View source for समस्थानिक हस्ताक्षर

{{short description|Mathematical ratio used in analysis of radioactive materials}}
समस्थानिक हस्ताक्षर (समस्थानिक अंगुली-चिह्न भी) गैर-रेडियोजनिक '[[स्थिर आइसोटोप अनुपात|स्थिर समस्थानिक]]', स्थिर [[रेडियोजेनिक न्यूक्लाइड|रेडियोजेनिक समस्थानिक]], या परीक्षण सामग्री में विशेष तत्वों के अस्थिर [[रेडियोधर्मी]] समस्थानिक का अनुपात है। प्रतिरूप सामग्री में समस्थानिकों के अनुपात को [[आइसोटोप-अनुपात द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री|समस्थानिक संदर्भ सामग्री]] के विरुद्ध [[आइसोटोप विश्लेषण|समस्थानिक-अनुपात द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री]] द्वारा मापा जाता है। इस प्रक्रिया को समस्थानिक विश्लेषण कहा जाता है।

== स्थिर समस्थानिक ==
विभिन्न समस्थानिकों का परमाणु द्रव्यमान उनके रासायनिक गतिज व्यवहार को प्रभावित करता है, जिससे प्राकृतिक समस्थानिक पृथक्करण प्रक्रियाएँ होती हैं।

=== कार्बन समस्थानिक ===
{{Hatnote|1=Main article: [[δ13C|δ<sup>13</sup>C]]}} {{Algal carbon isotopes}}
उदाहरण के लिए, [[मीथेन]] के विभिन्न स्रोतों और सिंक में <sup>12</sup>C और <sup>13</sup>C समस्थानिकों के लिए भिन्न-भिन्न बंधुता होती है, जो वायु में मीथेन में <sup>13</sup>C/<sup>12</sup>C अनुपात द्वारा विभिन्न स्रोतों के मध्य अंतर करने की अनुमति देता है। [[ गेओचेमिस्त्र्य |जियोकेमिस्ट्री]], [[पूर्व-जलवायु|पेलियोक्लिमेटोलॉजी]] और [[paleoceanography|पेलियोसियनोग्राफी]] में इस अनुपात को δ<sup>13</sup>C कहा जाता है।अनुपात की गणना पी डी बेलेमनाइट (पीडीबी) मानक के संबंध में की जाती है:

:<math chem>\delta \ce{^{13}C}_\mathrm{sample} = \left(\frac{\ce{^{13}C/^{12}C}_\ce{sample}}{\ce{^{13}C/^{12}C}_\mathrm{standard}} - 1\right) \cdot 1000</math> ‰

