology |editorial=[[CRC Press]] |isbn=1-56670-249-6 |llengua=anglès}}
* {{ref-publicació |nom=Claire E. |cognom=Bucholz |nom2= Oliver |cognom2=Jagoutz |nom3= Jill A. |cognom3=Van Tongeren |nom4= Jacob |cognom4=Setera |nom5= Zhengrong |cognom5=Wang |article=Oxygen isotope trajectories of crystallizing melts: Insights from modeling and the plutonic record |publicació=Geochimica et Cosmochimica Acta |volum=207 |any=2017 |doi=10.1016/j.gca.2017.03.027 | llengua=anglès}}
* {{ref-publicació|cognom=Epstein|nom=S.|cognom2=Buchsbaum|nom2=R.|cognom3=Lowenstam|nom3=H.|cognom4=Urey|nom4=H.|any=1953|article=Revised carbonate-water isotopic temperature scale|publicació=Geol. Soc. Am. Bull.|volum=64(11)|doi=10.1130/0016-7606(1953)64[1315:rcits]2.0.co;2|bibcode=1953GSAB...64.1315E |llengua=anglès}}
* {{ref-publicació |cognom=Kolodny |nom=Yehoshua |cognom2=Luz |nom2=Boaz |cognom3=Navon |nom3=Oded |mes=setembre |any=1983 |títol=Oxygen isotope variations in phosphate of biogenic apatites, I. Fish bone apatite—rechecking the rules of the game |url=http://dx.doi.org/10.1016/0012-821x(83)90100-0 |publicació=Earth and Planetary Science Letters |volum=64(3) |doi=10.1016/0012-821x(83)90100-0 |issn=0012-821X |llengua=anglès}}
* {{ref-publicació| doi = 10.1029/2004PA001071|article = A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ<sup>18</sup>O records|mes=gener |any=2005 |cognom = Lisiecki |nom = L. E|enllaçautor = Lorraine Lisiecki|publicació = Paleoceanography|volum = 20(1)|cognom2 = Raymo |nom2 = M. E. |enllaçautor2 = Maureen Raymo| url = http://lorraine-lisiecki.com/LisieckiRaymo2005.pdf |format={{PDF}} |bibcode = 2005PalOc..20.1003L | hdl = 2027.42/149224| llengua=anglès}}
* {{ref-publicació| doi = 10.1029/2005PA001164 |article = Correction to "A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ<sup>18</sup>O records"|mes=maig |any=2005b |cognom = Lisiecki |nom = L. E|publicació = Paleoceanography|volum = 20(2)|cognom2 = Raymo |nom2 = M. E.|bibcode = 2005PalOc..20.2007L | doi=10.1594/PANGAEA.704257 |llengua=anglès}}
* {{ref-publicació |cognom=Luz |nom=Boaz |any=1989 |article=Oxygen isotope variation in bone phosphate |url=https://www.researchgate.net/profile/Yehoshua-Kolodny/publication/223020909_Oxygen_isotope_variation_in_bone_phosphate/links/5a4a1795aca272d29462852e/Oxygen-isotope-variation-in-bone-phosphate.pdf |format={{PDF}} |publicació=Applied Geochemistry |volum=4 | llengua=anglès}}
* {{ref-publicació |cognom=Schmidt |nom=G.A |any=1999 |url=http://www.agu.org/pubs/crossref/1999/1999PA900025.shtml |article=Forward Modeling of Carbonate Proxy Data from Planktonic Foraminifera Using Oxygen Isotope Tracers in a Global Ocean Model |publicació=Paleoceanography |volum=14(4) |pàgina=482-497 |doi=10.1029/1999PA900025 |bibcode=1999PalOc..14..482S |llengua=anglès |consulta=2023-07-29 |arxiuurl=https://web.archive.org/web/20100424063719/http://www.agu.org/pubs/crossref/1999/1999PA900025.shtml |arxiudata=2010-04-24 }}
* {{ref-publicació|cognom=Tsang|nom=Man-Yin|cognom2=Yao|nom2=Weiqi|cognom3=Tse|nom3=Kevin|any=2020|article=Oxidized silver cups can skew oxygen isotope results of small samples|publicació=Experimental Results|volum=1|pàgina=e12|doi=10.1017/exp.2020.15|issn=2516-712X|llengua=anglès}}
* {{ref-publicació |nom=John W. |cognom=Valley |nom2= Ilya N. |cognom2=Bindeman |nom3= William H. |cognom3=Peck |article=Empirical calibration of oxygen isotope fractionation in zircon |publicació=Geochimica et Cosmochimica Acta |volum=67(17) |any=2003 |doi=10.1016/S0016-7037(03)00090-5 | llengua=anglès}}
* {{ref-publicació|cognom=Visser |nom=K.|any=2003|cognom2=Thunell|nom2=Robert|cognom3=Stott |nom3=Lowell |article=Magnitude and timing of temperature change in the Indo-Pacific warm pool during deglaciation|publicació=[[Nature]]|volum=421(6919) |doi=10.1038/nature01297|bibcode = 2003Natur.421..152V |pmid=12520298 |llengua=anglès}}
* {{ref-publicació |cognom=Zech |nom=Michael|doi=10.1007/s10933-013-9744-4|volum=50(2)|publicació=Journal of Paleolimnology|article=''A 16-ka δ<sup>18</sup>O record of lacustrine sugar biomarkers from the High Himalaya reflects Indian Summer Monsoon variability''|mes=agost|any=2013|nom2=Mario |cognom2=Tuthorn |nom3=Roland |cognom3= Zech |nom4= Frank |cognom4=Schlütz |nom5=Wolfgang |cognom5=Zech |llengua=anglès}}
{{Div col end}}

== Vegeu també ==
{{Div col|cols=2}}
* [[Anàlisi isotòpica]]
* [[Geoquímica d'isòtops]]
* [[Isòtops de l'oxigen]]
* [[Isòtop traçador]]
* [[Paleotermòmetre]]
{{Div col end}}

{{Autoritat}}

[[Categoria:Datació]]
[[Categoria:Geologia]]
[[Categoria:Isòtops]]
[[Categoria:Oceanografia]]
[[Categoria:Oxigen]]
[[Categoria:Paleoclimatologia]]
[[Categoria:Radioquímica]]