碳酸盐 (CO3) 由碳和氧组成，是许多沉积岩以及淡水和海洋生物的基础。 最常见的种类是碳酸钙 (CaCO3)， 它是珊瑚、贝壳和石灰石的主要成分（Schneider et al. 2000），通常被发现与镁 [CaMg(CO3)2] 和铁 (FeCO3) 等其他元素结合在一起。 碳酸盐广泛应用于地质学、古气候学和古生物学，因为其中的氧和碳是放射性碳测年和稳定同位素分析的基础（Bradley，1999）。
放射性碳 (14C) 特征提供了从现在到大约 40,000 年前的年龄信号，同时，稳定氧 (δ18O) 和碳 (δ13C) 的变化可以提供水文气候条件和温室气体浓度变化的详细信息。 然而，区分海洋和淡水环境中形成的碳酸盐非常重要，因为它会影响放射性同位素和稳定同位素的解读。
放射性碳测年的一个主要假设是，所讨论样品中的放射性碳在其生命周期期间与大气处于平衡状态。 对于淡水和海洋环境中的碳酸盐来说，这种假设并不成立——两者都会经历“碳库效应”。 湖泊和海洋在地表水中吸收大气中的碳-14，但也从风化、地下水和径流中接收其他碳-14输入（Alves et al. 2018）。 这种效应意味着淡水和海水与大气失去平衡。 因此，对湖泊和海洋碳酸盐的碳-14分析必须通过碳库校正进行校准，然后才能估算出准确的日期。 在湖泊系统内，可以根据湖泊的体积与表面之比以及湖泊系统内样本的深度来进行本地碳库校正计算。 由于海洋环流和水团混合等更大规模系统的影响，海洋样本的校正更加复杂，不过，人们已经开展了大量工作来建立 Marine20 数据库上可用的区域海洋校准（Heaton et al. 2020）。 在许多情况下，碳-14测年法与铀-钍 (U-Th) 测年法结合使用，以减少不确定性（例如Paterne et al. 2004）。
淡水系统碳酸盐中测量的碳同位素可用于重建溶解的无机碳，这强烈反映了湖泊生产力，而氧同位素则提供了湖泊系统中降水和蒸发之间平衡的证据。 然而，淡水碳酸盐的稳定同位素特征与温度变化密切相关——因此，必须限制热变化以微调结果。
在海洋系统碳酸盐中测量的碳同位素通常用于识别与海洋酸化相关的海洋二氧化碳的变化。 这是基于这样一个事实：随着大气中的二氧化碳溶解在海洋中，水变得更加酸性（pH < 7），导致碳酸钙生物体溶解。 另一方面，由于 δ18O 和相对温度之间的已知关系（较高的 δ18O 代表较冷的条件），在海洋碳酸盐中测量的氧同位素可用于确定海洋温度随时间的变化。
参考文献:
图1: https://www.pexels.com/photo/white-cliffs-of-dover-in-england-9692909/
图源：Bernd Feurich
图2: https://www.pexels.com/photo/photo-of-lake-under-white-clouds-2586067/
图源：Anthony Waymouth
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This entry was posted on Thursday, August 10th, 2023 and is filed under 未分类 .
