Radioanalitika stabil izotópok segítségével

Hasonló dokumentumok
Stabilizotóp-geokémia II. Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

Radioanalitika természetes radioaktív izotópok segítségével

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

BIOLÓGIAI PRODUKCIÓ. Az ökológiai rendszerekben végbemenő szervesanyag-termelés. A növények >fotoszintézissel történő szervesanyagelőállítása

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Fluidum-kőzet kölcsönhatás: megváltozik a kőzet és a fluidum összetétele és új egyensúlyi ásványparagenezis jön létre Székyné Fux V k álimetaszo

Stabilizotóp-geokémia III. Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet

5. Laboratóriumi gyakorlat

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Általános Kémia, BMEVESAA101

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Kémiai reakciók sebessége

Radioaktív nyomjelzés

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

TÖNKRETESSZÜK-E VEGYSZEREKKEL A TALAJAINKAT?

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Trewartha-féle éghajlat-osztályozás: Köppen-féle osztályozáson alapul nedvesség index: csapadék és az evapostranpiráció aránya teljes éves

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Kormeghatározás gyorsítóval

óra C

Szabadentalpia nyomásfüggése

NEM KONSZOLIDÁLT ÜLEDÉKEK

Trícium ( 3 H) A trícium ( 3 H) a hidrogén hármas tömegszámú izotópja, egy protonból és két neutronból áll.

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

A TÖMEGSPEKTROMETRIA ALAPJAI

Vízszállító rendszerek a földkéregben

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

ÁSVÁNYOK ÉS MÁS SZILÁRD RÉSZECSKÉK AZ ATMOSZFÉRÁBAN

A nitrogén körforgalma. A környezetvédelem alapjai május 3.

Spontaneitás, entrópia

Környezeti kémia II. A légkör kémiája

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Nedves, sóterhelt falak és vakolatok. Dr. Jelinkó Róbert TÖRTÉNELMI ÉPÜLETEK REHABILITÁCIÓJA, VÁROSMEGÚJÍTÁS ORSZÁGOS KONFERENCIASOROZAT.

A MAGYARORSZÁGI CSAPADÉK STABILIZOTÓP-

TERMÉSZETTUDOMÁNY JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Az atommag összetétele, radioaktivitás

+oxigén +víz +lúg Elemek Oxidok Savak Sók

Stabilizotóp-geokémia. Demény Attila MTA Geokémiai Kutatóintézet

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

Geofizika alapjai. Bevezetés. Összeállította: dr. Pethő Gábor, dr Vass Péter ME, Geofizikai Tanszék

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Stabilizotóp-geokémia. Demény Attila MTA CSFK Földtani és Geokémiai Intézet

MSZ 20135: Ft nitrit+nitrát-nitrogén (NO2 - + NO3 - -N), [KCl] -os kivonatból. MSZ 20135: Ft ammónia-nitrogén (NH4 + -N),

Elektronegativitás. Elektronegativitás

Légköri termodinamika

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

Légszennyezés. Molnár Kata Környezettan BSc

Reakciókinetika és katalízis

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Az Atommagkutató Intézet K-Ar laboratóriuma és tevékenysége. Balogh Kadosa

10. előadás Kőzettani bevezetés

TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI II. Ismerjük fel, hogy többkomponens fázisegyensúlyokban a folyadék fázisnak kitüntetett szerepe van!

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

O k t a t á si Hivatal

Vízszennyezésnek nevezünk minden olyan hatást, amely felszíni és felszín alatti vizeink minőségét úgy változtatja meg, hogy a víz alkalmassága emberi

Mivel foglalkozik a hőtan?

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.


Oldatok - elegyek. Többkomponensű homogén (egyfázisú) rendszerek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Tűzháromszög és égéselmélet D1 akció

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

A tisztítandó szennyvíz jellemző paraméterei

Anyagismeret 2016/17. Diffúzió. Dr. Mészáros István Diffúzió

Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő Kód

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2014 nyilvántartási számú (2) akkreditált státuszhoz

Radon a felszín alatti vizekben

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

Mélységi víz tisztítására alkalmas komplex technológia kidolgozása biológiai ammónium- mentesítés alkalmazásával

1. A VÍZ SZÉNSAV-TARTALMA. A víz szénsav-tartalma és annak eltávolítása

Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet

Diffúzió. Diffúzió sebessége: gáz > folyadék > szilárd (kötőerő)

A Föld kéreg: elemek, ásványok és kőzetek

Kémiai kötések. Kémiai kötések. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

Fizika minta feladatsor

A FÖLD VÍZKÉSZLETE. A felszíni vízkészlet jól ismert. Összesen km 3 víztömeget jelent.