इसी प्रकार, अकार्बनिक [[कार्बोनेट]] में कार्बन थोड़ा समस्थानिक विभाजन दिखाता है, जबकि [[प्रकाश संश्लेषण]] द्वारा उत्पन्न सामग्री में कार्बन भारी समस्थानिकों से अल्प हो जाता है। इसके अतिरिक्त, विभिन्न जैव रासायनिक मार्गों वाले दो प्रकार के पौधे हैं; [[C3 कार्बन निर्धारण]], जहाँ समस्थानिक पृथक्करण प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है, [[C4 कार्बन निर्धारण]], जहाँ भारी <sup>13</sup>C अल्प क्षीण होता है, और [[Crassulacean Acid Metabolism|क्रसुलासीन अम्ल उपापचय]] (सीएएम) पौधे, जहाँ प्रभाव समान होता है किन्तु C<sub>4</sub> पौधों की तुलना में अल्प स्पष्ट होता है। पौधों में समस्थानिक विभाजन भौतिक (परमाणु भार में वृद्धि के कारण पौधों के ऊतकों में <sup>13</sup>C का धीमा प्रसार) और जैव रासायनिक (दो एंजाइमों द्वारा <sup>12</sup>C की वरीयता: [[RuBisCO]] और [[फॉस्फोनिओलफ्रुवेट कार्बोक्सिलेज]]) कारकों के कारण होता है।<ref>{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=RXX8FwhAsngC&pg=PA411 |first=Park S. |last=Nobel |title=भौतिक रासायनिक और पर्यावरण संयंत्र फिजियोलॉजी|date=7 February 2005 |page=411|isbn=9780125200264 }}</ref> दो प्रकार के पौधों के लिए भिन्न-भिन्न समस्थानिक अनुपात [[खाद्य श्रृंखला]] के माध्यम से विस्तारित होते हैं, इस प्रकार यह निर्धारित करना संभव है कि मानव या जानवर के मुख्य आहार में मुख्य रूप से C<sub>3</sub> पौधे ([[चावल]], गेहूं, [[सोयाबीन]], [[आलू]]) या C<sub>4</sub> पौधे सम्मिलित हैं ([[मक्का]], या मकई से भरे गोमांस) उनके मांस और हड्डी कोलेजन के समस्थानिक विश्लेषण द्वारा (चूँकि, अधिक त्रुटिहीन निर्धारण प्राप्त करने के लिए, कार्बन समस्थानिक विभाजन को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए, क्योंकि कई अध्ययनों ने सरल और जटिल बायोडिग्रेडेशन के समय महत्वपूर्ण <sup>13</sup>C सबस्ट्रेट्स भेदभाव की सूचना दी है)।<ref name="FernandezCadisch2003">{{cite journal|last1=Fernandez|first1=Irene|last2=Cadisch|first2=Georg|title=Discrimination against13C during degradation of simple and complex substrates by two white rot fungi|journal=Rapid Communications in Mass Spectrometry|volume=17|issue=23|year=2003|pages=2614–2620|issn=0951-4198|doi=10.1002/rcm.1234|pmid=14648898|bibcode=2003RCMS...17.2614F}}</ref><ref name="FernandezMahieu2003">{{cite journal|last1=Fernandez|first1=I.|last2=Mahieu|first2=N.|last3=Cadisch|first3=G.|title=विभिन्न गुणवत्ता के पौधों की सामग्री के अपघटन के दौरान कार्बन समस्थानिक विभाजन|journal=Global Biogeochemical Cycles|volume=17|issue=3|year=2003|pages=n/a|issn=0886-6236|doi=10.1029/2001GB001834|bibcode = 2003GBioC..17.1075F |doi-access=free}}</ref> C3 पौधों के अंदर δ<sup>13</sup>C में परिवर्तनों को नियंत्रित करने वाली प्रक्रियाएँ उचित प्रकार से समझा जाता है, विशेष रूप से पत्ती के स्तर पर,<ref name="FarquharEhleringer1989">{{cite journal|last1=Farquhar|first1=G D|last2=Ehleringer|first2=J R|last3=Hubick|first3=K T|title=कार्बन आइसोटोप भेदभाव और प्रकाश संश्लेषण|journal=Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology|volume=40|issue=1|year=1989|pages=503–537|issn=1040-2519|doi=10.1146/annurev.pp.40.060189.002443|s2cid=12988287|url=https://semanticscholar.org/paper/dd229ae7249b0ce45e5d51511e3bd79fde4e7c18}}</ref> किन्तु लकड़ी के निर्माण के समय भी।<ref name="McCarrollLoader2004">{{cite journal|last1=McCarroll|first1=Danny|last2=Loader|first2=Neil J.|title=ट्री रिंग्स में स्थिर समस्थानिक|journal=Quaternary Science Reviews|volume=23|issue=7–8|year=2004|pages=771–801|issn=0277-3791|doi=10.1016/j.quascirev.2003.06.017|bibcode = 2004QSRv...23..771M |citeseerx=10.1.1.336.2011}}</ref><ref name="Eweda Silveira Lobo Sternberg1999">{{cite journal|last1=Ewe|first1=Sharon M.L|last2=da Silveira Lobo Sternberg|first2=Leonel|last3=Busch|first3=David E|title=दक्षिण फ्लोरिडा के पिनलैंड और झूला समुदायों में वुडी प्रजातियों के जल-उपयोग पैटर्न|journal=Forest Ecology and Management|volume=118|issue=1–3|year=1999|pages=139–148|issn=0378-1127|doi=10.1016/S0378-1127(98)00493-9|doi-access=free}}</ref> वर्तमान के कई अध्ययन लकड़ी के गठन के वार्षिक प्रारूप (अर्थात ट्री रिंग δ<sup>13</sup>C) के साथ पत्ती स्तर के समस्थानिक विभाजन को जोड़ा गया है जिससे कि व्यक्तिगत पेड़ों और वन स्टैंडों की शारीरिक प्रक्रियाओं पर जलवायु परिवर्तन और वायुमंडलीय संरचना के प्रभावों की मात्रा निर्धारित की जा सके।<ref name="CabaneiroFernandez2015">{{cite journal|last1=Cabaneiro|first1=Ana|last2=Fernandez|first2=Irene|title=Disclosing biome sensitivity to atmospheric changes: Stable C isotope ecophysiological dependences during photosynthetic uptake in Maritime pine and Scots pine ecosystems from southwestern Europe|journal=Environmental Technology & Innovation|volume=4|year=2015|pages=52–61|issn=2352-1864|doi=10.1016/j.eti.2015.04.007}}</ref> <ref name="SilvaAnand2013">{{cite journal|last1=Silva|first1=Lucas C. R.|last2=Anand|first2=Madhur|last3=Shipley|first3=Bill|title=Probing for the influence of atmospheric CO2and climate change on forest ecosystems across biomes|journal=Global Ecology and Biogeography|volume=22|issue=1|year=2013|pages=83–92|issn=1466-822X|doi=10.1111/j.1466-8238.2012.00783.x}}</ref> समझने का अगला चरण, अल्प से अल्प स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में, पौधों, मिट्टी और वातावरण के मध्य सम्बन्ध को समझने के लिए कई समस्थानिक प्रॉक्सी का संयोजन प्रतीत होता है, और भविष्यवाणी करता है कि भूमि उपयोग में परिवर्तन जलवायु परिवर्तन को कैसे प्रभावित करेगा।<ref name="Gómez-GuerreroSilva2013">{{cite journal|last1=Gómez-Guerrero|first1=Armando|last2=Silva|first2=Lucas C. R.|last3=Barrera-Reyes|first3=Miguel|last4=Kishchuk|first4=Barbara|last5=Velázquez-Martínez|first5=Alejandro|last6=Martínez-Trinidad|first6=Tomás|last7=Plascencia-Escalante|first7=Francisca Ofelia|last8=Horwath|first8=William R.|title=विकास में गिरावट और अपसारी ट्री रिंग समस्थानिक रचना (δ13C और δ18O) उच्च ऊंचाई वाले जंगलों में CO2 उत्तेजना के विरोधाभासी पूर्वानुमान|journal=Global Change Biology|volume=19|issue=6|year=2013|pages=1748–1758|issn=1354-1013|doi=10.1111/gcb.12170|pmid=23504983|bibcode=2013GCBio..19.1748G|s2cid=39714321 }}</ref> इसी प्रकार समुद्री मछली में मीठे पानी की मछली की तुलना में <sup>13</sup>C अधिक होता है, जिसमें क्रमशः C<sub>4</sub> और C<sub>3</sub> पौधों का अनुमान लगाया जाता है।

