Новые данные о тенденции и причинах изменения величины дейтериевого эксцесса в едином снегопаде

Васильчук, Ю.К.

Автор: Васильчук Ю.К.
Журнал: Доклады Академии наук
Том: 459
Номер: 1
Год издания: 2014
Издательство: ФГБУ "Издательство "Наука"
Местоположение издательства: Москва
Первая страница: 109
Последняя страница: 111
DOI: 10.7868/S0869565214310259
Аннотация: Цель нашей работы – проследить тренд изменения изотопного состава (δ18O и δD) свежевыпавшего снега из единой воздушной массы на транссекте протяженностью примерно 1400 км через северо-восток Европы от станции Коноша через Инту-Сейду до станции Елецкая в предгорьях Полярного Урала и объяснить изменчивость dexc в этом снегопаде. При движении воздушного фронта в конце декабря на северо-восток примерно на расстоянии 400 км северо-восточнее Москвы начался снегопад, и интенсивное выпадение снега продолжалось до 3 суток. Изотопный состав снега изменяется в северо-восточном направлении от ст. Коноша до ст. Елецкая, вариации δ18O составили 9‰: от –18,7‰ до –27,2‰, значения δD уменьшаются на 65,3‰, варьируя от –138,3‰ до –203,6‰, дейтериевый эксцесс напротив, возрастает от 9 до 18‰. Атомов тяжёлого кислорода в атмосфере и криосфере почти на порядок больше чем дейтерия. Это подтверждено и прямыми измерениями: в океанской воде тяжёлого водорода в 13 раз меньше, чем тяжёлого кислорода, а в антарктическом снеге – более чем в 21 раз. Обычно вариации дейтериевого эксцесса связываются с вариациями увлажненности и силы ветра над испаряющей поверхностью океанов. В качестве физической причины объяснения вариативности значений dexc обычно привлекается двукратное превышение по массе изотопа дейтерия по отношению к изотопу протия, тогда как тяжелый изотоп кислорода тяжелее легкого изотопа кислорода только на 18/16, т.е. значительно меньше, чем в два раза. Это предположение широко используется для объяснения существенно более интенсивного фракционирования тяжелого водорода (дейтерия) по отношению к тяжелому кислороду, как в процессе испарения, так и в процессе конденсации осадков. Но, ни изотопы кислорода, ни изотопы водорода, ни в каких агрегатных состояниях воды (жидкая вода, пар, снег, лед), не содержатся в виде отдельных атомов; все они связаны между собой в виде молекул H2O. При этом молекулярная масса молекулы, содержащей один атом дейтерия HDO, равна 19 а.е.м., а молекулярная масса молекулы, содержащей тяжелый кислород H218O, равна 20 а.е.м. На самом деле, при конденсации пара на изменение температуры или ветрового режима, в первую очередь будут реагировать (и соответственно конденсироваться) молекулы содержащие атом 18O, а не те, которые содержат атом дейтерия. Поэтому при последовательной конденсации из единого облака, происходящей при снижении температуры в первую очередь будут выпадать молекулы, содержащие тяжелый кислород и соответственно облако будет неуклонно обогащаться молекулами пара, содержащими дейтерий. Поэтому в последних порциях конденсата из единого облака (или группы облаков) относительное содержание дейтерия будет значительно выше, чем в начальном конденсате, то есть величина дейтериевого эксцесса будет в каждой последующей порции осадков более положительна по сравнению с исходным изотопным составом. Этим и объясняется прогрессивное увеличение значений dexc в затяжных осадках.
Добавил в систему: Васильчук Юрий Кириллович

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ИНХС РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ИНХС РАН

Новые данные о тенденции и причинах изменения величины дейтериевого эксцесса в едином снегопадестатья

Прикрепленные файлы