IV.főcsoport. Széncsoport

Spontaneitás, entrópia

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

A SZERB KÖZTÁRSASÁG OKTATÁSI ÉS TUDOMÁNYÜGYI MINISZTÉRIUMA SZERB KÉMIKUSOK EGYESÜLETE. KÖZTÁRSASÁGI KÉMIAVERSENY (Varvarin, május 12.

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Átírás:

Radioanalitika stabil izotópok segítségével

Izotópeffektusok H, HD, HT, D, DT, T 16 O, 16 O 17 O, 16 O 18 O, 17 O, 17 O 18 O, 18 O Vegyületek: 18-féle vízmolekula Izotóparány: A természetben előforduló elemek az izotópjaik keverékeiből állnak. Az izotóparány az egyes izotópok százalékos megoszlását fejezi ki. Minél nagyobb a különbség van egy elem izotópjainak tömegében, annál nagyobb eltérés mutatkozik fizikai sajátosságaikban. Erre szuperponálódik az izotópmolekulák közti különbség.

Termodinamikai állapotösszeg Transzlációs független a tömegtől Rotációs Vibrációs Elektron energiák Az utóbbi három hatás miatt kialakuló izotópeffektus miatt az izotópok frakcionálódhatnak, ez a jelenség a természetben is végbemegy.

Fizikai izotópeffektusok Gázok termikus energiája független az anyagi minőségtől, ezért 3 1 1 Ekin RT mh vh vh : vd : vt 1:1/ Barometrikus formula: gázoszlopban P Centrifugálás h M M1 r p p 0 RT e p1 p10 Eltérülés elektromos és mágneses térben X ill. Y az eltérülés mértéke, k és K m állandó, E és H az elektromos ill. mágneses térerő, v a töltött részecske sebessége, e a töltése, m pedig a tömege. Természetben a térerő kicsisége miatt nem mutatható ki, de ez a tömegspektrometria alapja. m 1/ D v D :1/3 1/ M Mgh M1 gh p p 0 RT RT P 0 e e p1 p10 E X k v e m Y K m H v e m 1 m T v T

Fázisegyensúlyi izotópeffektusok Csak olyan fázisokat, anyagokat stb. hasonlíthatunk össze vele, melyek genetikája kapcsolatban áll egymással. Gáz/folyadék:,,, p p p p 1 ln p p p p a nehezebb, p, a könnyebb izotópot tartalmazó molekula gőznyomása. Általában 1. Szilárd/folyadék: víz és nehézvíz fagyáspontja eltér, a jeges tengerek vize deutériumban gazdagabb. Adszorpció: alacsonyabb nyomáson és hőmérsékleten nagyobb izotópeffektusok lépnek fel. Oldékonysági eltérések

Természetes víz 1 H 18 O Fagyáspont 0 o C 3,81 o C Forráspont 100 o C 101,4 o C

Kémiai egyensúlyi izotópeffektusok AX BY K AY AY BX AX BY BX AX ' BY AY BX ' AY BX ' K' AX ' BY K K K' BX AX ' BX ' AX AX BX ' AX ' BX Az ásványok izotópos összetételében meghatározó szerepű, a nehezebb izotóp, ami azokban az ásványokban dúsul, amelyben a kötések kovalensebb karakterűek, azaz amelyben nagy ionpotenciálú ionok gyakoribbak.

Izotópcsere A rendszerben kémiai folyamat nem játszódik le, csak az izotópok cserélődnek ki: H 18 O+1/3C 16 O 3 H 16 O+1/3C 18 O 3 Kőzetek képződési hőmérsékletének meghatározása: H ln K konst. RT