इस प्रकार के पौधों में कार्बन-13 तथा कार्बन-12 समस्थानिकों का अनुपात इस प्रकार है:<ref>{{Cite journal| last1 = O'Leary | first1 = M. H.| title = प्रकाश संश्लेषण में कार्बन समस्थानिक| jstor = 1310735| journal = BioScience| volume = 38| issue = 5| pages = 328–336| year = 1988| doi = 10.2307/1310735| s2cid = 29110460| url = https://semanticscholar.org/paper/71e96b6c9aec4aa2757a44d150e05040782d887a}}</ref>
* C<sub>4</sub> पौधे: -16 से -10 ‰
* सीएएम संयंत्र: -20 से -10 ‰
* C<sub>3</sub> पौधे: -33 से -24 ‰

वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड से [[समुद्र]] में वर्षण द्वारा निर्मित [[चूना पत्थर]] में <sup>13</sup>C का सामान्य अनुपात होता है। इसके विपरीत, नमक के गुंबदों में पाए जाने वाला [[ केल्साइट |केल्साइट]] [[पेट्रोलियम]] के [[ऑक्सीकरण]] द्वारा गठित कार्बन डाइऑक्साइड से उत्पन्न होता है, जो कि इसके पौधे की उत्पत्ति के कारण <sup>13</sup>C-घटित है। पर्मियन विलोपन 252 Mya पर जमा चूना पत्थर की परत को <sup>13</sup>C/<sup>12</sup>C में 1% की गिरावट से पहचाना जा सकता है। 

<sup>14</sup>C समस्थानिक मानव निर्मित पदार्थों से [[जैवसंश्लेषित]] सामग्री को अलग करने में महत्वपूर्ण है। [[बायोजेनिक]] रसायन बायोस्फेरिक कार्बन से प्राप्त होते हैं, जिसमें <sup>14</sup>C सम्मिलित होता है। कृत्रिम रूप से बनाए गए रसायनों में कार्बन सामान्यतः [[कोयला]] या पेट्रोलियम जैसे [[जीवाश्म ईंधन]] से प्राप्त होता है, जहां मूल रूप से उपस्थित <sup>14</sup>C को ज्ञात करने योग्य सीमा से नीचे क्षय हो गया है। प्रतिरूप में वर्तमान में उपस्थित <sup>14</sup>C की मात्रा बायोजेनिक मूल के कार्बन के अनुपात को प्रदर्शित करता है।

=== नाइट्रोजन समस्थानिक ===
{{hatnote|1=Main article: [[δ15N|δ<sup>15</sup>N]]}}
नाइट्रोजन-15 या <sup>15</sup>N, प्रायः [[कृषि]] और चिकित्सा अनुसंधान में प्रयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए डीएनए प्रतिकृति की प्रकृति को स्थापित करने के लिए मेसल्सन-स्टाल प्रयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal | last1 = Meselson |first1=M. |last2=Stahl |first2=F. W. | year = 1958 | title = ई में डीएनए की प्रतिकृति। कोलाई ''| journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America | volume = 44 | issue = 7| pages = 671–682 | pmc=528642|doi=10.1073/pnas.44.7.671 | pmid=16590258|bibcode = 1958PNAS...44..671M |doi-access=free }}</ref> इस शोध के विस्तार के परिणामस्वरूप डीएनए-आधारित स्थिर-समस्थानिक परीक्षण का विकास हुआ, जो [[ सूक्ष्मजीवविज्ञानी संस्कृति |सूक्ष्मजीवविज्ञानी संस्कृति]] पृथककरण की आवश्यकता के बिना, पर्यावरण में [[सूक्ष्मजीवों]] की [[चयापचय]] क्रिया और टैक्सोनॉमी (जीव विज्ञान) की पहचान के मध्य संबंधों के परीक्षण की अनुमति देता है।<ref>{{cite journal |last1 = Radajewski |first1=S. |last2=McDonald |first2=I. R. |last3=Murrell |first3=J. C. | year = 2003 | title = Stable-isotope probing of nucleic acids: a window to the function of uncultured microorganisms | journal = Current Opinion in Biotechnology | volume = 14 | issue = 3| pages = 296–302 | doi=10.1016/s0958-1669(03)00064-8|pmid=12849783 }}</ref><ref>{{cite journal | last1 = Cupples | first1 = A. M. | last2 = Shaffer | first2 = E. A. | last3 = Chee-Sanford | first3 = J. C. | last4 = Sims | first4 = G. K. | year = 2007 | title = DNA buoyant density shifts during <sup>15</sup>N DNA stable isotope probing | journal = Microbiological Research | volume = 162 | issue = 4| pages = 328–334 | doi=10.1016/j.micres.2006.01.016| pmid = 16563712 | doi-access = free }}</ref> युक्त माध्यम में खेती करके [[प्रोटीन]] को समस्थानिकिक रूप से लेबल किया जा सकता है <sup>15</sup>N नाइट्रोजन के मात्र स्रोत के रूप में, उदाहरण के लिए, [[SILAC|साइलैक]] जैसे मात्रात्मक [[प्रोटिओमिक्स]] में होता है।

