Frage von pfingstrosee, 32

Schwierige Chemie Frage zu den Isotopen. kann mir jemand helfen?

Hallo ihr Lieben!

Ich muss eine Skizze entwerfen, welche erklärt, wie die Messung von Sauerstoffisotopen in Wasser Rückschlüsse auf das frühere Klima erlaubt. Ich habe KEINEN Schimmer wie ich das tun soll, noch verstehe ich die Aufgabe! Ich habe in Google keine EINZIGE Erklärung gefunden! Vielleicht versteht einer von euch, was gemeint ist und was/wie ich für eine Skizze zeichnen soll?

VIELEN vielen Dank!!!

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 12

H₂¹⁸O hat einen höheren Siede­punkt und geringeren Dampf­druck als das ge­wöhn­liche H₂¹⁶O. Warum das so ist, läßt sich nicht ganz leicht erklären; es hat mit der Masse zu tun und damit daß Bindungen zu schwereren Isotopen einen Hauch fester sind als zu leichten (für Experten: Das Niveau der Nullpunkt­schwingung liegt tiefer im Topf und somit weiter vom Dis­soziations­limit).

Wenn Du also eine Mischung aus H₂¹⁶O und H₂¹⁸O (natürliches Wasser enthält  0.2% ¹⁸O) stehen läßt, dann verdampft ein bißchen Wasser — je wärmer, umso mehr. Im verdampften Wasser sind aber weniger als 0.2% H₂¹⁸O enthalten, weil das schwerer verdampft. Wieviel genau hängt von der Temperatur ab, denn der Effekt ist bei niedrigen Temperaturen größer.

Wenn Du eine Wasserprobe halbierst und den einen Teil bei 5°C und den anderen bei 30°C stehen läßt, dann wird aus beiden ein Teil des Wassers ver­dampfen. Jetzt wartest Du z.B., bis in beiden ein Zehntel verdampft ist. Die Rück­stände werden in jedem Fall mehr ¹⁸O enthalten als am Anfang, aber die Isotopen­anreicherung wird bei kalt gelagerten Wasser stärker sein.

Anderes Beispiel: Regenwasser enthält immer etwas weniger ¹⁸O, weil es ja irgendwann einmal verdampft sein muß; aber das Ausmaß hängt von der Temperatur ab, bei der es erdampft ist. Aus der Zusammen­setzug des Regen­wassers kann man also bestimmen, ob sich die Wolken aus einem tropischen Meer oder aus einem lappländischen See gebildet haben.

Lebewesen bauen das Wasser ihrer Umgebung in ihre Biomoleküle ein,z.B. in das Carbonat ihrer Knochen. Daher kann man in Fossilien das Isotopen­verhältnis messen und daraus bestimmen, bei welcher Temperatur dieser Organismus ungefähr gelebt hat (oder sogar ob er kalt- oder warmblütig war).

Antwort
von Nevachi, 12

Also erstmal zur Methode. Das Verhältnis von O18 und O16 (normalerweise hat das Sauerstoffatom 8 Protonen und 8 Neutronen, es gibt aber auch ab und an ein Isotop O18 mit 2 Neutronen mehr). Wenn das Klima kalt ist, ist mehr Wasser in Gletschereis gebunden. Dieses zu Eis gewordene Wasser stammt aus Niederschlägen und enthält weniger O18-Isotope, der Gehalt an O18 im Meerwasser ist aber höher und die kleinen Schalentiere, bauen diesen Sauerstoff in ihre Kalkgehäuse ein. 

Entsprechend ist in warmem Klima viel Eis geschmolzen und der Gehalt an O18 im Meerwasser niedriger. 

In Bohrkernen vom Meeresboden findet man die Kalksteine, die sich aus den Schalen der kleinen Tierchen gebildet haben und untersucht sie auf das Verhältnis von O16 zu O18. Daraus kann man dann ableiten, wann es ein kaltes oder warmes Klima gegeben hat, wann und wie schnell es sich geändert hat. 

Was jetzt genau für eine Skizze gefragt ist, da bin ich mir auch nicht sicher. Vielleicht etwas in der Art wie die Abbildung oben rechts auf dieser Seite: http://www.uni-leipzig.de/~geologie/Ausstattung/Massenspektrometer.html

Antwort
von willi55, 3

Schwere Wassermoleküle fallen eher im Regen auf die Erde, als leichtere Isotope (O-18: schwerer als O-16). Dementsprechend hat es an der Küste mehr Wasser mit O-18 Isotopen, als im Landesinneren. 

Das ist schon einmal ein Hinweis.

Wenn du die Stichworte "Sauerstoffisotope, Wetter"  oder "Klima" eingibst hast du ungefähr 1.640 Ergebnisse. 

Irgend etwas machst du falsch ...

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community

Weitere Fragen mit Antworten