Izotópcsere-folyamatok egyensúlyi állandója Cserereakció Hőmérséklet, K Egyensúlyi állandó Kísérleti Elméleti 0,5C 16 O +H 18 O aq 0,5C 18 O + H 16 O aq 73 1,044 1,044 15 NH 3 + 14 NH 3aq 15 NH 3aq + 14 NH 3 98 1,06 H 1 CN+ 13 CN - aq H13 CN+ 1 CN - aq 95 1,06 1,030 HC 14 N+C 15 N - aq HC15 N+C 14 N - aq 95 1 1,00 1 CO 3 + 13 CO 13 CO 3 + 1 CO 73 1,017 1,016 H 1 CO 3- + 13 CO H 13 CO 3- + 1 CO 98 1,014 34 SO +H 3 SO 3-3 SO +H 34 SO - 3 98 1,019 36 SO +H 3 SO 3-3 SO +H 36 SO - 3 98 1,043 7 Li(Hg)+ 6 LiCl 6 Li(Hg)+ 7 LiCl 95 1,05 H 18 O+1/3C 16 O 3 H 16 O+1/3C 18 O 3 73 1,0 98 1,0176 H 18 O+1/4Si 16 O 4 H 16 O+1/4Si 18 O 4 73 1,004 98 1,0157 H 18 O+1/4S 16 O 4 H 16 O+1/4S 18 O 4 88 1,03 413 1,014 H 18 O+1/4P 16 O 3-4 H 16 O+1/4P 18 O 3-4 73 1,0104 98 1,0037

H, C, N, O, S Ki atomtömegük miatt az izotópeffektusok viszonylag nagyok Jellemzően kovalens kötéseket képeznek, ami gátolja a körfolyamatok kiegyenlítő hatását Sokféle vegyületben előfordulnak A nehezebb izotópjuk előfordulása viszonylag nagy Izotóparányuk ugyanazzal a módszerrel mérhető tömegspektrométer: H, CO, N és SO gázokat mérnek infravörös spektroszkópia, ion mikroszonda, dióda lézer spektroszkópia, üregkatód spektroszkópia, stb.

Stabil izotópok arányából kapható információk A Földkéreg összetételének változásai Éghajlat (paleoklimatológia) Főbb kihalási események Kapcsolódó tudományterületek Régészet Kriminológia Környezettudomány, stb. Információk más bolygókról: pl. a Marsról és meteoritkőzetekről. A D/H arány sokkal nagyobb lehet, mint a Földön (eléri 4000 -et). Ez azt mutatja, hogy a könnyebb izotóp, a 1 H, jelentős része elszökött a Marsról.

Frakcionálódási tényező RA RB ahol R A és R B az izotópok móltörtje az A és B fázisban. Az izotópok természetben előforduló arányát csak stabil izotópoknál határozza meg a frakcionálódás, a radioaktív izotópoknál a frakcionálódás mellett a radioaktív bomlás is meghatározó tényező. A stabil izotópok mérése során nem abszolút mennyiségüket, hanem egy standardhoz viszonyított relatív arányukat mérik, ami egy nagyságrenddel pontosabban mérhető. A relatív arányt az ún. értékkel adják meg és ezrelékben ( ) fejezik ki. RA R R st st *1000 ahol R A az izotóparány a mérendő mintában, a R st pedig a standard izotóparány. Két összehasonlításakor a értékek különbségét szokás megadni.

A legáltalánosabban használt standardok Izotópok Név Rövidítés 18 O/ 16 O Standard Mean Ocean Water SMOW D/ 1 H Standard Mean Ocean Water SMOW 13 C/ 1 C Peedee belemnit (karbonát) PDB 34 S/ 3 S Canon Diablo meteorit troilitje CD 15 N/ 14 N Levegő

Földtani képződmények képződési hőmérsékletének meghatározása Üledékes kőzetek felszínének (10 mikrométeren belül) heterogén izotópcseréje: H 18 O+1/3C 16 O 3 H 16 O+1/3C 18 O 3 Egyensúlyi állandó hőmérséklet függvényből Hasonlóan: szulfátok, foszfátok, szilkátok esetén Hátrány: a képződéskori víz oxigénaránya nem ismert, azt általában a tengeri üledékek pórusvizének oxigénarányából becsülik

Karbonátok képződési hőmérsékletének meghatározása 18 O/ 16 O és 13 C/ 1 C izotóparányok egyidejű mérése. A karbonát 0 féle izotópmolekulát (izotopológ) alkothat, melyek egyensúlyban vannak. Legfontosabb: 13 C 16 O 3 + 1 C 18 O 16 O 13 C 18 O 16 O + 1 C 16 O 3 Mérni kell a 13 C 18 O 16 O mennyiségét, a hőmérséklet ebből számítható.

