苏斯效应
苏斯效应是由化石燃料释放的CO2，其中13CO2贫化且不含14CO2，导致地球大气层中碳的重同位素（13C与14C）浓度比率改变。[1] 以最早提出这种效应影响放射性碳定年法精度的奥地利化学家汉斯·苏斯命名[2]。现在苏斯效应也用于研究气候变化。这一术语最初用于描述大气层中14CO2被稀释的现象。后来这一概念也被扩展用于13CO2的贫化以及其他碳库如海洋与土壤。[3]
碳同位素
[编辑]碳元素有3种天然起源的同位素。地球的约99%的碳是碳-12 (12C)，大约1%是碳-13 (13C)，痕量的碳-14 (14C)。12C与13C是稳定同位素，而14C放射性衰变为氮-14 (14N)，半衰期为5730年。地球上的14C几乎都是大气层上部的宇宙射线产生：由一个热中子替换了14N中的一个质子产生一个14C。 极少量14C是其他放射性过程产生，如大气层核爆炸。天然14C产生与消耗达到平衡，因此大气层中14C长期保持稳定。
植物通过光合作用摄入大气中的14C。动物吃掉植物（或其他动物）而摄入14C到体内。因此，活着的植物与动物体内的14C与12C比率与大气层中的CO2的相同。生物体死亡后不再与大气交换碳,因而不再摄入新的14C。放射性衰变逐渐耗掉生物体内的14C。这是放射性碳定年法的基础。
陆生植物光合作用固碳时，贫化分馏了13C。[4]这种贫化在C4较为轻微，但在C3植物非常明显。绝大部分化石燃料起源于几亿年来的C3生物体。C4植物直到6百万至8百万年前才变得常见。
化石燃料如煤、石油是由几亿年至几千万年前的C3植物沉积而成。这是14C半衰期的几千倍，因此化石燃料中的14C已经完全衰变了。[5] 化石燃料与大气层的同位素丰都相比也是亏损13C。所以化石燃料燃烧释放到大气层中的13C与14C都严重亏损。
参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ Tans, P.P.; de Jong, A.F.M.; Mook, W. G. Natural atmospheric 14C variation and the Suess effect. Nature. 30 August 1979, 280 (5725): 826–828. doi:10.1038/280826a0.
- ^ CARD: What is the Suess effect?. Canadian Archaeological Radioactive Database. [2007-10-19]. （原始内容存档于2007-09-29）.
- ^ Keeling, C. D. The Suess effect: 13Carbon-14Carbon interrelations.. Environment International. 1979, 2 (4–6): 229–300. doi:10.1016/0160-4120(79)90005-9.
- ^ Farquhar, G. D.; Ehleringer, J. R.; Hubick, K. T. Carbon Isotope Discrimination and Photosynthesis. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 1989, 40: 503–537. doi:10.1146/annurev.pp.40.060189.002443.
- ^ Bozhinova, D.; van der Molen, M. K.; van der Velde, I. R.; Krol, M. C.; van der Laan, S.; Meijer, H. A. J.; Peters, W. Simulating the integrated summertime Δ14CO2 signature from anthropogenic emissions over Western Europe. Atmos. Chem. Phys. 17 July 2014, 14 (14): 7273–7290. doi:10.5194/acp-14-7273-2014.
进一步阅读
[编辑]- Cabaneiro, A.; Fernandez, I. Disclosing biome sensitivity to atmospheric changes: Stable C isotope ecophysiological dependences during photosynthetic CO2 uptake in Maritime pine and Scots pine ecosystems from southwestern Europe.. Environmental Technology & Innovation. October 2015, 4: 52–61. doi:10.1016/j.eti.2015.04.007. (a 25-year-long dendrochronological study (1978-2002) using stable C isotope ratio mass spectrometry in growth rings of perennial trees from the Southern Atlantic Europe that explores the Suess Effect-ecosystem relationships to examine the biome sensitivity to 13C-CO2 atmospheric changes)
- Suess, H. E. Radiocarbon Concentration in Modern Wood. Science. September 1955, 122 (3166): 415–417. doi:10.1126/science.122.3166.415-a. (in Northern hemisphere)
- Template:Cite proceedings (in the Southern Hemisphere)
外部链接
[编辑]- An anomalous Suess effect above Europe （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Magnitude and Origin of the Anthropogenic CO2 Increase and 13C Suess Effect in the Nordic Seas Since 1981 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Are arable soils of urban areas influenced by the atmospheric Suess-Effect? （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- The need to correct for the Suess effect in the application of δ13C in sediment of autotrophic Lake Tanganyika, as a productivity proxy in the Anthropocene[永久失效链接]