पर्यावरण में खनिज नाइट्रोजन यौगिकों (विशेष रूप से [[उर्वरक]]) का पता लगाने के लिए नाइट्रोजन-15 का बड़े स्तर पर उपयोग किया जाता है। अन्य समस्थानिक लेबल के उपयोग के साथ संयुक्त होने पर, <sup>15</sup>N भी नाइट्रोजनयुक्त [[स्थायी जैविक प्रदूषक|कार्बनिक प्रदूषकों]] के भाग्य का वर्णन करने के लिए अत्यधिक महत्वपूर्ण [[समस्थानिक अनुरेखक]] भी है।<ref>{{cite journal | last1 = Marsh | first1 = K. L. | last2 = Sims | first2 = G. K. | last3 = Mulvaney | first3 = R. L. | year = 2005 | title = Availability of urea to autotrophic ammonia-oxidizing bacteria as related to the fate of <sup>14</sup>C- and <sup>15</sup>N-labeled urea added to soil | journal = Biology and Fertility of Soils | volume = 42 | issue = 2| pages = 137–145 | doi=10.1007/s00374-005-0004-2| s2cid = 6245255 }}</ref><ref>{{cite journal | last1 = Bichat | first1 = F. | last2 = Sims | first2 = G. K. | last3 = Mulvaney | first3 = R. L. | year = 1999 | title = एट्राज़ीन से हेट्रोसायक्लिक नाइट्रोजन का माइक्रोबियल उपयोग| journal = Soil Science Society of America Journal | volume = 63 | issue = 1| pages = 100–110 | doi=10.2136/sssaj1999.03615995006300010016x| bibcode = 1999SSASJ..63..100B }}</ref> [[नाइट्रोजन-15 अनुरेखण]] [[जैवभूरसायन]] में उपयोग की जाने वाली महत्वपूर्ण विधि है।

स्थिर नाइट्रोजन समस्थानिकों का अनुपात, <sup>15</sup>N/<sup>14</sup>N या δ<sup>15</sup>N, पोषी स्तर के साथ बढ़ने लगता है, जैसे कि शाकाहारियों में पौधों की तुलना में उच्च नाइट्रोजन समस्थानिक मूल्य होते हैं, और मांसाहारियों में शाकाहारियों की तुलना में उच्च नाइट्रोजन समस्थानिक मूल्य होते हैं। परीक्षण किए जा रहे [[ऊतक (जीव विज्ञान)|ऊतक]] के आधार पर, पोषण स्तर में प्रत्येक वृद्धि के साथ प्रति हजार 3-4 भागों की वृद्धि होती है।<ref name="Adams">{{Cite journal
 |last1        = Adams
 |first1       = Thomas S.
 |last2       = Sterner
 |first2      = Robert W.
 |date        = 2000
 |title       = The effect of dietary nitrogen content on trophic level <sup>15</sup>N enrichment
 |journal     = Limnol. Oceanogr.
 |volume      = 45
 |issue       = 3
 |pages       = 601–607
 |doi         = 10.4319/lo.2000.45.3.0601
 |bibcode     = 2000LimOc..45..601A
 |doi-access= free
 }}</ref> [[शाकाहारी]] लोगों के ऊतकों और [[बाल|बालों]] में अधिकतर मांस खाने वाले लोगों के शरीर की तुलना में अत्यधिक अल्प δ<sup>15</sup>N होता है। इसी प्रकार, स्थलीय आहार समुद्री-आधारित आहार की तुलना में भिन्न हस्ताक्षर उत्पन्न करता है। बालों का समस्थानिक विश्लेषण पुरातत्व के लिए सूचना का महत्वपूर्ण स्रोत है, जो प्राचीन आहारों और खाद्य स्रोतों के प्रति भिन्न  सांस्कृतिक दृष्टिकोण के विषय में प्रमाण प्रदान करता है।<ref>{{cite journal |doi=10.1073/pnas.0903821106 |title=यूरोपीय निएंडरथल और प्रारंभिक आधुनिक मनुष्यों के आहार के लिए समस्थानिक साक्ष्य|year=2009 |last1=Richards |first1=M. P. |last2=Trinkaus |first2=E. |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences |volume=106 |issue=38 |pages=16034–16039 |pmid=19706482 |pmc=2752538 |doi-access=free }}</ref>

