http://www.ebook.edu.vn Ch¬ng 5 Nh÷ng chÊt ®ång vÞ bÒn v÷ng trong hå níc 230 http://www.ebook.edu.vn ngọt v nớc mặn 5.1 Lời giới thiệu Việc lm giầu lên của những đồng vị nặng (H2 18 O v HDO) trên mặt nớc v mặt hồ, thực sự đã đợc quan sát trong suốt quá trình nghiên cứu sự thay đổi của các chất đồng vị bền vững trong chu kỳ thuỷ văn, từ thời kỳ đầu (Rankama 1954). Craig (1961a) để ý rằng những t ấu t o đồng vị của nớc từ những hồ ở Châu hnh phần c ạ Phi đã bị thay thế đồng vị - 18 O trong -D có liên quan tới một " dấu hiệu" để nhận biết sự đóng góp của nớc hồ vo nớc ngầm (Payne bốc hơi của nớc. Trớc đó , phơng pháp ny đã đợc kiểm á trình chuyển tiếp từ lỏng sang hơi. Do sự chênh lệch khí áp giữa các chất đồng vị (cái đợc gọi l ảnh hởng của trạng thái cân bằng đồng vị). V một tác động nữa (thờng đợc gọi l tác động của động lực học hay sự vận chuyển các chất đồng vị) đó l kết quả của sự khác nhau về tốc độ lan truyền của các đồng vị phân tử nớc thông qua lớp biên không khí. Hình 5.1 cho ta thấy giản đồ quan hệ giữa hồ v môi trờng. Sự thay đổi của các chất đồng vị bền vững theo cách: một phần tử bề mặt nớc tiếp xúc với khí quyển có thể đợc diễn toán theo công thức sau: thnh phần dòng chảy của các loại nớc ngọt khác, m cấu trúc thnh phần của chúng tuân theo đờng nớc khí tợng (MWL). Việc lm giầu lên của các loại đồng vị nặng ny đã đợc sử dụng rộng rãi nh 1981; Darling cùng một vi ngời khác 1990; Krabhenhoft cùng vi ngời khác 1990). V hơn thế nữa, nó cũng l một phép đo về cân bằng của nớc hồ, đặc biệt l đo khả năng nghiệm lại bởi Dincer (1968), nhóm của Gat (1968), Pearson v Coplen(1978), Moser v Rauert (1980), Gat (1981), Zuber (1986) v những ngời khác đã tóm tắt lại đề ti nghiên cứu ny. Cơ sở cho "dấu hiệu của chất đồng vị dễ bay hơi " trên bề mặt nớc l sự phân đoạn các đồng vị, xảy ra ngay tại mặt tiếp xúc giữa không khí-nớc v kèm theo quá trình bốc hơi. Theo Craig v Gordon (1965; Merlivat v Coartic cũng nhìn nhận vấn đề tơng tự 1975 ). Sự phân đoạn bị tác động bởi hai thnh phần: do một thực tế l các chất đồng vị sáng hơn đợc thích ứng trong qu cLin L EoutFinF dt Vd GGG G .).().( ).( (1) trong đó: V = thể tích cần nghiên cứu F(in) = tổng lợng nhập (nh lợng giáng thuỷ, các dòng chảy mặt, v lợng chảy ra của nớc ngầm ) F(out)= tổng lợng tiêu hao ( bao gồm cả lợng nớc ngầm bị rò rỉ v lợng nhập vo sông ) E = lợng bốc hơi 231 http://www.ebook.edu.vn GL, Gin, v Gc = theo thứ tự l những thnh phần cấu tạo của đồng vị bền vững trong nớc hồ, nớc ngầm trong khe núi, v dòng bốc hơi. Bảng 5.1. Sự lm giầu những đồng vị kim loại nặng trong các trờng hợp Trờng hợp 1: ao hồ khô cạn, chất dồng vị ở trạng thái ổn định. ( không có trạng thái thuỷ văn ổn định trong trờng hợp ny) kaass C h h hh )1( )( 000 ' H GGG H GGGG trong đó * 0 HGG a h Ch k )).