Эффект Доула

Эффект Доула — повышенное содержание тяжелого изотопа 18О (обычного, более стабильного атома кислорода с двумя дополнительными нейтронами) в атмосфере по сравнению с морской водой, относительно его более лёгкого и менее стабильного изотопа 16О. Обычно соотношение 18O/16O, выражают как отклонение изотопной сигнатуры в образце по отношению к сигнатуре стандарта, выраженное в промилле, и обозначают как . Эффект назван в честь американского химика . В 1935 году было обнаружено, что в воздухе содержится больше 18О чём в морской воде; количественная оценка 1975 года дала результат в 23,5 ‰, но в 2005 году значение уточнили до 23,88 ‰. Дисбаланс возникает преимущественно в результате дыхания растений и животных. Благодаря термодинамике изотопных реакций, для дыхания предпочтительно используется более лёгкий, а значит и более реакционноспособный, 16O, что увеличивает относительный объём 18O в атмосфере. Неравенство изотопного состава воды и воздуха уравновешивается фотосинтезом, который возвращает более лёгкий 16О в атмосферу. В результате фотосинтеза выделяется кислород такого же изотопного состава (то есть с таким же соотношением между 18О и 16О) как и в воде (H2O), используемой водоокисляющим комплексом, а её состав не зависит от атмосферного соотношение изотопов. Таким образом, при достаточно высоком атмосферном уровне 18О, фотосинтез будет выступать в качестве уравновешивающего фактора. Однако степень фракционирования (то есть изменение изотопного соотношения), обеспечивается не только фотосинтезом. Фракционирование может происходить и в результате преимущественного испарения Н216О — воды, несущей легкие изотопы кислорода, а также других небольших, но значимых процессов.