δ¹³C

Jeokimya, paleoklimatoloji ve paleo okyanus biliminde δ¹³C bir izotopik imza değeridir, karbonun kararlı izotoplarının oranı ¹³C:¹²C 'nin binde (‰) olarak ifadesidir:

${\displaystyle \delta ^{13}C={\Biggl (}{\frac {{\bigl (}{\frac {^{13}C}{^{12}C}}{\bigr )}_{ornek}}{{\bigl (}{\frac {^{13}C}{^{12}C}}{\bigr )}_{standard}}}-1{\Biggr )}*1000\ ^{o}\!/\!_{oo}}$

Burda standart, belirlenmiş bir referanstır, okyanus suyu gibi.

δ¹³C, biyolojik karbon fiksasyonu, organik karbonun gömülmesi ve bitki tipine bağlı olarak zamana göre değişir.

δ¹³C'yi ne etkiler?

Metan gazının δ¹³C çok düşüktür: biyolojik kaynaklı metan için -60‰, deniz dibi sıcak su kaynaklarında üretilen termojenik metan için -40‰. Metanla kompleksleşebilen klatratların büyük miktarda çevreye salınmasının (Paleosen'den Eosen devre geçiş sırasında olduğu gibi) global δ¹³C değerlerine büyük etkisi olabilir.^[1]

Daha sık olarak, atmosfer ve sudaki karbon dioksitin organik bileşiklere dönüşmesinin (buna birincil üretim denir; bu süreç başlıca fotosentez yoluyla olur) ve organik maddelerin gömülmesindeki değişmeler bu oranı etkiler. Organizmalar bünyelerine yeni organik bileşikler katarken ¹²C'yi ¹³C'ye tercih ederler ve δ¹³C imzaları -13‰ ile -33‰ arasında değişir, bu canlıların kullandığı metabolik yola bağlı olarak.

Birincil üretimdeki bir artış δ¹³C değerinin artmasına neden olur çünkü bitkilerin yapısına daha çok ¹²C dahil olur. Organik maddeler tortu olarak toprağa veya deniz dibine gömülünce sistemdeki serbest ¹²C azalır çünkü organik karbonda daha fazla ¹²C vardır.

Önemli jeolojik δ¹³C değişimleri

C₃ ve C₄ bitkilerinin izotopik imzaları farklıdır (-28‰ ve -13‰), bu yüzden C₄ bitkilerin zamana göre doğadaki yaygınlıkları δ¹³C kayıtlarından anlaşılabilir.^[2]

Kitlesel soy tükenmeleri çoğu zaman δ¹³C'de bir artma ile kendini gösterir, bunun nedeninin birincil üretkenlikte bir azalma olduğu tahmin edilmektedir.

Geç Devoniyen dönemde büyük kara bitkilerinin evrimleşmesi ile organik karbon gömülmesini artmış ve bunun sonucu δ¹³C düşmüştür.

Biyokimya

Canlıların ¹²C'yi ¹³C tercih etmelerinin nedeni, ¹²C'nin daha hafif olmasıdır. Kimyasal tepkimelerde genelde ¹²C'yle kurulmuş bir bağ daha kolay kırılabilir, çünkü bağı koparmak için daha az enerji gereklidir. Bazı enzimler özellikle kopardıkları kimyasal bağın bir ucunda ¹²C olmasına duyarlıdır. Pirüvat dehidrojenaz bu enzimlerden biridir, ikinci karbonu ¹²C olan pirüvat moleküllerini tercih eder. C3 veya C4 yoluyla karbon fiksasyonu olduktan sonra bu bitkileri yiyen hayvanlarda δ¹³C değeri bitkideki değierden farketmez, yani bitkisel kökenli organik bileşikler hayvan metabolizmasına girdikten sonra ¹²C'ye olan tercih değişmez.^[3]

Ayrıca bakınız

• Izotopik imza
• Izotop analizi

Kaynakça

1. Panchuk, K.; Ridgwell, A.; Kump, L.R. (2008). "Sedimentary response to Paleocene-Eocene Thermal Maximum carbon release: A model-data comparison". Geology 36 (4): 315–318. DOI:10.1130/G24474A.1. 
2. Retallack, G.J. (2001). "Cenozoic Expansion of Grasslands and Climatic Cooling". The Journal of Geology 109 (4): 407–426. DOI:10.1086/320791.  (İngilizce)
3. Steve Mack (2003). "Why do living organisms exhibit a preference for Carbon-12 over Carbon-13?". 5 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20160305010639/http://www.madsci.org/posts/archives/2003-06/1055532737.Bc.r.html. Erişim tarihi: 8 Nisan 2009.