(1( * ' H G Trờng hợp 2: Các yếu tố thuỷ văn v chất đồng vị ở trạng thái ổn định trong trờng hợp hồ cạn trong đó Trờng hợp 3: Các yếu tố thuỷ văn v chất đồng vị ở trạng thái ổn định trong trờng hợp hồ có dòng chảy qua kinainainss Chhh )1(()( * ' HGGHGGGGG * HGG ina ))(1( * k Ch ' HG ằ ẳ ô ơ ê á ạ ã ă â Đ ắ ẵ đ á ạ ã ă â Đ ' h h E inF C h h h h h E inF h kinaina inss )1( . )( 1 )1( )1( . )( 1 H GG H GG GGG trong đó: * HGG ina ằ ẳ ô ơ ê ' E inF hh Ch k )( ).1( ))(1( * H G h, chiều cao lớp ẩm, Ga thnh phần đồng vị của độ ẩm không khí, G0 thnh phần đồng vị ban đầu của nớc khi ở thể hơi, Gin thnh phần đồng vịcủa dòng nhập, Gss thnh phần đồng vị ở trạng thái ổn định của hồ, H* , Ck lần lợt l nhân tố ảnh hởng đến trạng thái cân bằng của đồng vị v hằng số động lực học. ______________________________________________________________ Trong mặt cắt 1.1, cho ta phơng pháp giả quyết phơng trình cân bằng ny. đợc tích luỹ phía Bảng 5.1 cho ta công thức (2) về sự ho tan của các đồng vị đáy hồ, nơi có chế độ ổn định v phơng pháp để lm khô những vùng bị ngập nớc. Tuy nhiên, tại vị trí quan trắc thực tế hiếm khi gặp đợc trạng thái ổn định của nớc. Không chỉ ở những hệ thống mặt nớc thay đổi điển hình, do quá trình mang tính ngẫu nhiên, m còn do cả tính thay đổi theo mùa vốn có đối với thnh phần đồng vị bền vững của cả dòng nhập v độ ẩm không khí, trong cân bằng thuỷ văn v trong mối tơng quan giữa tốc độ dòng chảy vo v tốc độ bốc hơi, giống nh trong chế độ tổng hợp của hồ. Cấu trúc của các đồng vị trong hồ phản ánh mức độ thay đổi, theo cách đó mô hình trở nên phức tạp hơn. Hầu hết những nghiên cứu hiện tại đã ngăn cản sự cố gắng để đa ra 232 http://www.ebook.edu.vn những thông tin về những mẫu chiết của nớc dựa trên cơ sở thnh phần cấu tạo đồng vị của các chất ho tan ổn định cơ bản. Sự thay đổi các số liệu, mùa hoặc những thay đổi khác khi đó thờng hợp thnh lỗi trong phân tích, v l nguyên nhân gây ra một vi đánh giá sai của phơng pháp cân bằng đồng vị trong nghiên cứu hồ (Lewis 1970; Zimmerman v Ehhalt 1970). Hình 5.1. Sự miêu tả của mối tơng quan về mặt thuỷ văn giữa một hồ v môi trờng của nó. X biểu thị dòng trao đổi giữa nớc trên mặt v lợng ẩm trong khí quyển, v dấu suy ra sự trao đổi giữa lớp nớc bên trên bị xáo trộn v tầng nớc hồ sâu. Tuy nhiên, tính cực nhạy của một thnh phần cấu tạo đồng vị trong hồ với sự thay đổi của môi trờng v những thay đổi của chế độ thuỷ văn có khả năng đợc sử dụng phép đo giá trị nh giá trị của một dụng cụ đo lờng, cả trong đầ n trờng hợp quan trắc trực tiếp môi trờng v sự thay đổi của các đại lợng thuỷ văn. Nh một chỉ số của những đại lợng cổ, những ti liệu vẫn đang đợc sử dụng thích hợp, giả sử nh các chỉ số về cacbonat trong trầm tích ở hồ m (Stuiver 1970; Lemeille cùng những ngời khác 1983; Talbot 1990). Trong phần sau của chơng ny, thnh phần cấu tạo của những đồng vị trong các hồ khác nhau sẽ đợc thảo luận, dựa trên cơ sở phơng pháp luận về những thông tin cần thiết có liên quan, đợc thể hiện ở phần 1.1. Những thông tin có liên quan đến kho