Кіріспе

Геохимия және гидрология саласы Изотоптық гидрология - табиғи түрде пайда болатын тұрақты және радиоактивті изотоптық әдістерді пайдаланып, жер бетіндегі және жер асты суларының жасы мен шығу тегін және атмосфералық гидрологиялық циклдегі процестерді бағалау үшін геохимия және гидрология саласы. Изотоптық гидрологияның қолдануы өте әртүрлі және су пайдалану саясатын, су қоймаларын карталауды, сумен жабдықтауды сақтауды, су ластануының көздерін бағалауды ақпараттандыру үшін қолданылады және экогидрологияда гидрологиялық циклдің барлық өлшемдеріне және экожүйелік қызметтерге адам әсерін зерттеу үшін көбірек қолданылады.

Егжей-тегжейлер

Су молекулалары су молекуласын құрайтын оттегі мен сутегінің изотоптарының әртүрлі қатынасына негізделген бірегей изотоптық "бармақ іздерін" алады. Изотоптар - ядроларында әртүрлі нейтрон саны бар бір элементтің атомдары. Ауада, тұщы суда және теңіз суында көбінесе оттегі 16 (16O) болады. 18 (18O) оттегі әрбір 500-ден бір оттегі атомында кездеседі және оның массасы 16-дан сәл жоғары, өйткені оның екі қосымша нейтроны бар. Қарапайым энергия және байланыс бұзылу тұрғысынан бұл жеңіл 16O құрамында су бар және 18O судың көбірек бөлігін сұйық күйінде қалдырып, буландыруды артық көреді (изотоптық фракциялау деп аталады). Сонымен, теңіз суында жаңбыр мен қарға қарағанда 18O көбірек болады. Жер бетіндегі және жер асты суларындағы еріген иондар гидрологиялық зерттеулер үшін пайдалы изотоптарды да қамтиды. Сульфат пен нитрат сияқты еріген түрлерде 34 S-тен 32 S-ке дейін немесе 15 N-ден 14 N-ге дейін әртүрлі қатынастар болады және олар көбінесе ластаушы көздерді диагностикалайды. Тритий (3 H) және радиоуглерод (14 C) сияқты табиғи радиоизотоптар су деңгейінде, өзендерде және мұхиттарда судың тұру уақытын анықтау үшін табиғи сағат ретінде қолданылады.

Қолданбалар

Гидрологияда ең көп қолданылатын изотоптық қолдану судың, мұздың немесе қардың көздерін немесе жасын бағалау үшін сутек пен оттегі изотоптарын пайдаланады. Мұз ядроларындағы изотоптар өткен климаттың жағдайын анықтауға көмектеседі. Жер асты сулары мен мұз қабаттарындағы 18O мөлшері қазіргіден төмен болса, су немесе мұз суық климаттық дәуірлерді немесе тіпті мұз дәуірлерін білдіреді. Тағы бір қолдану жер асты суының ағысын және су ағысының ағысын су жинағы гидрологиясы саласында ағыстан бөлуді қамтиды (яғни гидрографтық бөлу әдісі). Жаңбырдың немесе қардың әрбір жауын-шашын оқиғасында белгілі бір изотоптық белгісі бар, ал жер асты суын ұңғымадан үлгі алу арқылы анықтауға болады, ал өзендегі құрамдас белгі өзен ағысының үстірт ағысынан келетін үлесі мен жер асты ағысынан келетін бөлігі туралы индикатор болып табылады. Су молекуласындағы тұрақты изотоптар өсімдіктер пайдаланатын су көздерін (немесе көздердің үлесін) анықтау үшін де пайдалы.

Қазіргі қолданылуы

Халықаралық атом энергиясы агенттігінің изотоптық гидрология бағдарламасы дамушы мемлекеттерге Жердің су ресурстарының егжей-тегжейлі портреті жасауға көмектесу үшін жұмыс істейді. Эфиопия, Ливия, Чад, Египет және Суданда Халықаралық атом энергиясы агенттігі жергілікті су саясатына судың қалдықтарын анықтау мен сақтау үшін радиоизотоптық әдістерді қолданды. Халықаралық атом энергиясы агенттігі жер бетіндегі жауын-шашын мен өзендер туралы жалпыға қолжетімді жаһандық желі мен изотоптық деректер базасын жүргізеді.