Ver el código de «Δ13C»

[[Image:Benthic foraminifera.jpg|thumb|right|200px|Muestras de [[Foraminifera|foraminíferos]]]]

En [[geoquímica]], [[paleoclimatología]] y [[paleo-oceanografía]] '''δ13C''' (pronunciado "delta c trece") es una [[Isótopo trazador|firma isotópica]], una medida de la proporción de isótopos estables [[Carbono-13|<sup>13</sup>C]]: [[Carbono-12|<sup>12</sup>C]], informada en [[Partes por notación|partes por mil]] (por mil, ‰).<ref>{{cite book|last=Libes|first=Susan M.|title=Introduction to Marine Biogeochemistry, 1st edition.|year=1992|publisher=Wiley|location=New York}}</ref> La medida también se usa ampliamente en arqueología para la reconstrucción de dietas pasadas, particularmente para ver si se consumieron alimentos marinos o ciertos tipos de plantas.<ref>{{cite journal |last1=Schwarcz |first1=Henry P. |last2=Schoeninger |first2=Margaret J. |title=Stable isotope analyses in human nutritional ecology |journal=American Journal of Physical Anthropology |date=1991 |volume=34 |issue=S13 |pages=283–321 |doi=10.1002/ajpa.1330340613}}</ref>

La definición es, en por mil:

:<math chem>\delta \ce{^{13}C} = \left( \frac{\left( \frac\ce{^{13}C}\ce{^{12}C} \right)_\mathrm{sample}}{\left( \frac\ce{^{13}C}\ce{^{12}C} \right)_\mathrm{standard}} - 1 \right) \times 1000</math> &permil;

donde el estándar es un material de referencia establecido.

''δ''<sup>13</sup>C varía en el tiempo en función de la productividad, la firma de la fuente inorgánica, el entierro de carbono orgánico y el tipo de vegetación. Los procesos biológicos ocupan preferentemente el [[isótopo]] de menor masa mediante fraccionamiento cinético. Sin embargo, algunos procesos abióticos hacen lo mismo, el [[metano]] de los respiraderos hidrotermales puede agotarse hasta en un 50%.<ref>McDermott, J.M., Seewald, J.S., German, C.R. and Sylva, S.P., 2015. [http://www.pnas.org/content/pnas/112/25/7668.full.pdf Pathways for abiotic organic synthesis at submarine hydrothermal fields]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(25), pp.7668–7672.</ref>

== Estándar de referencia ==
El estándar establecido para el trabajo de carbono 13 fue la Beelemita Pee Dee (PDB) y se basó en un fósil marino [[Cretácico|cretáceo]], Belemnitella americana, que provenía de la Formación Peedee en [[Carolina del Sur]]. Este material tenía una relación <sup>13</sup>C:<sup>12</sup>C anómalamente alta (0.01118), y se estableció como un valor ''δ''<sup>13</sup>C de cero. Dado que el espécimen PDB original ya no está disponible, su relación <sup>13</sup>C:<sup>12</sup>C se calcula actualmente a partir de un estándar de carbonato ampliamente medido NBS-19, que tiene un valor ''δ''<sup>13</sup>C de +1.95 ‰.<ref>{{Cite journal|last=Brand|first=Willi A.|last2=Coplen|first2=Tyler B.|last3=Vogl|first3=Jochen|last4=Rosner|first4=Martin|last5=Prohaska|first5=Thomas|fecha=20 de marzo de 2014|title=Assessment of international reference materials for isotope-ratio analysis (IUPAC Technical Report)|journal=Pure and Applied Chemistry|language=en|volume=86|issue=3|pages=425–467|doi=10.1515/pac-2013-1023|issn=1365-3075}}</ref> La relación <sup>13</sup>C:<sup>12</sup>C de NBS-19 es <math>0.011078/0.988922=0.011202</math><ref>{{Cite journal|last=Meija|first=Juris|last2=Coplen|first2=Tyler B.|last3=Berglund|first3=Michael|last4=Brand|first4=Willi A.|last5=De Bièvre|first5=Paul|last6=Gröning|first6=Manfred|last7=Holden|first7=Norman E.|last8=Irrgeher|first8=Johanna|last9=Loss|first9=Robert D.|fecha=1 de enero de 2016|title=Isotopic compositions of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)|journal=Pure and Applied Chemistry|language=en|volume=88|issue=3|pages=293–306|doi=10.1515/pac-2015-0503|issn=1365-3075}}</ref> Por lo tanto, la relación <sup>13</sup>C:<sup>12</sup>C correcta de PDB derivada de NBS-19 debe ser <math>0.011202 / (1.95/1000 +1)= 0.011202/1.00195=0.01118</math>. Tenga en cuenta que existe una relación PDB <sup>13</sup>C:<sup>12</sup>C ampliamente utilizada pero incorrecta de 0.0112372, que es el resultado de un error de signo en la interconversión entre estándares. El uso del estándar PDB le da a la mayoría del material natural un ''δ''<sup>13</sup>C negativo.<ref name=UGa>http://www.uga.edu/sisbl/stable.html#calib {{Wayback|url=http://www.uga.edu/sisbl/stable.html#calib |date=20111101220816 }} Overview of Stable Isotope Research – The Stable Isotope/Soil Biology Laboratory of the University of Georgia Institute of Ecology</ref> Un material con una relación de 0.010743, por ejemplo, tendría un valor ''δ''<sup>13</sup>C de –39 ‰ de <math>(0.010743 \div 0.01118 - 1) \times 1000</math>. Los estándares se utilizan para verificar la precisión de la [[Espectrómetro de masas|espectroscopía de masas]]; a medida que los estudios de isótopos se hicieron más comunes, la demanda del estándar agotó la oferta. Otros estándares calibrados con la misma relación, incluido uno conocido como VPDB (para "PDB de Viena"), han reemplazado al original.<ref name=BO_186>Miller & Wheeler, ''Biological Oceanography'', p.&nbsp;186.</ref> La relación <sup>13</sup>C:<sup>12</sup>C para VPDB, que el [[Organismo Internacional de Energía Atómica]] (OIEA) define como valor ''δ''<sup>13</sup>C de cero es 0.01123720.<ref name=IAEA>www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/te_825_prn.pdf</ref>

