古气候的同位素研究方法

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同位素是指原子核内质子数相同而中子数不等的一些原子，在古气候研究中，以放射性碳¹⁴C和氧¹⁸O的应用最为普遍。

在高层大气中，由于宇宙射线的作用而产生中子，这些大气的中子再撞击氮分子时就产生¹⁴C，当¹⁴C与氧化合就产生二氧化碳，植物在光合作用中吸收CO₂时就会有¹⁴C，以食植物为主的动物体中也含有¹⁴C，大气中的CO₂可溶解于水，故海洋中也含有大量的碳，致水生植物和动物也含有¹⁴C，在生物生存期内，由于它与大气的不停交换，生物体内¹⁴C的比度与大气中¹⁴C的比度是一致的，一日生物死亡，生物体的¹⁴C再也得不到补充，其体内的¹⁴C只能按照放射性衰变规律减少，大约经过5730年(¹⁴C的半衰期)，生物体内¹⁴C减少为原质量的一半，这样就可以对发掘出的古生物化石标本中，测出其中¹⁴C的减少程度，就可推算出该生物死亡的年代，并由此可根据该生物生存所要求的气候条件，来推断该年代的古气候状况。在高纬度冰原地区，则多利用¹⁸O的比值与实验标准值之差的千分比数δ¹⁸O来推算古气候的温度，据丹麦哥本哈根大学物理研究所对格棱兰岛冰川的分析，得出气温增加1℃，δ¹⁸O‰就增加0．69‰，由此推算出1700年来格棱兰岛气温的升降。