ドール効果

マルコム・ドールにちなんで名付けられたドール効果は、大気と海水中で測定される重い同位体¹⁸ O ( 2 つの追加の中性子を持つ「標準的な」酸素原子) とより軽い同位体¹⁶ O の比率の不均等を表します。この比率は通常、δ ¹⁸ Oと表されます。

^{1935年に[1] [2]}空気には海水よりも多くの¹⁸ Oが含まれていることが確認されました。これは1975年に23.5‰と定量化されましたが、 ^[3]その後2005年に23.88‰と修正されました。^{[4]この不均衡は主に}植物や動物の呼吸の結果として生じます。同位体反応の熱力学により、 ^[5]呼吸により、より軽い（したがってより反応性の高い）^{16 Oが18} Oよりも優先して除去され、大気中の ¹⁸ Oの相対的な量が増加します。

この不均衡は光合成によって均衡が保たれる。光合成は、反応に用いられる水（​​H ₂ O）と同じ同位体組成（すなわち¹⁸ Oと¹⁶ Oの比）の酸素を放出するが、 ^[6]これは大気中の比とは無関係である。したがって、大気中の¹⁸ Oレベルが十分に高い場合、光合成は還元因子として作用する。しかし、複雑な要因として、光合成によって生じる分別（すなわち同位体比の変化）の程度は、植物が吸い上げた水に完全に依存するわけではない。分別は、より軽い酸素同位体を含む水であるH ₂ ¹⁶ Oの選択的蒸発の結果として生じる可能性があり、 ^[明確化]およびその他の小さいが重要なプロセスである。

蒸発により海洋と陸水の¹⁸ Oと¹⁶ Oの比率が異なるため、ドール効果は陸上と海洋の光合成の重要性を反映する。陸上の生産性を完全に排除すると、ドール効果は現在の値23.5‰から-2〜3‰シフトすることになる^[明確化]。^[7]

氷床コアから得られた、最終間氷期（過去13万年間）以降の大気中の¹⁸ Oと¹⁶ Oの比と海面水との安定性（0.5‰以内）は、この期間中に陸上と海洋の生産性が共に変化してきたことを示唆しています。

ドール効果の千年周期の変動は、過去6万年間（1千年＝1000年）の北大西洋地域での急激な気候変動と関連していることが判明した^{。[8] ドール効果とモンスーンの降水量の指標である洞窟生成物のδ18O}との相関性が高いことから、ドール効果は低緯度^陸上の生産性の変化の影響を受けることが示唆される。2万～10万年の周期で特徴付けられるドール効果の軌道規模の変動は、地球の軌道離心率と歳差運動に強く反応するが、黄道傾斜には反応しない。^[9]

ドール効果は海水のトレーサーとしても応用でき、化学反応のわずかな変化を利用して個別の「水塊」を追跡し、その年齢を判定します。

• 酸素の同位体

• アメリカ地球物理学連合における「大気中の酸素循環」