Kőzetek korának meghatározása Feltétel: a kénizotópok aránya a Föld keletkezésekor ugyanolyan volt. A biológiai folyamatok megváltoztatják a kén izotóparányát: a 34 S/ 3 S arány nő a tengervízben, ezzel arányosan csökken a kőzetekben. A biológiai aktivitás kezdete: kb. 7-800 millió éve volt, a földtani minták kora ettől az időtől kezdve becsülhető a 34 S/ 3 S izotóarányból.

Hidrogeológiai vizsgálatok a hidrogén és oxigén izotóparányaiból Kovalens kötés: az arányuk együtt változik A felszín alatti vizek egy része az esővízből származik, a felszín alatti vizek felhalmozódásának sebessége határozható meg az izotóparányokból. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség több mint 10 éve havonta méri az esővíz izotóparányát. A D/H és 18 O/ 16 O arányok mutatják a földrajzi változásokat és az izotóparányt befolyásoló tényezőket. Általában több tényező is hat egyszerre, pl. a parciális nyomás mindig szerepet játszik a párolgási folyamatoknál.

Hidrogeológiai vizsgálatok a hidrogén és oxigén izotóparányaiból) Magasság hatás: a hegyek szélirányba eső felén a 18 O és D tartalom csökken a magassággal. Ez 100 méterenként -0,1 0,5 18 O és -1,5 4 D változást jelent (barometrikus hatás) Szélességi kör hatása: a szélességi kör növekedésével a 18 O és D csökken (centrifugálás). Kontinentális hatás: a partvidéktől a kontinens belseje felé haladva csökken a 18 O és D (diffúziósebesség). Hőmérsékleti hatás: minden 1 o C hőmérséklet növekedés hatására a 18 O 0,5 -kel növekszik (tenzió). Évszakos változások hatása:a téli csapadékban csökken a 18 O és D tartalom, a nyári értékekhez viszonyítva, ami az O esetében elérheti a 10 különbséget is (tenziókülönbség). A csapadék eredete: Közép-Európában a meleg mediterrán esők nagyobb mennyiségű nehezebb izotópot tartalmaznak, mint az északi esők. Mennyiségi hatás: minél nagyobb a lehulló csapadék mennyisége, annál kisebb a 18 O és D tartama (tenziókülönbség).

Lineáris kapcsolat van a 18 O és D: Global Meteoric Water Line GMWL: D = 8 18 O + Meredekség: 8,tengelymetszet közepes értéke =10 18 O=0 jelenti a Standard Mean Ocean Water-t, amelyben a hidrogénizotópok R értéke 10-szer kisebb, mint az oxigénizotópoké. A közepes érték (10) jelentős eltéréseket mutat: Észak- Amerikában+6, a Földközi-tenger környezetében + (parciális nyomások különbsége). A meredekség állandó, kivéve, ha a párolgás jelentős hőmérsékleti hatás

Magas hőmérsékleten a kőzet és a víz között oxigéncsere mehet végbe (kémiai izotópeffektus). A víz 18 O-tartalma növekszik, a kőzeté csökken. Mivel a kőzetekben hidrogén izotópcsere nem következik be, a diagramon egy a 18 O tengellyel párhuzamos egyenest kapunk. A szilikátok hidrolízise a kőzetben megnöveli a 18 O arányát. Ugyanakkor a vízben a 18 O arány csökken (hígulás), a D arány növekszik (a szilikátban eredetileg nem nagyon van hidrogén).

A 18 O és a D évszakos változása lehetőséget teremt a vízbeszivárgás tényének és sebességének meghatározására. A beszivárgás helyétől a víz folyásirányban mindkét stabil izotóp mennyiségének periódikus változása követhető, ha az évszakos változást nem fedi el a vizek keveredése, és a diffúzió. A vízfolyás mentén a nyári félévben a nehezebb izotópok 18 O és D egy nagyon gyenge maximumra növekszenek, majd ismét minimumra csökkennek. A téli félévben fordított a periódus, a nyári minimum a téli maximumnak felel meg. A 18 O és D értéke egy teljes szinuszgörbét ír le. A beszivárgás helyétől és a folyásirány mentén telepített észlelőkutak vizsgálatával meghatározható az a távolság, ami alatt a teljes szinuszgörbe kirajzolódik. Így megkapjuk a víz által egy év alatt megtett utat, ill. a víz folyási sebességét. A értékek additivitása felhasználható különböző problémák megoldására, pl. hogy két egymástól vízzáró réteggel elválasztott vízzáró réteg kommunikál-e egymással. A kémiai vízminőség sokszor nagyon hasonló. Amennyiben a 18 O és D érték különböző, a vízzáró réteg hibája, a vizek keveredése kimutatható és a keveredés mértéke kiszámolható. A stabil izotópok fontos alkalmazási területe szennyeződések eredetének meghatározása.