chứa nớc v động lực trong một hệ thống hồ có thể đợc luận ra từ ti liệu về chất đồng vị. Những yếu tố cơ bản đầu tiên đợc áp dụng để lm đơn giản hoá v đồng nhất hệ thống. Tiếp theo chúng ta sẽ chuyển sang những vấn đề phức tạp hơn về hồ, với một cấu trúc phân tầng thẳng đứng, một phạm vi rộng về địa chất hoặc với độ mặn cao. Bất cứ lúc no cần, luôn có sẵn những mẫu về những nghiên cứu m trong đó có sử dụng ti liệu về các chất đồ g vị phục vụ cho việc thu thập các số liệu về nghiên cứu thuỷ văn hồ, cân bằng nớc, sự tơng tác giữa các chất với môi trờng của nó. Chỉ có điều, trong rất nhiều trờng hợp nó chỉ thực hiện để chỉ 233 http://www.ebook.edu.vn ra những phơng pháp tối u về mặt lý thuyết nghiên cứu đồng vị, có thể áp dụng trong tơng lai. 5.1.1 Sự phân tán các chất đồng vị trong quá trình bốc hơi xét về cân bằng vật chất còn tuỳ thuộc vo mối tơng quan giữa (1) v dòng nhập có ngang bằng nhau không. Nghĩa l: m=e. Trong hợp khác, khi phải sử dụng đến lý thuyết mô hình của sự vận Cách giải quyết công thức (1) tuỳ thuộc giá trị của thnh phần cấu tạo của chất đồng vị trong (1) ( c ). Nó không tuân theo những nguyên tắc trong đo đạc. Chúng ta chỉ có thể tìm thấy giá trị của nó trong một số trờng hợp đặc biệt, hy hữu nh: khi sự bốc hơi l liên tục không gián đoạn (giống nh trờng hợp thoát hơi nớc ở thực vật), hoặc nh trongtrờng hợp hồ ở trạng thái cạn kiệt, khi đó việc xem những trờng chuyển hơi nớc từ bề mặt vo khí quyển. Theo công thức của Craig v Gordon (1965) c đợc cho bởi mối quan hệ: ^` H HGGD G ' )1( ) ( * h h aL e (2) hoặc có thể viết gần đúng dạng: ^` h h aL e 1 . HGG G (2a) trong đó: h l độ ẩm tơng đối, đợc chuẩn hoá hoặc đồng hoá với hơi nớc đã bão ho ngay trên bề mặt chất lỏng. G a l hm lợng đồng vị của hơi nớc trong khí quyển D *, D lần lợt l hệ số trạng thái cân bằng v tổng đơn vị thnh phần phân đoạn H *, H đợc xác định theo: )1( ** DH v )1( D H Những tham số ny đợc liên hệ với nhau theo quan hệ: * HHH ' Trong công thức về sự phân đoạn, do sự khuyếch tán của các phân tử nớc thông qua lớp biên của không khí, đợc biểu diễn thông qua tham số 'H . Để biểu diễn tham số ny, dựa trên cơ sở lý thuyết về mô hình sức cản của Langmuir, Craig v Grodon(1965) đã đa ra dạng công thức sau: k A iA A B iB B A Ai A h 11)1( . U U U U U U U H ằ ô ô ơ ê á á ã ă ă â Đ á á ạ ã ă ă â Đ ' ƯƯ Ch h .)1( 1)1( T U U U U U { á á ạ ã ă ă â Đ ' ằ ẳ ạ (3) trong đó U v U i lần lợt l sức cản chuyển động : ứng với ký hiệu i đứng trớc 234 http://www.ebook.edu.vn l dnh cho các chất đồng vị đặc trng, còn ứng với ký hiệu (A v B) đứng trớc l ở lớp khuyếch tán gần bề mặt phân giới v vùng nhiễu động bên trên nó. Vế phải của công thức ny áp dụng khi công nhận không có sự phân đoạn tự nhiên do sự chuyển động hỗn loạn của khí quyển. Vì thế giới hạn 0 á á ạ ã ă ă â Đ zAn B iB U U v Ư UUT A k iA C{ á á ạ ã ă ă â Đ 1  U U Giới hạn đợc xác định trong khoảng: trong trờng hợp đa đơteri