Изотопы кислорода и водорода природных вод СССР
Методическое пособие - Геодезия и Геология
Другие методички по предмету Геодезия и Геология
?чение изотопного состава воды оз. Байкал с использованием современных инструментальных методов проводилось как с целью установления механизма водообмена н интенсивности переноса воды по вертикали и по слоям, так и с точки зрения проверки ранее высказанных гипотез об аномальном изотопном составе воды в озере и особенностях в этой связи его флоры и фауны[41].
Таблица 11
Содержание дейтерия и кислорода-18 в воде северной и средней глубоководных впадин оз.Байкал
Горизонт,мТемпература,D,‰
(к воде московского водопровода)*[38]18О,‰
(SMOW)Остров Ольхон; VIII 1963г.0--4,0-14,82003,70-6,0-16,74003,50-3,0-16,25003,40-5,0-15,86003,40--15,77003,35-1,0-15,28003,30-4,0-15,59003,30-7,0-15,510003,25-6,0-15,713003,20-4,0-15,815003,20-6,0-16,516103,10-7,0-16,8Вблизи островов Ушканий-Покойники; VIII 19630--3,0-16,51003,90-5,0-15,52003,75-3,0-15,23003,60--15,04003,50-9,0-14,86003,90--15,4700--6,0-16,5*Измерения выполнены фотонейтронным методом с погрешностью 3%. Концентрация дейтерия московской водопроводной воды 0,0147 ат,%
Распределение концентрации дейтерия [Сойфер В.Н и др.,1966г.] и кислорода-18 в воде исследовалось по вертикальному разрезу через интервалы 100-200 м в районе северной и средней глубоководных впадин озера [38]. Одновременно определялась температура. Время отбора проб (август 1963 г.) совпало с периодом летнего неустойчивого равновесия температурного режима озера, который начинается с момента установления прямой термической стратификации и продолжается до установления максимальных температур в верхнем 250-метровом слое. Результаты проведенных экспериментов (табл.11, рис.14) показали, что изотопный состав байкальской воды характеризуется низкой концентрацией тяжелых изотопов и относительно высокой его однородностью. Среднее содержание дейтерия (0,95% относительно московской водопроводной воды) и кислорода-18(-15,7% относительно SMOW) в озере варьирует в пределах 4% и 1% относительно стандартов, что соответствует уровню концентрации дейтерия и кислорода-18 в водах рек и озер Сибири.
Несмотря на относительное постоянство количественных соотношений изотопов по разрезу и по площади, в пределах каждой из впадин отмечаются определенные закономерности в распределении изотопов. В частности, наблюдается сходство в изменении содержания дейтерия и кислорода-18 по вертикали самой глубоководной(северной) впадины озера(в 5 км восточнее м.Ухаи). Максимальные концентрации дейтерия (-1%) и кислорода-18 (-15%) установлены на глубине 700 м, что, видимо, характеризует наиболее застойную зону. В поверхностном слое также отмечается повышенная концентрация дейтерия и кислорода-18, которая объясняется испарением воды с верхнего слоя озера. В придонном слое воды и на глубине 200 м содержание дейтерия и кислорода-18 минимальны. Можно допустить, что вода с минимальной концентрацией изотопов обязана своим происхождением поверхностному(речному) стоку вод снеготаяния. Пропорциональное изменение изотопов кислорода и водорода по разрезу обеих впадин может быть объяснено наличием вертикальной циркуляции вод различного состава, а также испарением воды с поверхности озера в летний период. Наличие стратификации вод, выделяемых по изотопному составу в изученных разрезах, не противоречит данным гидролигических исследований.
ОКЕАНИЧЕСКИЕ ВОДЫ
Распределение стабильных изотопов в океанических водах изучается с целью использования их в качестве одного из индикаторов происхождения, перемещения и условий формирования водных масс,
А.И.Бродский с сотрудниками первыми в 1939 г. использовали методику раздельного анализа изотопного состава водорода и кислорода для исследования океанических и морских вод и льдов Северного Ледовитого океана. Была показана перспективность картирования распределения концентраций дейтерия и кислорода-18 в различных слоях воды и пунктах с целью выяснения их природы и направленности течений. Однако широкая постановка работ тормозилась трудоемкостью методик и относительно низкой точностью. Лишь применение методов прецизионной масс-спектрометрии позволило почти на порядок повысить точность измерений и значительно ускорить анализ. Стало возможным наблюдать вариации в содержании изотопов, например, по разрезу водных толщ океанов и морей ([78, 80] и др.), которые ранее не могли быть обнаружены,
Результаты изучения распространенности стабильных изотопов в водах океанов и морей приводятся в оригинальных статьях С.Эпштейна и Т.Майеды [78], И.Фридмена [80], Г.Крейга и Л.Гордона [74] и других и обобщены в коллективном труде под руководством В.И.Ферронского [53],
Особый и разносторонний интерес к изучению Мирового океана проявляется в последнее время многими странами в связи с его значительными минеральными, биологическими и энергетическими ресурсами. Океан занимает поверхности Земли при средней глубине ~ 3700 м. В нем сосредоточена основная масса природной воды (1370 млн. км3). Уровень океана имеет самое низкое гипсометрическое положение, вследствие чего к нему направлены поверхностный и подземный стоки с материков. Велика роль океанов в гидрологическом цикле Земли и соответственно в регулировании круговорота воды, тепла, газов и многих других процессов. протекающих на Земле.
Вместе с тем, несмотря на всю значимость океана для человечества, его изученность и освоение до сего времени остаются на весьма низком уровне. Видимо, лишь этим можно объяснить использование его рядом капиталистических стран дли сбрасывания различных промышленных отходов, в том числе и таких высокотоксичных, как контейнеры с нервно-паралитическим газом, отходов атомных производств и т. д.
Данные, по?/p>