Hidrogénizotópok aránya a természetben

Oxigénizotópok aránya a természetben

Nitrogénizotópok izotóparányának változása Fő forrás a levegő 15 N: antropogén tevékenység miatt változik. Az emberi egészségre káros nitrátok eredete vizsgálható. Ha a különböző nitrogénforrások 15 N értéke különbözik egymástól, (nincs kémiai reakció, izotópcsere), akkor következtethetünk a nitrát eredetére. Nitrogén források A talaj összes nitrogéntartalma, kémiai formától függetlenül: ( 15 N +5 - +9 ) A talajok nitrát-tartalma: 15 N + - +9. Ez az érték azt mutatja, hogy a 15 N előfordulása kisebb is lehet a nitrátban, mint az átlagos érték. Friss állati ürülék: +1 - +6, de elérheti a +8 15 N-t is (pingvin guanó). Öregedés során a könnyebb izotópot ( 14 N) tartalmazó ammónia elpárolog (parciális nyomások eltérése), 15 N +10 - +3 -re is nőhet. Műtrágyák: 15 N= + - +7. Levegőből és ásványokból szintetizálják.

A nitrát mennyiségének 0 %-os csökkenése a 15 N értékének 5 -es növekedését eredményezi a nitrátban. Mivel a nitrogénizotópok aránya nagyon különbözik a szerves és a műtrágyákban, egy adott 15 N önmagában nem értelmezhető. Pl. homokos talajon 15 N =+4 - +5 érték műtrágya, míg agyagos talajokban szerves trágya szennyező forrást jelentene, azonban a homokos talajokban gyorsabb a nitrát bomlása. Az izotópos vizsgálatok eredményei tehát nem ad felvilágosítást a szennyező forrásra. A 15 N/ 14 N arány alapján megkülönböztethetők és növényevők és a ragadozók, mivel a táplálékláncban való előrehaladás során a 15 N isotóp dúsul, minden lépésben 3-4 -kel. Az állati szőrök vizsgálata régészeti információt ad az állatok táplálkozásáról.

C-izotóparányokból kapható információk Szénvegyületek minden szférában jelen vannak globális szénciklus vizsgálata A földkéreg és a hold azonos eredete ( δ18 O=5.5 ±0. ) Szénizotópok aránya a Föld belsejében: a magas hőmérséklet miatt egyenletes eloszlást várnánk, mégis jelentős eltérések vannak: a gyémánt és a SiC ásvány több 1 C-t tartalmaz, mint a magmás kőzetek. Az átlagos szén izotóparánytól való eltérések nagy kihalási eseményekre utalnak. Mivel a biomassza 13 C/ 1 C aránya kisebb, mint az üledékes karbonátos kőzeteké, a kihalások során képződött üledékben is csökken a 13 C/ 1 C arány. A 13 C/ 1 C csökkenhet a mélytengeri üledékekhez kötött metán-hidrát felszabadulása miatt. A globális felmelegedés hatására a metánhidrátból szén-dioxid keletkezik, növelve az atmoszféra szén-dioxid koncentrációját.

Az ipari szén-dioxid kibocsátás is csökkenti a 13 C/ 1 C arányát, mivel a fosszilis tüzelőanyagok a könnyebb izotópban dúsabb biomasszából keletkeztek (biológiai izotópeffektus). Hidrogeológiai jellegű problémák megoldásához járul hozzá a 13 C értékek meghatározása vizekben oldott összes szervetlen szénben, szerves anyagokban ill. karbonát ásványokban.

Szénizotópok aránya a természetben

Kénizotópok aránya a természetben

Budapesti táncosnő (Szépművészeti Múzeum Szén- és oxigén izotóp-összetételek alapján a test feltehetően görög, a fej carrarai márványból készült