vo phân tử nớc (giới hạn khoảng 13 0 / 00 ) v trong trờng hợp phân tử đợc dán nhãn O-18 (giới hạn l 15 0 / 00 ). Với điều kiện phần tử gió điều ho trong quá trình bốc hơi (giới hạn ny đợc đa ra bởi Merlivat - 1970). Thờng thì các tham số giới hạn G a v h đợc đo hoặc đợc ớc lợng gần đúng sao cho lớp ở bên dới có thể khuyếch tán. Vì thế U B nhỏ không đáng kể khi so sánh với U A , v giới hạn thêm trong công thức (3) có thể đợc bỏ qua. Ta có thể viết 'H đơn giản hơn: k Ch).1( ' H (3a) Việc biểu diễn 'H có thể đợc ứng dụng khi ta sử dụng những giá trị của các phần tử giới hạn: h v G a (đợc đo bằng cột khí). Những giá trị ny không phải l căn nguyên của sự hạ thấp mực nứơc trong cột khí, vì thế h v G a không thay đổi theo chiều cao. Tuy nhiên, khi vấn đề ny đợc đa ra thảo luận trong í. ồng vị ái niệm về sự trao đổi những phần sau thì điều ny có thể sẽ không còn đúng nữa. Nh khi xét một hồ lớn với dòng thăng l một thnh phần quan trọng trong việc cân bằng nớc khí quyển hoặc dới những điều kiện it xáo trộn trong suốt cột kh Một điều cần chú ý l: việc thnh lập công thức về thnh phần các chất đ của thông lợng bôc hơi trong công thức (2) bao hm kh ẩm giữa mặt hồ v khí quyển. Dòng không khí ẩm quay ngợc lại (dòng giáng) trở thnh hiện tợng đặc trng nhất tại vùng biên của lớp ẩm không khí. Khi xét xa hơn thì chú ý rằng, chúng ta sẽ bỏ đi một vi thnh phần cản gây ra sự xáo trộn của chất lỏng theo phợng thẳng đứng. Giả định trên không phải l lúc no cũng hợp lý, đặc biệt l trong điều kiện lặng gió (theo Gat 1970 , Siêgnthale 1975 ). Với G e có đợc từ công thức ( 2a) v do phơng trình cân bằng nớc dạng: EoutFinF dt dV )()( (4) Do đó công thức (1) có thể đợc viết lại nh sau: ắ ẵ đ )1( )( ).( )( h h V E V inF dt d aL Lin L HGG GG G (5) Công thức ny l cơ sở cho việc tính toán sự tích luỹ đồng vị trong các thuỷ vực mặt. 235 http://www.ebook.edu.vn Những giải pháp tơng đối đơn giản có thể đợc dùng cho hệ thống xáo trộn mạnh mẽ với điều kiện thuỷ văn ổn định trong cả hồ có dòng chảy chảy qua v hồ ở trạng thi gần cạn hay hồ đã khô cạn. Những giải pháp ny đợc thể hiện ở bảng tóm tắt 1, v sẽ đợc thảo luận ở phần 2. Hình 5.2: Độ dốc của dòng bốc hơi nh l một hm của các tham số trong phơng trình 6, cho 3 trờng hợp ' d= (d a - d n )=-12.0 v +10%o , theo thứ tự l dòng MWL, dòng băng. Trong việc so sánh những thay đổi tơng ứng giữa hai đồng vị, đặc biệt l H v 18 O (những thnh phần dồi do ny theo thứ tự giống nh G D v G 18, tơng đơng với mức SMOW (nớc đại dơng trung bình tiêu biểu) (Craig 1961), nó đợc xem nh không giống với những phân đoạn ở trạng thái cân bằng. ở đây độ dốc 18 G G ' ' D S (trong đó G D , G 18 đối ngợc nhau trong không gian) đợc cho bởi tỷ lệ của các nhóm nhân tố ở trạng thái cân bằng H D * /H 18 * . Giá trị của tỉ lệ ny dao động trong khoảng 7,54 y 8,64 với nhiệt độ dao động trong khoảng 0 y 35qC (Majoube 1971). Khi nhiệt độ t q=20qC nó dừng ở giá trị bằng 