مرور مختصری بر کاربرد ایزوتوپ های پایدار در علوم محیطی

اندازه گیری ایزوتوپ پایدار می تواند برای ادغام، نشان دادن، ثبت و ردیابی فرآیندهای زیست شناختی اساسی مورد استفاده قرار گیرد . پیشرفتهای تکنولوژیکی سریع طی دهه گذشته استفاده از تجزیه و تحلیل ایزوتوپ ها توسط اکولوژیست ها و دانشمندان علوم محیطی را توسعه داده است .در حال حاضر تکنیک آنالیز مقدار طبیعی ایزوتوپ های پایدار موجود در نمونه های محیطی (نمونه هایی با منشاء غیر زنده مانند آب، خاک، هوا، کانیها ، سنگها و یا نمونه های با منشاء زیستی) ، یکی از محبوب ترین روشها در علوم محیطی و اکولوژی به شمار میرود. تعیین نسبت های ایزوتوپ پایدار یک ابزار تحلیلی منحصر به فرد برای بررسی دینامیک فرایندها در علوم محیطی در اختیار محققین قرار می دهد .ایزوتوپهای پایدار به طور گسترده ای در مطالعات اکوسیستم خشکی مانند بیوژیوشیمی عناصر غذایی، دیرین اقلیم شناسی ،(paleoclimatology) دیرین بوم شناسی (paleoecology) قرار گرفته است. اعداد جرمی متفاوت ایزوتوپولوگ های یک عنصر خاص (ایزوتوپ های آن عنصر) ، عامل سرعت واکنش بیشتر ایزوتوپ های سبک نسبت به ایزوتوپ های سنگین تر آن عنصر در فرایندهای شیمیایی، فیزیکی و زیستی است که بعنوان اثر جنبشی ایزوتوپی (kinetic isotope effect) و یا جداسازی ایزوتوپی (isotopic fractionation) شناخته میشود. در حقیقت بررسی نرخ متفاوت جداسازی ایزوتوپهای سبک و سنگین در فرایندهای پیچیده ایی که خود تحت تاثیر مکان یا زمان و یا بعضا هردو قرار دارند، میتواند درک ما را از چگونگی رخ دادن این فرآیندها بطور قابل ملاحضه ایی بهبود دهد. با توجه به اینکه آنالیز ایزوتوپ های مرتبط با واکنش های فیزیکی و بیولوژیکی، روابط بین عناصر غذایی و اجزاء بین اکوسیستم ها اغلب از نظر ایزوتوپیک متفاوت است، در نتیجه، منبع عناصر مورد استفاده توسط یک ارگانیسم را به راحتی می توان با استفاده از نسبت های ایزوتوپ ردیابی کرد .وجود الگوهای جغرافیایی مشخص در تنوع مقادیر ایزوتوپی، وسیله ای مناسبی برای ردیابی دینامیک یا منشا یک ماده در مقیاس مکانی از landscape تا مقیاس قاره ای هستند.

Keywords:

ایزوتوپ های پایدار , علوم محیطی , اکولوژی , فرآیند جداسازی ایزوتوپی