Re: [問題] 疑問很久

看板EarthScience作者nia (貓肉很好吃)時間20年前 (2005/04/22 10:36)推噓4(4推 0噓 1→)

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※ 引述《volley (你媽的鐵支)》之銘言： : ※ 引述《nia (貓肉很好吃)》之銘言： : : 我不是說定年而是講碳13/12 : : 由穩定同位素的fractionation : : 我猜多少可看出其process是生物性或非生物性 : : 因為生物使用碳組成有機體, 會較不傾向使用碳13 : : 無機過程形成的有機化合物, 或許碳13會較前者enrich : 先說明:小弟我是學化學的... 學長好~ 小弟也是學化學的 (就是那隻跳槽到地質系的怪人) : 要對上面兩位大大說: : 1. 以碳同位素定年是指碳-14. 由於宇宙射線可以將穩定的氮-14轉變為不穩定 : 的碳-14,而大多數的生物體在地表生活會直接和碳-14有所接觸,所以生物體 : 內才會有碳-14的同位素存在. 沒錯 : 2. 由於地球接受宇宙射線(大多數來自太陽)的強度大致不變,所以自然界的碳- : 14濃度大致維持固定,也因此生物體內的碳-14濃度也固定. 自然界C14濃度非固定, 自己正在k相關的一篇science文章,還沒讀完生物體內的C14大致接近,因為被"假設" biodiscrimination 對C14的分化皆相等 : 3. 生物體死亡後無法再補充碳-14進入體內,體內的碳-14濃度也因而下降,碳-14 : 的半衰期是5730年,因為和地質時間動輒百萬年相比太過短暫,無法提供地質 : 時間尺度上的定年.若樣品不是來自生物,這個方法沒有用,若是來自生物,也會 : 因為時間太長久而無法測量. 目前測量上限約為五萬年 : 4. 有機碳-14和無機碳-14的衰變性質的確完全相同. 沒錯 : 5. 碳-13和碳-12均是碳的穩定同位素,衰變的尺度可能超過宇宙的時間尺度, : 所以就地質時間而言,它們是不會變化的,而碳-13和碳-12的自然濃度約為 : 1:100,這個數字不會因為它是有機碳化合物或是無機碳化合物而有所差別, : 因為生物體並不能分辦它們,對化學反應來說,它們是完全一樣的. 對化學系來講, 同位素的化性都相等, 這是因為電子軌域相等之故但實際上, 同位素由於質量數不同, 在動力學上, 會造成diffusion rate不同於是 activation energy就會有些微的差距; 在熱力學上, 則因重的同位素形成鍵結後, 其鍵能的vibration energy 會較輕的同位素低, 故較穩定. 一個反應由動力學或熱力學主導, 將決定輕重同位素enrich於何種相若由動力學主導(逆反應不明顯或不可逆反應), 因重同位素diffusion rate低, 在產物中所佔比例會低於在反應物中所佔比例若由熱力學主導(平衡反應), 因重的同位素在固相或與高價位離子鑑結時 vibration energy較低, 故會enrich於固相 (一般不考慮離子溶液態之水合能) 另外還有一類比較複雜的同位素於固/液相間的分化機制是由不同的過飽和程度, 導致無分化的快速沉澱與製造分化的平衡反應間產生不同程度的競爭. 這比較難講清楚, 可看這幾篇文章: Kim and O’Neil (1997); Zhou and Zheng (2002); Lemarchand et al. (2004) (前兩篇講氧同位素, 第三篇講鈣同位素.) 這些分化通常都僅讓同位素比例產生%o級的改變量, 對化學家來講是不重要的但在地科界很多古溫, 古pH, 古生產力或古鹽度上的測量, 卻是極其重要因為那些參數就會令同位素比發生這麼微量的改變. 這也是為何地質系一直要買更新能測元素or同位素比更準的質譜儀的原因在生物體內的同位素分化, 一般被認為是服從以上物理化學的分化機制. 但常常我們連在biomineralization中, 生物是怎樣利用元素形成殼體/有機體都搞不懂故有機來源物質的同位素分化現象, 往往和簡單的無機合成實驗結果有些差距像無機形成Aragonite, 與養殖O. universa與G. sacculifer兩種有孔蟲, 與實際測量Coretop之O. universa與G. sacculifer殼體之鈣同位素比質都發現有一些差距(尤其是和溫度的關係) 講了那麼多, 總之我想講的是, 化學界和地球化學界看反應, 所重視的東西是不同的: 化學重定性, 地化重定量. 舉例來說, 在寫個氧同位素的交換反應之反應常數(這是個被假想的反應): 1/3 CaC(O18)3(s) + H2(O16) <--> 1/3 CaC(O16)3(s) + H2(O18) 化學系的學生一定會寫: K = [H2(O18)]/[H2(O16)] 但實際上, 在同位素地球化學上, 得寫為: K = ([CaC(O16)3(s)]^(1/3)x[H2(O18)])/([CaC(O18)3(s)]^(1/3)x[H2(O16)]) 也就是說, 固相的濃度也要被考慮進去, 這是由於本來在導Gibb's energy時就也有將固相species的濃度也算進去. 但對化學系來講, 把這算進去頂多也只會令K發生%o級的改變, 根本沒什麼差別故都直接假設固相為純物質, K值中就不考慮固相之影響 -- 不管黑貓白貓，只要會叫nia的就是好貓～ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.112.56.110 ※ 編輯: nia 來自: 140.112.56.110 (04/22 11:26)

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