8, vì thế vo khoảng cuối năm 1961,Craig đã đa ra định nghĩa về độ dốc của những ngấn nớc trên băng. Theo một cách khác, có định nghĩa tơng tự về độ dốc của những dòng thăng (của hơi nớc). Những đờng ny sẽ vạch ra những đờng biến thiên của G trong quá trình bốc hơi. 236 http://www.ebook.edu.vn >@ >@ IN ina D ina h h S HGG HGG )( )( Từ công thức (5) ta có: (6) Bởi vì độ lớn của C k cho tất cả các đồng vị đặc biệt l nh nhau (13 v 15%o theo thứ tự cho D v O -18 ). Hệ số ny cho thấy rằng: độ dốc của dòng thăng l không đáng kể so với độ dốc của "dòng ở trạng thái cân bằng ". Độ dốc của dòng thăng theo công thức (6) phụ thuộc vo những tham số giới hạn của khí quyển. Cụ thể l, độ ẩm v thnh phần của chất đồng vị trong hơi ẩm của khí quyển, các nhóm đồng vị H 2 cho ta giá trị độ dốc của dòng thăng với G D đối nghịch với G 18 trong không gian nh hm số (G a - G in ) 18 với những giá trị biến thiên của độ ẩm v với những giá trị khác của 'd= d a - d n (ở đây d a v d n lần lợt l giá trị " d-d" của độ ẩm không khí v lợng nhập vo thuỷ vực. Giá trị "d-d" đã đợc Dansgaard định nghĩa v đợc tính bằng công thức: d=8 G 18 - G D . Một khái niệm tơng tự cũng đợc Gat chỉ ra vo năm 1971, nhng do những giá trị khác nhau của C k , cụ thể với Gat ông cho C k bằng 32 v 16%o lần lợt ứng với 18 O v D. Ngay sau đó những giá trị 15 v 13%o xuất hiện v đựoc đánh giá l thực tế hơn. Điều ny đợc lu ý trong trờng hợp khi m độ ẩm v dòng nhập ở trạng thái cân bằng đồng vị. Tức l ở đây: d a - d n = - H * v d | 0 thì giá ' trị của S không phụ thuộc vo độ ẩm v đợc cho bởi tỷ số: 55.3)/( 18 ** | k D k CC HH . Đây l trờng hợp thờng xảy ra ở những vùng nằm trong lục địa (Craig v Horribe 1967). Nó còn đợc mở rộng hơn với những điểm đặc biệt nằm riêng lẻ. Sự phụ thuộc của độ dốc v độ ẩm thì ngợc lại. Độ lm giầu thực (có liên quan tới giá trị ban đầu của G in ) sẽ hớng về bề mặt của đối tợng nớc bởi quá trình bốc hơi v biến đổi của hơi nớc. Với 18 O hoặc đơteri thì phụ thuộc vo tất cả các tham số trong công thức (5), bao gồm những tham số thuỷ văn nh lợng xuất chuyển trong hồ, thể tích hỗn hợp.v.v. Hiển nhiên, bằng đờng đồng vị đã đợc xác định cho một hồ no đó, ngời ta có thể thu đợc những kết quả về đo đạc nh về cân bằng thuỷ văn v sự thay đổi của nó theo thời gian. Có thể xem minh hoạ trong phần 2. 5.2 Hồ có diện tích nhỏ Trong mục ny, một hồ giả tởng đợc đa ra để thảo luận. Phục vụ cho mục tiêu ny, những đặc trng sau coi nh đã đợc thừa nhận: 1. Một thể tích xáo trộn trong đó không tồn tại tính chất bất đồng nhất của các thnh phần đồng vị theo cả phơng ngang v phơng thẳng đứng (ảnh hởng của sự phân tầng theo phơng thẳng đứng sẽ đợc xem xét ở mục 2.2). 