Изотопный состав водорода льда
Изотопный состав водорода льда в керне со станции «Восток» варьирует в пределах от -420 до -480 %о. Более высокие его значения отражают сравнительно короткие периоды межледниковых потеплений, а более низкие значения характеризуют длительные периоды ледниковых похолоданий. До настоящего времени это пока единственная в мире скважина, охватывающая последние ледниково-межледниковые циклы: валдайскую или вюрмскую ледниковую эпоху ; микулинское или рисс-вюрмское межледниковье ; днепровское или рисское оледенение ; великий межгляциал ; и окское или миндельекое оледенение. Установлено, что последняя ледниковая эпоха характеризуется тремя температурными минимумами, которые были 20, 60 и ПО тыс лет назад. Пик межледниковья приходится на 130 тыс. лет. Изотопные данные свидетельствуют также, что колебания температуры за последние тысячелетия достигали 1,5-2,0 °С. Теплыми были XII, XVI и XX века, а холодными — XII-XV и XVII-XIX века. Последний интервал получил название малого ледникового периода. Изучение палеоклиматов Земли проводилось также по результатам изотопых анализов кернов льда со станций Кемп Сенчури, Дай-3 и саммит. Для всех станций отмечено хорошее совпадение вариаций изотопного состава кислорода и водорода льда с одновозрастных участков кернового материала. Это означает, что палеоклиматические вариации охватывают одновременно оба полушария Земли и вероятнее всего являются следствием астрономических эффектов по теории Миланковича.
Зависимость содержания тяжелых изотопов водорода и кислорода в атмосферных осадках от температуры позволяет проводить папеотемпературные исследования не только по изотопному составу самих атмосферных осадков, но и по природным химическим соединениям органического и неорганического происхождения, в образовании которых существенную роль играет вода. К таковым относятся, например, глинистые минералы, образовавшиеся в процессе выветривания силикатных пород, спелеотермы, а также полисахариды растений.
Исследования чистого каолинита, проведенное С. Савиным и С. Эпштейном, а также данные X. Тсйлора и Д. Лоуренса и X. Тейлора, показывают, что каолинит и смектиты при формировании бывают близки к состоянию изотопного равновесия с метеорными водами, участвующими в гипергенных процессах выветривания. При этом величины коэффициентов фракционирования таковы, что при температурах около 20 °С глинистые минералы оказываются примерно на 27 %о обогащены lsO и примерно на 30 %о обеднены дейтерием по сравнению с водой, участвующей в их формировании.