कई अन्य पर्यावरणीय और शारीरिक कारक खाद्य वेब के आधार पर (यानी पौधों में) या व्यक्तिगत जानवरों के स्तर पर नाइट्रोजन समस्थानिक संरचना को प्रभावित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, शुष्क क्षेत्रों में, [[नाइट्रोजन चक्र]] अधिक 'खुला' होता है और इसके नुकसान की संभावना होती है <sup>14</sup>N, वर्धमान δ<sup>15</sup>मिट्टी और पौधों में N.<ref name="Handley">{{Cite journal |last1=Handley |first1=L.L |last2=Austin |first2=A. T. |last3=Stewart |first3=G.R. |last4=Robinson |first4=D. |last5=Scrimgeour |first5=C.M. |last6=Raven |first6=J.A. |last7=Heaton |first7=T.H.E. |last8=Schmidt |first8=S. |year=1999 |title=The 15N natural abundance (δ15N) of ecosystem samples reflects measures of water availability |journal=Aust. J. Plant Physiol. |issn=0310-7841 |volume=26 |issue=2 |pages=185–199 |doi=10.1071/pp98146}}{{closed access}}</ref> यह अपेक्षाकृत उच्च δ की ओर जाता है<sup>15</sup>गर्म और शुष्क पारिस्थितिक तंत्र में पौधों और जानवरों में कूलर और नम पारिस्थितिक तंत्र के सापेक्ष N मान।<ref name="Szpak2013PLoSOne">{{Cite journal |last1=Szpak |first1=Paul |last2=White |first2=Christine D. |last3=Longstaffe |first3=Fred J. |last4=Millaire |first4=Jean-Francois |last5=Vásquez Sánchez |first5=Victor F. |year=2013 |title=Carbon and Nitrogen Isotopic Survey of Northern Peruvian Plants: Baselines for Paleodietary and Paleoecological Studies |journal=[[PLOS ONE]] |volume=8 |issue=1 |pages=e53763 |doi=10.1371/journal.pone.0053763 |pmid=23341996 |pmc=3547067 |bibcode = 2013PLoSO...853763S |doi-access=free }}</ref> इसके अतिरिक्त , ऊंचा δ<sup>15</sup>N को 14N के अधिमान्य उत्सर्जन और लंबे समय तक पानी के तनाव की स्थिति या अपर्याप्त प्रोटीन सेवन के तहत शरीर में पहले से समृद्ध 15N ऊतकों के पुन: उपयोग से जोड़ा गया है।<ref>{{cite journal | last1 = Ambrose | first1 = Stanley H. | last2 = DeNiro | first2 = Michael J. | year = 1986 | title = पूर्वी अफ्रीकी स्तनधारियों की समस्थानिक पारिस्थितिकी| journal = Oecologia | volume = 69 | issue = 3| pages = 395–406 | doi = 10.1007/bf00377062 | pmid = 28311342 | bibcode = 1986Oecol..69..395A | s2cid = 22660367 }}</ref><ref>{{cite journal | last1 = Hobson | first1 = Keith A. | last2 = Alisauskas | first2 = Ray T. | last3 = Clark | first3 = Robert G. | year = 1993 | title = Stable-Nitrogen Isotope Enrichment in Avian Tissues Due to Fasting and Nutritional Stress: Implications for Isotopic Analyses of Diet | journal = The Condor | volume = 95 | issue = 2| page = 388 | doi = 10.2307/1369361 | jstor = 1369361 }}</ref>
डी<sup>15</sup>एन ग्रहीय विज्ञान में नैदानिक उपकरण भी प्रदान करता है क्योंकि वायुमंडल और सतह सामग्री में प्रदर्शित अनुपात उन स्थितियों से निकटता से जुड़ा हुआ है जिनके तहत सामग्री बनती है।<ref name="NASA-201450623">{{cite press release |last1=Dyches |first1=Preston |last2=Clavin |first2=Whitney |title=टाइटन के बिल्डिंग ब्लॉक्स शनि से पहले के हो सकते हैं|url=http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-200 |date=June 23, 2014 |publisher=[[Jet Propulsion Laboratory]] |access-date=June 28, 2014 }}</ref>
=== ऑक्सीजन समस्थानिक ===
{{hatnote|1=Main article: [[δ18O|δ<sup>18</sup>O]]}}
ऑक्सीजन तीन रूपों में आता है, किन्तु <sup>17</sup>[[ऑक्सीजन|O]] इतना दुर्लभ है कि इसका पता लगाना अधिक कठिन है (~0.04% प्रचुर मात्रा में)।<ref name="iupac_abundance">{{CIAAW2003}}</ref> पानी में <sup>18</sup>O/<sup>16</sup>O का अनुपात अनुभव किए गए पानी के वाष्पीकरण की मात्रा पर निर्भर करता है (जैसे <sup>18</sup>O भारी है और इसलिए इसके वाष्पीकृत होने की संभावना अल्प है)। चूँकि वाष्प तनाव घुलित लवणों की सांद्रता पर निर्भर करता है, <sup>18</sup>O/<sup>16</sup>O अनुपात पानी की लवणता और तापमान पर सहसंबंध दर्शाता है। जैसे ही ऑक्सीजन [[कैल्शियम कार्बोनेट]] स्रावित करने वाले जीवों के गोले में निर्मित होता है, ऐसे तलछट क्षेत्र में पानी के तापमान और लवणता के कालानुक्रमिक रिकॉर्ड को प्रमाणित करते हैं।

वायुमंडल में ऑक्सीजन समस्थानिक अनुपात वर्ष के समय और भौगोलिक स्थिति के साथ अनुमानित रूप से भिन्न होता है; उदा, मोंटाना में <sup>18</sup>O समृद्ध अवक्षेपण और फ्लोरिडा कीज में <sup>18</sup>O ह्रास अवक्षेपण के मध्य 2% का अंतर है। इस परिवर्तनशीलता का उपयोग सामग्री की उत्पत्ति के भौगोलिक स्थान के अनुमानित निर्धारण के लिए किया जा सकता है; उदा, यह निर्धारित करना संभव है कि [[यूरेनियम ऑक्साइड]] के शिपमेंट का उत्पादन कहाँ किया गया था। पर्यावरण के साथ सतह के समस्थानिकों के आदान-प्रदान की दर को ध्यान में रखना होगा।<ref name="nucfor">{{cite book |url=https://books.google.com/books?id=W3FnEOg8tS4C&pg=PA399 |title=परमाणु फोरेंसिक विश्लेषण|first1=Kenton J. |last1=Moody |first2=Ian D. |last2=Hutcheon |first3=Patrick M. |last3=Grant |date=28 February 2005 |page=399|isbn=9780203507803 }}</ref>

