次生碳酸钙氧同位素和clumped同位素温度计的动力学效应研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41673019
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0301.同位素地球化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The CaCO3-H2O oxygen isotopic thermometer and the newly-developed clumped-isotope thermometer are widely used in paleoclimatic/paleo-environmental studies. A prerequisite of the two thermometers is that CaCO3-H2O system should be in isotopic equilibrium. However, an increasing number of studies have shown that natural CaCO3 often precipitate in chemical and/or isotopic disequilibrium. The disequilibrium can only be understood by examining the kinetics of related basic chemical and isotopic reactions or processes. To understand the kinetic isotope effect, I propose to explore the oxygen- and clumped- isotope compositions of dissolved carbonate species in following three critical kinetic steps in the carbonate system: 1) CO2 degassing, 2) DIC-H2O isotopic exchange, and 3) CaCO3 precipitates. In this proposal, a systematic and long-term monitoring campaign will be carried out in active travertine-depositing system and speleothem system. I expect to reveal a coupled response of the two thermometers to kinetic effects associated with these three steps and to develop a set of criteria for determining disequilibrium. In addition, by comparing the isotopic fractionations among a large variety of samples from these carefully selected natural carbonate systems, I will be able to place a constraint on the applicability of the two thermometers. These natural-system derived results will constitute the basis for extracting useful paleoclimate information from speleothems and travertines, offering what laboratory-scale experiments could not. Moreover, the results from this proposed study will offer potential solutions to several important problems concerning speleothem research such as paleo-temperature reconstruction and controls of water composition or temperature on δ18OCaCO3.
碳酸钙-水氧同位素温度计和最近发展起来的clumped同位素温度计在古气候环境研究中应用广泛。使用两种温度计的前提条件是系统处于同位素平衡状态。而许多研究表明,自然界的碳酸钙沉积系统常处于化学和同位素非平衡状态,研究碳酸钙沉积过程中基元化学反应的同位素动力学效应是理解和校正同位素非平衡的关键。本项目拟以地表钙华沉积系统以及洞穴石笋沉积系统为研究对象,重点讨论CO2脱气、溶解无机碳(DIC)与水同位素交换以及碳酸钙沉积等过程对DIC和碳酸钙氧同位素及clumped同位素组成的影响,并定量描述两种温度计对以上动力学过程的耦合响应。在此基础上,提出判断石笋和钙华等次生碳酸钙沉积系统同位素平衡与否的新准则以及两种温度计的适用条件,为准确解译次生碳酸钙中的古气候环境信息提供可靠的科学依据。本项目的结果也可为解决第四纪陆地温度重建、石笋δ18O值变化的“水-温”之争等重要问题提供科学支撑。

结项摘要

越来越多的研究表明,实验室和自然界许多环境下沉淀的方解石都未与溶液达到同位素分馏平衡。因此,如何判别什么样的环境下方解石结晶时与溶液达到同位素平衡?这对于其氧碳同位素组成(18O和13C)和clumped同位素组成(47)重建沉积时环境的温度和其他环境信息至关重要。另一方面,对于处在同位素非平衡的方解石沉积系统,不同元素同位素之间的关系是由什么因素引起,反映了怎样的环境参数,也是目前稳定同位素领域研究的前沿课题。方解石的沉淀过程涉及到气液固三相反应。其中,CO2脱气和方解石的快速结晶过程均能导致方解石的18O、13C和47偏离平衡值,造成同位素解译的气候变化失真。针对以上问题,2016年至2017年对云南香格里拉白水台和四川黄龙钙华沉积点、贵州夜郎洞滴水点的水样和方解石样品进行系统性的采样分析,结合实验室碳酸钙快速沉淀实验,取得了以下成果:(1)首次论证了CO2快速脱气过程中碳同位素存在巨大的动力学分馏,最高可达30‰,主要受脱气速率控制;(2)首次发现沉积物表面的扩散边界层厚度对方解石的碳同位素组成和元素比(Mg/Ca和Sr/Ca)有重要影响,表现为边界层越厚,13C和Mg/Ca越高,而Sr/Ca越低,该发现很好地解释了洞穴沉积系统和钙华沉积系统碳同位素分馏的差异;(3)发现溶解无机碳(DIC)与H2O的同位素交换速率决定了方解石18O和13C的相互关系,而它们之间的交换速率与温度有关;(4)发现土地利用类型会影响岩溶区地下水的同位素组成。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
喀斯特水库碳、硅耦合循环:以红枫湖、普定水库和平寨水库为例
  • DOI:
    10.14050/j.cnki.1672-9250.2020.01.019
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    地球与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏榆;杨昌平;晏浩;刘再华
  • 通讯作者:
    刘再华

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

不同方法萃取的溶解无机碳的delta~(13)C值比较分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国岩溶
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    晏浩;杨睿;曾成;王海静
  • 通讯作者:
    王海静
四川九寨沟景区钙华起源初探
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国岩溶
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    晏浩;刘再华
  • 通讯作者:
    刘再华
云南白水台钙华池出入口水化学和δ13CDIC昼夜变化的影响因素及水生光合作用影响比例的计算
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国岩溶
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾振宇;晏浩;孙海龙;刘再华
  • 通讯作者:
    刘再华
甲状腺素与心肌重构研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国老年学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    晏浩;李文林;徐建军
  • 通讯作者:
    徐建军
心肌细胞Fas/Fas_L系统与程序性细胞死亡相关研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    广东医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱书强;晏浩;徐建军
  • 通讯作者:
    徐建军

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码