== Causas de las variaciones de ''δ''<sup>13</sup>C ==
El [[metano]] tiene una firma ''δ''<sup>13</sup>C muy ligera: metano biogénico de −60 ‰, metano termogénico −40 ‰. La liberación de grandes cantidades de [[Hidrato de metano|clatrato de metano]] puede afectar los valores globales de ''δ''<sup>13</sup>C, como en el [[Máximo térmico del Paleoceno-Eoceno|máximo térmico paleoceno-eoceno]].<ref name=Panchuk2008>
{{cite journal
 |last=Panchuk |first=K. |last2=Ridgwell |first2=A. |last3=Kump |first3=L.R.
 |title=Sedimentary response to Paleocene-Eocene Thermal Maximum carbon release: A model-data comparison
 |journal=[[Geology (journal)|Geology]]
 |volume=36 |issue=4 |pages=315–318
 |year=2008
 |doi=10.1130/G24474A.1
|bibcode=2008Geo....36..315P}}</ref>

Más comúnmente, la relación se ve afectada por las variaciones en la [[Producción primaria|productividad primaria]] y el entierro orgánico. Los organismos toman preferentemente el <sup>12</sup>C ligero y tienen una firma ''δ''<sup>13</sup>C de aproximadamente −25 ‰, dependiendo de su [[Ruta metabólica|vía metabólica]]. Por lo tanto, un aumento en ''δ''<sup>13</sup>C en fósiles marinos es indicativo de un aumento en la abundancia de vegetación.

Un aumento en la productividad primaria causa un aumento correspondiente en los valores de ''δ''<sup>13</sup>C a medida que más <sup>12</sup>C está encerrado en las plantas. Esta señal también es función de la cantidad de entierro de carbono; Cuando el carbono orgánico está enterrado, más <sup>12</sup>C queda bloqueado del sistema en sedimentos que la relación de fondo.

== Significado geológico de las excursiones ''δ''<sup>13</sup>C ==
Las plantas [[Vía de 3 carbonos|C<sub>3</sub>]] y [[Vía de 4 carbonos|C<sub>4</sub>]] tienen diferentes firmas, lo que permite detectar la abundancia de gramíneas C<sub>4</sub> a través del tiempo en el registro ''δ''<sup>13</sup>C.<ref name=Retallack2001>{{cite journal | author = Retallack, G.J. | year = 2001 | title = Cenozoic Expansion of Grasslands and Climatic Cooling | journal = The Journal of Geology | volume = 109 | issue = 4 | pages = 407–426 | doi = 10.1086/320791 | bibcode=2001JG....109..407R}}</ref> Mientras que las plantas C<sub>4</sub> tienen un ''δ''<sup>13</sup>C de −16 a −10 ‰, las plantas C<sub>3</sub> tienen un ''δ''<sup>13</sup>C de −33 a −24 ‰.<ref>{{Cite journal| last1 = O'Leary | first1 = M. H.| title = Carbon Isotopes in Photosynthesis| jstor = 1310735| journal = BioScience| volume = 38| issue = 5| pages = 328–336| year = 1988| doi = 10.2307/1310735}}</ref>

Las [[Extinción masiva|extinciones en masa]] a menudo están marcadas por una anomalía negativa ''δ''<sup>13</sup>C que se cree que representa una disminución en la productividad primaria y la liberación de carbono a base de plantas.

La [[Historia evolutiva de las plantas|evolución de las grandes plantas terrestres]] en el Devónico tardío condujo a un mayor entierro de carbono orgánico y, en consecuencia, a un aumento de ''δ''<sup>13</sup>C.<ref>http://www.lpi.usra.edu/meetings/impact2000/pdf/3072.pdf</ref>

== Referencias ==
{{listaref}}

{{Control de autoridades}}
[[Categoría:Bioindicadores]]
[[Categoría:Carbono]]
[[Categoría:Isótopos del carbono]]
[[Categoría:Isótopos ambientales]]
[[Categoría:Geoquímica]]
[[Categoría:Paleoclimatología]]