ठोस प्रतिरूपों (कार्बनिक और अकार्बनिक) के ऑक्सीजन समस्थानिक हस्ताक्षर सामान्यतः [[पायरोलिसिस]] और [[मास स्पेक्ट्रोमेट्री|द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री]] से मापा जाता है।<ref name=":0">{{Cite journal|last1=Tsang|first1=Man-Yin|last2=Yao|first2=Weiqi|last3=Tse|first3=Kevin|date=2020|editor-last=Kim|editor-first=Il-Nam|title=ऑक्सीकृत चांदी के कप छोटे नमूनों के ऑक्सीजन आइसोटोप के परिणाम को तिरछा कर सकते हैं|journal=Experimental Results|language=en|volume=1|pages=e12|doi=10.1017/exp.2020.15|issn=2516-712X|doi-access=free}}</ref> त्रुटिहीन माप के लिए शोधकर्ताओं को प्रतिरूपों  के अनुचित या लंबे समय तक भंडारण से बचने की आवश्यकता है।<ref name=":0" />
=== सल्फर समस्थानिक ===
{{hatnote|1=Main article: [[δ34S|δ<sup>34</sup>S]], [[सल्फर के समस्थानिक]]}}
सल्फर के चार स्थिर समस्थानिक होते हैं, <sup>32</sup>[[ गंधक |S]], <sup>33</sup>S, <sup>34</sup>S, और <sup>36</sup>S, जिनमें से <sup>32</sup>S बड़े अंतर से सबसे अधिक प्रचुर मात्रा में है, क्योंकि यह सुपरनोवा में अत्यधिक सामान्य <sup>12</sup>C द्वारा बनाया गया है। इस प्रमुख सापेक्ष प्रचुरता (95.0%) के कारण सल्फर समस्थानिक अनुपात लगभग सदैव <sup>32</sup>S के सापेक्ष अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है। [[सल्फर के समस्थानिक|सल्फर के अन्य स्थिर समस्थानिकों]] की तुलना में इसकी उच्च प्रचुरता (4.25%) के कारण सल्फर समस्थानिक अंशों को सामान्यतः δ<sup>34</sup>S के संदर्भ में मापा जाता है, चूँकि δ<sup>33</sup>S को भी कभी-कभी मापा जाता है। माना जाता है कि सल्फर समस्थानिक अनुपात में अंतर मुख्य रूप से प्रतिक्रियाओं और परिवर्तनों के समय [[गतिज विभाजन]] के कारण होता है।

सल्फर समस्थानिकों को सामान्यतः मानकों के विरुद्ध मापा जाता है: 1993 से पूर्व, कैन्यन डियाब्लो ट्रिलाइट मानक (संक्षिप्त रूप में [[ट्रोलाइट|सीडीटी]]), जिसका <sup>32</sup>S:<sup>34</sup>S 22.220 के समान है, समस्थानिक स्तर के लिए संदर्भ सामग्री और शून्य बिंदु दोनों के रूप में उपयोग किया गया था। 1993 से, वियना-सीडीटी मानक का उपयोग शून्य बिंदु के रूप में किया गया है, और सल्फर समस्थानिक माप के लिए संदर्भ सामग्री के रूप में उपयोग की जाने वाली कई सामग्रियां हैं। इन मानकों के विरुद्ध मापी गई प्राकृतिक प्रक्रियाओं द्वारा सल्फर अंशों को -72‰ और +147‰ के मध्य उपस्थित दिखाया गया है,<ref name=":02">{{Cite journal |last1=Lever |first1=Mark A. |last2=Rouxel |first2=Olivier |last3=Alt |first3=Jeffrey C. |last4=Shimizu |first4=Nobumichi |last5=Ono |first5=Shuhei |last6=Coggon |first6=Rosalind M. |last7=Shanks |first7=Wayne C. |last8=Lapham |first8=Laura |last9=Elvert |first9=Marcus |last10=Prieto-Mollar |first10=Xavier |last11=Hinrichs |first11=Kai-Uwe |date=2013-03-01 |title=डीपली बरीड रिज फ्लैंक बेसाल्ट में माइक्रोबियल कार्बन और सल्फर साइकिलिंग के लिए साक्ष्य|url=https://archimer.ifremer.fr/doc/00176/28767/ |journal=Science |language=en |volume=339 |issue=6125 |pages=1305–1308 |doi=10.1126/science.1229240 |pmid=23493710 |bibcode=2013Sci...339.1305L |s2cid=10728606 |issn=0036-8075}}</ref><ref name=":1">{{Cite journal |last1=Drake |first1=Henrik |last2=Roberts |first2=Nick M. W. |last3=Reinhardt |first3=Manuel |last4=Whitehouse |first4=Martin |last5=Ivarsson |first5=Magnus |last6=Karlsson |first6=Andreas |last7=Kooijman |first7=Ellen |last8=Kielman-Schmitt |first8=Melanie |date=2021-06-03 |title=प्राचीन माइक्रोबियल जीवन के बायोसिग्नेचर फेनोस्कैंडियन शील्ड की आग्नेय परत में मौजूद हैं|journal=Communications Earth & Environment |language=en |volume=2 |issue=1 |pages=1–13 |doi=10.1038/s43247-021-00170-2 |s2cid=235307116 |issn=2662-4435|doi-access=free }}</ref> जैसा कि निम्नलिखित समीकरण द्वारा गणना की गई है:

