Isotopmetoder

Isotopmetoder är en grupp tekniker som används för att spåra källor och flöden samt för datering inom geologi, hydrologi, ekologi och biologi. Metoderna skiljer mellan stabila isotoper, som i princip inte förändras över tid, och radioaktiva isotoper, som avklingar enligt kända halveringstider. Genom att mäta isotopförhållanden kan man få information om processer som vattnets resa genom landskapet, näringsströmmar i ekosystemet samt klimat- och geologiska händelser och ålderbestämning av material.

Den vanligaste tekniken är masspektrometri, där isotopförhållanden mäts med IRMS (isotopisk mas­spektrometri). Andra viktiga instrument är MC-ICP-MS och TIMS för högt nog precision. För dateringar används radiometriska metoder som radiocarbon-datering och uran-serien. Isotopmetoder innefattar även isotopdilution, där ett känd mängd isotop blandas med provet för exakt kvantifiering, samt AMS (accelerator mass spectrometry) för mycket små mängder av material.

Användningsområden inkluderar geokemi och hydrologi för att identifiera källor till vatten och spåra vattentryck; miljövetenskap och ekologi för att studera diet och migrering (t.ex. δ13C och δ15N); klimatforskning och arkeologi för återuppbyggnad av forntida klimatförhållanden och enskilda organismers livsmiljöer. Inom medicin används isotopmärkning för diagnostik och bildgivning (t.ex. PET med radioaktiva isotoper).

Vid tolkning används blandningsmodeller och massbalans för att skriva ner hur isotoper kommer från olika källor. Resultat presenteras vanligtvis som delta-värden relativt standarder (t.ex. δ13C, δ18O, δ15N). Val av standarder, rätt kalibrering och hänsyn till fraktionering är avgörande för noggrann tolkning. Begränsningar inkluderar kostnader, tillgång till utrustning och behov av kontrollerade referensmaterial.