Isotoper og delta-notationen

Alle vandmolekyler består af to brintatomer og et iltatom. Men der er forskellige isotoper af brint og ilt. Tabellen herunder viser den omtrentlige forekomst af naturligt forekommende brint og ilt:

De allerfleste vandmolekyler består af to ¹H- og et ¹⁶O-atom. De to næstmest almindelige molekyleformer, er dem med en tung ¹⁸O-isotop, benævnt H₂¹⁸O. Eller dem med et almindeligt brintatom udskiftet med et Deuterium-atom, kaldet HD¹⁶O, med anvendelse af den notation, hvor ²H benævnes D for Deuterium. Både H₂¹⁸O og HD¹⁶O molekyler er tungere end et almindeligt H₂¹⁶O molekyle.

De tunge vandmolekyler fordamper langsommere fra en vandoverflade end de lette, på grund af deres større vægt. Tilsvarende kondenserer de lettere end H₂¹⁶O, og danner dermed nedbør. Sneen som falder i Grønland, har en relativt lavere andel af de tungere vandmolekyler i forhold til havvand. Der er kun omkring 2‰ H₂¹⁸O i naturligt vand, og i arktisk nedbør er mængden af H₂¹⁸O aftaget med yderligere 40‰ af de 2‰. Forskellene i H₂¹⁸O-indholdet i nedbøren er derfor meget små, og en særlig enhed benyttes til at beskrive mængden af H₂¹⁸O i vandprøver.

Først måles (eller beregnes) forholdet mellem antallet af tunge molekyler i forhold til mængden af de almindelige lette molekyler:

R = antal H₂¹⁸O / antal H₂¹⁶O

eller for brint/deuterium

R = antal HD¹⁶O / antal H₂¹⁶O

Næste skridt er at beregne R's relative afvigelse fra en standard

δ¹⁸O = (R_prøve − R_standard) / R_standard · 1000‰

og tilsvarende for brint/deuterium:

δD = (R_prøve − R_standard) / R_standard · 1000‰

Resultatet angives altid i promille. Hvilken som helst standard kan benyttes, men den mest benyttede er "Standard Mean Ocean Water" (SMOW) eller Vienna SMOW (VSMOW).

Læs mere:

- Fraktionering og temperaturer: hvorfor afspejler δ¹⁸O og δD temperaturen?
- Isotoper afslører skiftende kilder for nedbøren ved slutningen af istiden
- Isotopmålinger som basis for iskernedatering
- Metoder til måling af isotopforhold i vand