<math chem="">\delta \ce{^{34}S}_\mathrm{sample} = \left(\frac{\ce{^{34}S/^{32}S}_\ce{sample}}{\ce{^{34}S/^{32}S}_\mathrm{standard}} - 1\right) \cdot 1000</math>
<div style=display:inline-table>
{| class="wikitable"
|+प्राकृतिक सल्फर समस्थानिक मान
!प्राकृतिक स्रोत
![[Δ34S|δ<sup>34</sup>S]] श्रेणी
|-
|पेट्रोलियम<ref>{{Citation |last=Hannan |first=Keith |title=Sulfur isotopes in geochemistry |date=1998 |url=https://doi.org/10.1007/1-4020-4496-8_309 |work=Geochemistry |series=Encyclopedia of Earth Science |pages=610–615 |place=Dordrecht |publisher=Springer Netherlands |language=en |doi=10.1007/1-4020-4496-8_309 |isbn=978-1-4020-4496-0 |access-date=2022-05-08}}</ref>
| -32‰ to -8‰
|-
|नदी का पानी<ref name=":12">{{Cite book |title=Stable Isotope Geochemistry {{!}} SpringerLink |series=Springer Textbooks in Earth Sciences, Geography and Environment |year=2021 |url=https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-3-030-77692-3.pdf |language=en-gb |doi=10.1007/978-3-030-77692-3|isbn=978-3-030-77691-6 |s2cid=238480248 }}</ref>
| -8‰ to 10‰
|-
|चंद्र चट्टानें<ref name=":12" />
| -2‰ to 2.5‰
|-
|उल्कापिंड<ref name=":12" />
|0‰ to 2‰
|-
|समुद्र का पानी<ref name=":12" />
|17‰ to 20‰
|}
</div>
<div style=display:inline-table>
{| class="wikitable"
|+सल्फर के सबसे प्रासंगिक समस्थानिक
![[Isotope|समस्थानिक]]
!प्रचुरता
![[Half-life|हाफ लाइफ]]
|-
|<sup>32</sup>S
|94.99%
|स्थिर
|-
|<sup>33</sup>S
|0.75%
|स्थिर
|-
|<sup>34</sup>S
|4.25%
|स्थिर
|-
|<sup>35</sup>S
|<0.1%
|87.4 दिन
|-
|<sup>36</sup>S
|0.01%
|स्थिर
|}
</div>

अत्यधिक [[ रिडॉक्स |रेडॉक्स]]-सक्रिय तत्व के रूप में, सल्फर पृथ्वी के पूर्ण इतिहास में प्रमुख रसायन-परिवर्तनकारी घटनाओं को रिकॉर्ड करने के लिए उपयोगी हो सकता है। पृथ्वी का इतिहास, जैसे कि समुद्री वाष्पीकरण, जो [[महान ऑक्सीकरण घटना|ऑक्सीकरण घटना]] द्वारा लाए गए वातावरण के रेडॉक्स राज्य में परिवर्तन को दर्शाता है।<ref name=":22">{{Cite journal |last=Seal |first=Robert R., II |date=2006-01-01 |title=सल्फाइड खनिजों की सल्फर आइसोटोप जियोकेमिस्ट्री|url=https://doi.org/10.2138/rmg.2006.61.12 |journal=Reviews in Mineralogy and Geochemistry |volume=61 |issue=1 |pages=633–677 |doi=10.2138/rmg.2006.61.12 |bibcode=2006RvMG...61..633S |issn=1529-6466}}</ref><ref name=":3">{{Cite journal |last1=Farquhar |first1=James |last2=Bao |first2=Huiming |last3=Thiemens |first3=Mark |date=2000-08-04 |title=पृथ्वी के प्रारंभिक सल्फर चक्र का वायुमंडलीय प्रभाव|url=https://www.science.org/doi/10.1126/science.289.5480.756 |journal=Science |language=en |volume=289 |issue=5480 |pages=756–758 |doi=10.1126/science.289.5480.756 |pmid=10926533 |bibcode=2000Sci...289..756F |issn=0036-8075}}</ref>
== रेडियोजेनिक समस्थानिक ==