2. Với một khu vực địa lý giới hạn, có thể đợc cho rằng: môi trờng đặc biệt l độ ẩm môi trờng xung quanh không bị ảnh hởng bởi thông lợng bốc hơi từ hồ. ồ giả tởng ny. Với giả thiết các tham số không thay đổi theo thời gian, cho ở bảng 1, l: Các nghiệm trạng thái ổn định cho cân bằng đồng vị của các h 237 http://www.ebook.edu.vn ằ ẳ ô ơ ê á ạ ã ă â Đ ' h h E F h in ina inSSL )1( .1 . G H G GG (7) Giá trị ny phụ thuộc vo thông số h, G a v các đặc trng thuỷ văn của hồ. Cụ thể l tỷ số thông lợng dòng chảy: F(in)/E. Nhiệt độ v các thông số điển hình nhất của môi trờng đợc biểu diễn thông qua một ẩn số. Tác động của cả giới hạn ẩm (thông qua sự phụ thuộc vo áp suất bão ho hơi nớc của nớc trên bề mặt) v hệ số phân đoạn trạng thái cân bằng của đồng vị: H * (Majoube 1971). Nh biểu diễn trên hình 3, độ lm giầu của đồng vị trong hồ rất nhạy với mô hình thuỷ văn. Nếu ngời ta so sánh hệ thống 3 mô hình về sự bốc hơi của hồ, giới hạn của hồ thì thu đợc tổng kết nh trong bảng 5. V hệ thống thông lợng dòng chảy trong hồ thì hiển nhiên l các thnh phần đồng vị trong giới hạn của hồ sẽ phụ thuộc vo hớng thay đổi của thnh phần đồng vị trong dòng nhập (thnh phần đồng vị trong dòng nhập thờng xuyên bị suy yếu bởi các thnh phần đồng vị nặng) so với sự lm giu ở mức độ cao của nớc trong quá trình bốc hơi của hồ. Thông lợng thnh phần đồng vị của hồ gần nh ngang bằng với giá trị của dòng nhập, với thông số F(in)/E tơng đối lớn. Điều ny không quá kinh ngạc vì sự thay đổi nhạy bén trong tỷ số thông lợng dòng chảy l cao nhất. Với những điều kiện trên khi m sự bốc hơi l nhân tố chính chi phối hệ thống cân bằng nớc, tức l khi độ ẩm tơng đối ở mức thấp v khi tỷ số F(in)/E tiến đến một giá trị đơn nhất. Thực tế ứng dụng của phơng trình cân bằng đồng vị trong nớc để xác định thnh phần cân bằng thuỷ văn l việc tìm giá trị của E hay của suất chuyển ra khỏi hồ, bể chứa. Để thực hiện việc ny, ta cần tìm giá trị của G e , điều ny đã đợc thảo luận trong phần đầu v để thu đợc nó rất khó khăn do nó không thể rút ra đợc trực tiếp từ các đo đạc. Để nhận đợc G e , ta phải dựa vo công thức (2) v để có kết quả ta cần đến các giá trị của G a , h v giá trị trung bình hợp lý của thnh phần phân đoạn, tính toán cho quá trình với thời đoạn đủ di tơng ứng với thời gian nớc c trú trong hồ. Điều ny thể hiện những vấn đề gần nh không giải quyết đợc bởi sự biến động của các thông số ny, v l nguyên nhân gay nên tính bất định tơng đối của phơng pháp ny. 238 http://www.ebook.edu.vn Hình 5.3: Xây dựng đờng đồng vị ( ' = G ss - G in ) thông qua thông lợng dòng chảy trong hồ ở trạng thái ổn định. Khi hm của độ ẩm (h) v tỷ số thông lợng dòng chảy (F(in)/E; khi tỷ số F(in)/E=1 tơng ứng với nó l hồ bị cạn kiệt, không có dòng ra khỏi hồ. Giá trị lm hồ cạn ( cái đợc gọi l sự bốc hơi nớc của hồ) đợc cho trớc để so sánh). Ngời ta cho rằng: các dòng nhập v lợng ẩm trong khí quyển ở trạng thái cân bằng đồng vị với các đối tợng nớc khác, vì thế G a - G in =- H * Welhan v Fritz (1977) đã thảo luận về các nỗ lực trong việc đo đạc các thông số ny bằng việc sử dụng các thùng bốc hơi nh l một mô hình của hồ. Tuy nhiên, điều ny đã đợc Allison v đồng sự (1979) chỉ ra rằng với phơng pháp nh vậy sẽ không cho kết quả thực sự tốt do thời gian ho nhập của các thùng ny l ngắn hơn so với hệ thống tự nhiên. Thật vậy, một khả năng hứa hẹn hơn có thể chọn đã đợc Dincer nêu ra (1968). Nội dung của nó l sử dụng một "hồ đại biểu" có chế độ thuỷ văn đã biết v nằm trong cùng một vùng nghiên cứu. Từ các giá trị đồng vị của hồ ny, các giá trị đã đợc trọng số hoá cẩn thận của a G v h có thể đợc suy ra. Một hồ đồng nhất v cạn kiệt sẽ cung cấp cho hm tốt nhất. Hớng tiếp cận có lợi ny đã đợc Merlivat (1970) sử dụng để giải thích cho hện thống các hồ ở Thổ Nhĩ Kỳ v cũng đợc Gat v Levy(1978) nêu ra trong một trờng hợp tơng tự. Thnh phần thêm vo của phơng trình cân bằng nớc có thể đợc xác định nếu nếu công thức cân bằng thứ ba đợc đa vo để kết hợp với hai phơng trình cân bằng của nớc v đồng vị. Sự kết hợp phép giải của 3 phơng trình: cân bằng nớc, cân bằng đồng vị v cân bằng độ mặn. Theo thứ tự, trong hệ thống ny: độ mặn l ổn định, không tính các nguồn mặn khác ở xa, so với độ mặn trong hồ đợc các nhánh sông mang vo. Ví dụ, Dincer cùng cộng sự 239 [...]... ớng khuất gió của hồ có độ dốc lớn hơn khi so sánh với s ờn đón gió 5. 3.4 Giới hạn l u thông trong hồ có diện tích lớn Trong hồ có hình thái học phức tạp các phần khác nhau của hồ sẽ yêu cầu thnh phần đồng vị khác nhau, do kết quả ảnh h ởng của vỉa hồ hoặc do ph ơng trình cân bằng n ớc khác nhau trong các nhánh khác nhau của hồ Mô hình hoá hồ nh một tổng thể, dựa vo những ph ơng trình (5) thì có tính... đ ợc sử dụng 5. 5 Đồng vị đầm hồ cổ Thnh phần đồng vị của n ớc hồ đ ợc bảo ton trong một vi hồ có trầm tích, đặc biệt l trong thnh phần cacbon authogenic, trong vỏ của các sinh vật sống d ới n ớc, t ơng tự nh n ớc trong khe rãnh trong lớp trầm tích của hồ Trừ tr ờng hợp thnh phần đồng vị của các ôxit trong các thnh phần khoáng có liên quan sẽ l hm của cả nhiệt độ v thnh phần đồng vị của hồ (Stuiver 1970),... nhanh hơn của sự thay đổi trong thnh phần đồng vị về phía cuối của các chu trình tồn tại của những hệ thống ny, khi các thể tích của chúng rút lại Một tình huống đặc biệt đ ợc biểu thị bằng các hồ đồng bằng ngập lụt, m bị trn ngập bởi n ớc sông chảy qua tại thời kỳ n ớc cao Các hồ m sau đó có thể đ ợc hình thnh ở các vùng trũng của đồng bằng thay đổi trong thể tích của chúng một cách mạnh mẽ khi các sông... http://www.ebook.edu.vn Hình 5. 7 Thnh phần chất đồng vị ổn định của n ớc hồ Tiberias trong suốt những năm 196 3-1 969, thể hiện những thay đổi theo mùa v di hạn Các profile đồng vị theo ph ơng thẳng đứng cho năm 19681969 đ ợc đ a ra ở trên đỉnh Đồ thị lồng thể hiện các giá trị đ ợc tính toán hng tháng của 18 của n ớc trên mặt hồ Tiberias trên sự giả sử của một hệ thống bị xáo trộn (- - -) v phân tầng (-x-x-) t ơng ứng... 30.4; F (in) E tham số l các giá trị cho 18 2.71; v in D trong 5. 