Náttúrufræðingurinn - 1993, Page 56

uppgötvuðu súrefnissamsætuna lsO og
Urey, Brickwedde og Murphy (1932)
tvívetni (2H, D). Af hinum 92 frum-
efnum eru nú þekktar yfir 1000 sam-
sætur. Flestar þeirra koma fyrir í mjög
litlu magni en sumar eru nægilega
algengar til að hægt sé að ákvarða
þær án mikils tilkostnaðar.
Eftir uppgötvun samsæta vatnssam-
eindarinnar hófu rannsóknastofur víða
um heim, sér í lagi í Bandaríkjunum,
Sovétríkjunum, Japan og Austur-
Evrópu, að rannsaka mismunandi
samsætuhlutföll í vatni og bergi. Þrátt
fyrir ófullkomnar og ónákvæmar
mæliaðferðir var dreifing samsæta í
þessum efnum þekkt í öllum aðal-
atriðum upp úr 1930. Þannig var t.d.
þekkt að í úrkomu væri minna af
hinum þungu samsætum súrefnis og
vetnis (l80 og D) en í sjó og einnig að
uppgufun leiddi til þess að í yfir-
borðsvatni (ám og stöðuvötnum) jókst
hlutfall þungu samsætanna. Þetta stafar
af mismunandi uppgufunarþrýstingi og
eðlisþyngd samsætanna; þær léttu gufa
frekar upp en þær þungu. Hinn mikli
munur á ákveðnum eiginleikum D,0
og H20, t.d. uppgufunarþrýstingi,
eðlismassa, jafnvægisstuðlum og
hvarfhraða, auðveldar rannsóknir á
áhrifum samsæta á ástandsjafnvægi,
hvarfhraða og burðarferli (transport
processes) hvarfa sem samsætur vatns
taka þátt í.
MÆLIAÐFERÐIR
Upphaf að þróun massagreinisins má
rekja til rannsókna sem hófust í byrjun
20. aldarinnar á hegðun jákvæðra jóna
í raf- og segulsviði. í massarita Thom-
sons, sem tekinn var í notkun árið
1911, var jónum hleypt framhjá sam-
síða raf- og segulsviði á ljósnæma
plötu, þannig að jónir með sama hlut-
fall milli hleðslu og massa mynduðu
fleygbogaferil (parabóluferil) og réðst
lögun hans af hlutfalli milli massa og
hleðslu. Þessi aðferð hefur síðan
verið endurbætt og í nútíma massa-
greini er jónum hraðað með því að
senda þær í gegnum rafsvið og sveigja
síðan braut þeirra með því að senda
þær um segulsvið. Sveigjan verður
mismikil eftir massa jónanna, og næst
þannig fram massadreifing (þ.e.a.s.
aðskilnaður samsæta með mismun-
andi massa), en á þessari hugmynd
byggist massagreinirinn (1. mynd).
Vatnsgufa hefur slæm áhril' á massa-
greininn. Hún sest á lofttæmikerfið og
veldur óstöðugleika við mælingar. Því
er vatni (H20) breytt í vetnisgas (H,(g))
og súrefnissambönd þegar hlutfall
vetnissamsæta er ákvarðað í því
(Coleman o.fl. 1982) og súrefni bundið
koldíoxíði (C02) þegar hlutfall súr-
efnissamsæta í því er ákvarðað (Ep-
stein og Mayeda 1953). Þar eð erfitt er
að ntæla raunverulegan styrk samsæta
ákveðins efnis eða efnasambands er
þess í stað mældur mismunurinn á
styrk þeirra í tveimur sýnum, eða
réttara sagt í sýni og staðli (staðall er
efni sem í er nákvæmlega þekkl magn
af því efni sem mæla skal), enda
beinist áhugi manna fyrst og fremst að
breytingum í samsætuhlutföllum. Þann-
ig er mælt með tilliti til staðals og
niðurstöður birtar sem frávik frá
staðalgildi. Þetta frávik hefur verið
nefnt delta-gildi (8) og er skilgreint á
eftirfarandi hátt:
8 = ((R . ,-R )/R ) x 1000%o
sýni vv sým staðall7 staðall7
þar sem R er samsætuhlutfallið D/H eða
l80/l60, eftir því hvora samsætuna er
verið að mæla, og sá staðall sem
notaður er heitir SMOW, sem er
skammstöfun á Standard Mean Ocean
Water (Craig 1961).
Þannig er sýni sem gefur 8lsO = 10,
nákvæmlega 10%c eða 1% ríkara af l80
166