δ15N

Medida de la relación de los isótopos estables nitrógeno-15 y nitrógeno-14

En geoquímica , hidrología , paleoclimatología y paleoceanografía , δ ¹⁵ N ( pronunciado "delta quince n") o delta-N-15 es una medida de la relación de los dos isótopos estables del nitrógeno , ¹⁵ N : ¹⁴ N. ^[1]

Fórmulas

Dos expresiones muy similares para $δ$ ¹⁵ Nson de amplio uso en hidrología . ^[2] Ambos tienen la forma ‰ (‰ = permil o partes por mil) donde s y a son las abundancias relativas de ¹⁵ N en la muestra y la atmósfera respectivamente. La diferencia es si la abundancia relativa es con respecto a todo el nitrógeno, es decir, ¹⁴ N más ¹⁵ N, o solo a ¹⁴ N. Dado que la atmósfera es 99,6337% ¹⁴ N y 0,3663% ¹⁵ N, a es 0,003663 en el primer caso y 0,003663/0,996337 = 0,003676 en el segundo. Sin embargo, s varía de manera similar; Por ejemplo, si en la muestra ¹⁵ N es 0,385% y ¹⁴ N es 99,615%, s es 0,003850 en el primer caso y 0,00385/0,99615 = 0,003865 en el segundo. El valor de es entonces 51,05‰ en el primer caso y 51,38‰ en el segundo, una diferencia insignificante en la práctica dado el rango típico de $1000\cdot {\frac {sa}{a}}$ $1000\cdot {\frac {sa}{a}}$ −20 a 80 para $δ$ ¹⁵ N.

Aplicaciones

La relación entre ¹⁵ N y ¹⁴ N es relevante porque en la mayoría de los contextos biológicos, ^{el 14} N se absorbe preferentemente como isótopo más ligero. Como resultado, las muestras enriquecidas con ¹⁵ N a menudo se pueden introducir a través de un contexto no biológico.

Un uso del ¹⁵ N es como trazador para determinar el camino que siguen los fertilizantes aplicados a cualquier cosa, desde macetas hasta paisajes. ^[2] El fertilizante enriquecido con ¹⁵ N en una medida significativamente diferente de la que prevalece en el suelo (que puede ser diferente del estándar atmosférico a ) se aplica en un punto y luego se monitorean otros puntos para detectar variaciones en $δ$ ¹⁵ N..

Otra aplicación es la evaluación de la descarga de aguas residuales humanas en cuerpos de agua. ^[3] La abundancia de ¹⁵ N es mayor en las aguas residuales humanas que en las fuentes de agua naturales. Por lo tanto, $δ$ ¹⁵ NEl análisis de los sedimentos bentónicos proporciona una indicación de la contribución de los desechos humanos al nitrógeno total del sedimento. Los núcleos de sedimentos analizados para determinar $el δ$ ¹⁵ Nproporcionar un registro histórico de dichos desechos, con muestras más antiguas a mayores profundidades.

$δ15N$ También se utiliza para medir la longitud de la cadena alimentaria y el nivel trófico de un organismo determinado; alto $δ$ ¹⁵ NLos valores están correlacionados positivamente con niveles tróficos más altos; de la misma manera, los organismos que se encuentran en la parte inferior de la cadena alimentaria generalmente exhiben valores $δ$ ¹⁵ N más bajos.Valores superiores $δ$ ¹⁵ NLos valores en los depredadores ápice generalmente indican cadenas alimentarias más largas. ^[4]

Referencias

^ Katzenberg, MA (2008). "Capítulo 13: Análisis de isótopos estables: una herramienta para estudiar la dieta, la demografía y la historia de vida pasadas". Antropología biológica del esqueleto humano (2.ª ed.). Wiley. ISBN 978-0-471-79372-4.
^ ab Bedard-Haughn, A. (2003). "Rastreo de $δ$ ¹⁵ Na través de paisajes: usos potenciales y precauciones". Revista de Hidrología . 272 (1–4): 175–190. Bibcode :2003JHyd..272..175B. doi :10.1016/S0022-1694(02)00263-9.
^ "Sedimento Delta 15N". 23 de julio de 2010.
^ Perkins, Matthew J.; McDonald, Robbie A.; Van Veen, FJ Frank; Kelly, Simon D.; Rees, Gareth; Bearhop, Stuart (27 de marzo de 2014). "Aplicación de isótopos estables de nitrógeno y carbono (δ15N y δ13C) para cuantificar la longitud de la cadena alimentaria y la estructura trófica". PLOS One . 9 (3): e93281. Bibcode :2014PLoSO...993281P. doi : 10.1371/journal.pone.0093281 . PMC 3968125 . PMID 24676331.

Véase también

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[1] Katzenberg, MA (2008). "Capítulo 13: Análisis de isótopos estables: una herramienta para estudiar la dieta, la demografía y la historia de vida pasadas". Antropología biológica del esqueleto humano (2.ª ed.). Wiley. ISBN 978-0-471-79372-4.

[hed-2] Bedard-Haughn, A. (2003). "Rastreo de $δ$ ¹⁵ Na través de paisajes: usos potenciales y precauciones". Revista de Hidrología . 272 (1–4): 175–190. Bibcode :2003JHyd..272..175B. doi :10.1016/S0022-1694(02)00263-9.

[3] "Sedimento Delta 15N". 23 de julio de 2010.

[4] Perkins, Matthew J.; McDonald, Robbie A.; Van Veen, FJ Frank; Kelly, Simon D.; Rees, Gareth; Bearhop, Stuart (27 de marzo de 2014). "Aplicación de isótopos estables de nitrógeno y carbono (δ15N y δ13C) para cuantificar la longitud de la cadena alimentaria y la estructura trófica". PLOS One . 9 (3): e93281. Bibcode :2014PLoSO...993281P. doi : 10.1371/journal.pone.0093281 . PMC 3968125 . PMID 24676331.