4; 33 ; a 14.4; 1 05 Các giá trị trong các permil t ơng ứng ảnh h ởng của tính biến động theo mùa trong các tham số ny đến việc tích luỹ đồng vị ổn định trạng thái đ ợc chỉ ra trong trang kèm theo Sự xáo trộn của giáng thuỷ mùa đông địa ph ơng, có các giá trị 18 giữa -3 tới - 0 5 /00, tạo ra các giá trị động vị của nhóm dòng chảy vo thậm... trong mối quan hệ giữa vai trò của vòng tuần hon n ớc cũng nh chỗ thoát n ớc của n ớc ngầm cũng nh nguồn của muối Bởi sự phức tạp của chúng v mối quan hệ không bảo ton của hầu hết các muối trong hệ thống, các nh nghiên cứu đã chuyển sự tăng của thnh phần đồng vị của hồ có độ mặn v xung quanh hồ thnh việc dự đoán tính chất thuỷ văn học của chúng Ba mối quan hệ qua lại giữa hồ có độ mặn v môi tr ờng xung... 1970) Các nghiên cứu đồng vị có thể đ ợc sử dụng để phân biệt giữa n ớc bắt nguồn từ sông chảy qua, sự rút n ớc cục bộ, hay n ớc còn lại từ các chu trình tr ớc đây của hồ (m th ờng thể hiện dấu hiệu đồng vị của các quá trình bốc hơi) Một nghiên cứu về hệ thống nh vậy l nghiên cứu của Martinelli v các cộng sự (1989) về hệ thống hồ ở vùng bãi bồi rừng rậm Amazonian Thnh phần đồng vị của những hồ ny thay... đặc tr ng của dòng chảy chính của vùng Amazonas v các sông nhánh của nó tới giá trị đã đ ợc lm giu hơn, gây ra bởi việc tham gia của n ớc từ các dòng chảy mặt lân cận v sự giáng thuỷ trong vùng tăng lên Bởi các thnh phần đồng vị của tất cả các những thnh phần trên nằm trên MWL, nên thnh phần đồng vị của những hồ ny sẽ tồn tại trong suốt vòng tuần hon của nó, nh minh hoạ trên giản đồ hình 5. 10 Tuy nhiên,... gian, v sự tích luỹ của sự lm giu trong các loại đồng vị nặng nh một hm của sự giảm thể tích (Sơ đồ RHS) E v L thay cho các dòng bốc hơi v thoát ra t ơng ứng 248 http://www.ebook.edu.vn Hình 5. 10 Thnh phần đồng vị của các hồ đồng bằng ngập lụt: Hồ A l một tr ờng hợp m thnh phần đồng vị của hồ giảm trên MWL, hiển nhiên l một sự xáo trộn của n ớc sông v thoát n ớc cục bộ v dòng chảy mặt Hồ B l một tr ờng... luận chi tiết hơn trong phần 5. 5 5. 3 Sự tác động qua lại v hệ thống tái cấp Trong các tr ờng hợp thảo luận, sẽ dẫn tới việc xem xét các hồ nh thực thể thụ động trong môi tr ờng nó tạo ra, thnh phần đồng vị cho tr ớc của cả l ợng n ớc vo, độ ẩm khí quyển xác định bởi quá trình qui mô lớn v không bị ảnh h ởng bởi quá trình bốc hơi địa ph ơng T ơng tự nh tr ờng hợp tính tới các hồ nhỏ v độc lập Tuy nhiên, . thị lồng thể hiện các giá trị đợc tính to án hng tháng của 18 G của c trên mặt hồ Tiberias trên sự giả sử của một hệ thống bị xáo trộn (- ' - ' -) v phân tầng (-x-x-) tơng ng trờng hợp. cho lợng nớc vo của hồ hạ lu. Khi điều 5. 10. Thnh phần đồng vị của các hồ đồng bằng ngập lụt: Hồ A l một trờng hợp m thnh phần của hồ giảm trên MWL, hiển nhiên l một sự xáo trộn của nớc sông v. giữa -3 tới - 5 0 / 00 , tạo ra các giá trị động vị của nhóm dòng chảy vo thậm chí ít biến động 242 http://www.ebook.edu.vn hơn. Hơn nữa, ảnh hởng của chu trình hng năm của thnh phần đồng vị của