硼同位素在氧化物吸附過程之分化行為及其在海洋pH代用指標之潛力評估

Abstract

本研究主要用於瞭解環境pH對硼同位素分化的機制，進行生物性碳酸鈣標準品測定、pH控制無機沉澱實驗與pH控制氧化物吸附等實驗。生物性碳酸鈣標準品測定選用兩種標準品JCp-1(珊瑚)與JCt-1(巨蚌)，兩者皆生長於低緯度淺海環境中，兩者硼同位素組成分別為24 2?與16 2?，顯示硼在共沉澱過程生物所產生的額外同位素分化，會受生物種屬影響有極大差異。無機碳酸鈣沉澱實驗可避免生物造成的分化效應，前人無機碳酸鈣沉澱的硼同位素比值與硼酸根離子理論值相符，此次無機沉澱實驗在過氧化狀態下進行，實驗結果與硼酸根理論值在中性環境下有顯著差異(?11B=8 2? pH=8)，沉澱過程可能受到過氧化硼酸根離子(Peroxoborate (OH)3BOOH-)影響，使碳酸鈣在過氧化環境下無法精確紀錄環境中的硼酸根離子訊號。海洋沉積物的吸附作用為硼在海洋裡的重要輸出，針鐵礦與水鈉錳礦等氧化物在吸附作用所記錄的硼同位素比值對環境pH變化反應靈敏，本次吸附實驗吸附材料選用實驗室合成的鉻鐵氧化物，在弱鹼性的環境(pH=8~10)吸附能力最佳(Kd=55 3)，吸附相的硼同位素組成隨環境pH變化顯著呈現高度正相關(pH=5 7~11 7 ?11B S-L =-23 6~9 8? R2=0 9738)，將氧化物吸附相的硼同位素比值應用於過去海洋pH的估算，藉由比較兩種化學組成相的硼同位素組成差異，可降低推算過去海水硼同位素組成對pH估算的誤差。

Date of Award	2014 Aug 29
Original language	Chinese
Supervisor	Chen-Feng You (Supervisor)