书面报告-国立台湾师范大学地球科学系

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1、2012地球科學暑期學生專題研究計畫(ESSSP)動物碳酸鈣殼體穩定氧同位素與元素成分之環境意義之校正研究Environmentalimplicationofelementalcontentsandstableoxygenisotopecompositionsofcarbonateshellsacalibrationstudy參與學生:王緯茹指導教授:米泓生教授第一章、緒論1.1前言近年來，氣溫的上升使得南北極的融冰影響了世界各地的氣候，因此全球暖化的議題不斷地受到關注。古諺云：「以古為鑑，可以知興替」，我們研究古氣候，也是為了鑑往知來。地球科學家利用

2、不同的地質紀錄來重建古環境，用以推測我們未來環境有可能的變化，而些地質紀錄記載在地層、冰層、樹輪、珊瑚…之中。隨著科技的進步，現有研究的技術得以改良，儀器的精準度和準確性也隨之提升，使得我們可以對於古環境的研究達到更精確的地步。1.2前人研究古環境學家常利用生物碳酸鹽類的化石，其中的穩定的氧同位素和Sr/Ca比值，作為環境應用的代用指標。Urey在1947年提出，由碳酸鈣組成的化石，其中的氧同位素可以被用來重建當時生物體所生活的環境溫度，氧同位素的數值變化，可以反映出其水體溫度的變化。Epsteinetal.在1953年也提出，雙殼貝類殼體的氧同位素

3、數值，和其生活的水體有良好的相關性。Sr/Ca的比值對於珊瑚來說已經是成功的溫度指標，但對於雙殼貝殼體卻沒有定論，其中可能和其生長有關。(Gillikinetal.,2005)1.3研究動機與目的本研究分為兩個部分1.ICP-AES是一個高成熟性的技術用以測定多元素的儀器，但是在長時間的運作下，其數值會有漂移的現象。(AnaMarcosandSteveJ.Hill,2000)ICP-AES和ICP-OES皆為可分析元素的儀器。兩種儀器的原理幾乎一樣，不同之處在於ICP-AES為吸收光譜，ICP-OES為發射光譜。在Schrag於1999年的研究中，他利

4、用ICP-AES分析樣本鈣離子濃度為75~80ppm，確實有漂移的現象，但經過夾擊的校正，使得偏移的SD有下降。在去年由於林楳嶺教授屆職退休，贈予一台ICP-OES，現為師大海洋環境研究所及地球科學學系所共有。由於高濃度的鈣離子濃度會受到基質效應的影響，因此在暑期計畫中，想要測試在低濃度的鈣離子濃度下ICP-OES的穩定度。2.分析由施峯熙於2004年10月30日在墾丁鵝鑾鼻請當地漁名，所採集到的現生圓蠑螺進行質譜儀的穩定氧同位素和Sr/Ca的元素分析。將兩個數值加以和海溫比對，觀察兩者的變化趨勢是否和海溫變化有相關。第二章、研究區域與材料2.1研究區

5、域本研究的現生圓蠑螺是施峰熙於2004年10月30日在墾丁鵝鑾鼻所採集到的。2.2研究材料Turbosetosus( 圓蠑螺 )其分類是屬於Gastropoda(腹足綱)；Archaeogastropoda目(原始腹足)；Turbinidae(蠑螺科)；Turbo (蠑螺屬)，由Gmelin在1791命名的。殼體和口蓋的主要組成為霰石。(鈴木清一,1987;戴永定,1994)牠的基本特徵:貝殼中等大小，殼厚結實，螺塔短，體層膨大。殼表有粗的螺旋肋及深的螺旋溝相間，螺肋平滑殼表。殼面黃綠色，有的紫褐色班帶。殼口圓，內面灰白色，有珍珠光澤。口蓋石灰質，半圓

6、形，白色，上無任何的顆粒、溝紋或粒狀突起。生態習性刮食底質藻類食物。生活在潮間帶中、低潮區岩礁間，肉可食。全球分佈於日本、中國大陸西南沿海、西沙群島、菲律賓、斯里蘭卡、印度尼西亞、安波、裴濟群島、澳洲及印度洋等地。台灣分佈於岩礁海岸，南部恆春半島，蘭嶼，綠島，澎湖海域。2.3ICP-OESICP-OES的全名為InducedCouplePlasmaOpticalEmissionSpectrometer感應耦合電漿發射光譜儀，其原理是利用高溫產生原子與離子，並激發使其放光。第三章、研究方法3.1樣品及標準液配製測試ICP-OES的樣品是將0.1005g的

7、血蚶(Anadaragranosa)殼體磨成粉狀溶解至1升5%的硝酸(HNO3)水溶液中，它的鈣離子濃度是40ppm。標準溶液是由台大實驗室所配置的，它的鈣離子濃度是200ppm。3.2ICP-OES元素分析(1)首先在進行樣品分析之前，要線配製檢量線(5.0,1.0,0.5,0.1,0.05,0.01ppm,Blank)一共7支試管，利用內插法求出sample和standard的濃度。(2)將Sample以5%HNO3溶液稀釋成Ca+=5ppm的10ml溶液20支試管，將Standard以5%HNO3溶液稀釋成Ca+=5ppm的10ml溶液21支試管

8、。最後將5%HNO310ml溶液1支試管為Blank，共49支試管放入儀器中進行分析。(3)本