=== सीसा समस्थानिक ===
लीड में चार स्थिर समस्थानिक होते हैं: <sup>204</sup>Pb, <sup>206</sup>Pb, <sup>207</sup>Pb, और <sup>208</sup>Pb। [[यूरेनियम]]/[[थोरियम]]/सीसा सामग्री में स्थानीय भिन्नता विभिन्न क्षेत्रों से [[ नेतृत्व करना |लीड]] के लिए समस्थानिक अनुपात के व्यापक स्थान-विशिष्ट भिन्नता का कारण बनती है। औद्योगिक प्रक्रियाओं द्वारा वायुमंडल में उत्सर्जित सीसे की समस्थानिक संरचना होती है जो खनिजों में सीसे से भिन्न होती है। टेट्राइथाइलैड एडिटिव के साथ [[ पेट्रोल |पेट्रोल]] के दहन से कार के निकास धुएं में सर्वव्यापी माइक्रोमीटर-आकार के सीसे से भरपूर [[कण]] बनते हैं; विशेष रूप से शहरी क्षेत्रों में मानव निर्मित सीसे के कण प्राकृतिक की तुलना में अत्यधिक सामान्य हैं। वस्तुओं में पाए जाने वाले कणों में समस्थानिक सामग्री के अंतर का उपयोग वस्तु की उत्पत्ति के अनुमानित भौगोलिक स्थान के लिए किया जा सकता है।<ref name="nucfor"/>
== रेडियोधर्मी समस्थानिक ==
[[गर्म कण]], परमाणु पतन के रेडियोधर्मी कण और रेडियोधर्मी अपशिष्ट भी विशिष्ट समस्थानिक हस्ताक्षर प्रदर्शित करते हैं। उनकी रेडियोन्यूक्लाइड संरचना (और इस प्रकार उनकी उम्र और उत्पत्ति) मास स्पेक्ट्रोमेट्री या [[गामा किरण स्पेक्ट्रोमीटर]] द्वारा निर्धारित की जा सकती है। उदाहरण के लिए, परमाणु विस्फोट से उत्पन्न कणों में <sup>60</sup>[[कोबाल्ट|Co]] और <sup>152</sup>[[यूरोप|Eu]] की पता लगाने योग्य मात्रा होती है। [[चेरनोबिल दुर्घटना]] ने इन कणों को नहीं त्यागा किन्तु <sup>125</sup>[[ सुरमा |Sb]] और <sup>144</sup>[[सैरियम|Ce]] को त्यागा है। पानी के नीचे फटने से निकलने वाले कणों में अधिकतर किरणित समुद्री लवण होंगे। <sup>152</sup>Eu/<sup>155</sup>Eu, <sup>154</sup>Eu/<sup>155</sup>Eu और <sup>238</sup>[[प्लूटोनियम|Pu]]/<sup>239</sup>Pu के अनुपात भी संलयन और विखंडन [[परमाणु हथियार|परमाणु हथियारों]] के लिए भी भिन्न हैं, जो अज्ञात मूल के गर्म कणों की पहचान करने की अनुमति देता है।

~ 0.72% के साथ सभी प्राकृतिक प्रतिरूपों में यूरेनियम का अपेक्षाकृत स्थिर समस्थानिक अनुपात है {{chem|235|U}} कुछ 55ppm {{chem|234|U}} (अपने [[मूल न्यूक्लाइड]] के साथ [[धर्मनिरपेक्ष संतुलन]] में {{chem|238|U}}) और इसके द्वारा बनाई गई शेष राशि {{chem|238|U}} है। समस्थानिक रचनाएँ जो उन मूल्यों से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती हैं, यूरेनियम के लिए साक्ष्य हैं जो किसी प्रकार से अल्पता या [[यूरेनियम संवर्धन|संवर्धन]] के अधीन हैं या (इसके भाग में) परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया में भाग ले रहे हैं। जबकि उत्तरार्द्ध लगभग पूर्व के दो के रूप में मानव प्रभाव के है, [[ ठीक |ओक्लो]] में [[प्राकृतिक परमाणु विखंडन रिएक्टर|प्राकृतिक परमाणु विखंडन रिएक्टर,]] गैबॉन को {{chem|235|U}} का महत्वपूर्ण मोड़ के माध्यम से ज्ञात हुआ था। पृथ्वी पर अन्य सभी ज्ञात निक्षेपों की तुलना में ओक्लो से प्रतिरूपों में सांद्रता हैं। यह देखते हुए कि {{chem|235|U}} [[विशेष परमाणु सामग्री|प्रसार की चिंता का विषय है,]] क्योंकि अब यूरेनियम ईंधन का प्रत्येकआईएईए-अनुमोदित आपूर्तिकर्ता यूरेनियम की समस्थानिक संरचना का ट्रैक रखता है जिससे कि यह सुनिश्चित किया जा सके कि किसी को भी नापाक उद्देश्यों के लिए डायवर्ट नहीं किया गया है। इस प्रकार यह शीघ्रता से स्पष्ट हो जाएगा यदि ओक्लो के अतिरिक्त और यूरेनियम जमा प्राकृतिक परमाणु विखंडन रिएक्टर प्रमाणित होता है।

== अनुप्रयोग ==

===पुरातात्विक अध्ययन===
पुरातात्विक अध्ययनों में, व्यक्तियों से विश्लेषित ऊतकों (हड्डी कोलेजन के लिए 10-15 वर्ष और दाँत तामचीनी बायोएपटाइट के लिए अंतर-वार्षिक अवधि) के समय अवधि के अंदर आहार को ट्रैक करने के लिए स्थिर समस्थानिक अनुपात का उपयोग किया गया है; खाद्य पदार्थों के व्यंजन (सिरेमिक बर्तन अवशेष); खेती के स्थान और उगाए जाने वाले पौधों के प्रकार (तलछट से रासायनिक निष्कर्ष); और व्यक्तियों का प्रवासन (दंत सामग्री) सम्मिलित है।{{citation needed|date=March 2018}}

=== [[फोरेंसिक]] ===
स्थिर समस्थानिक अनुपात द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री के आगमन के साथ, सामग्रियों के समस्थानिक हस्ताक्षर फोरेंसिक में बढ़ते उपयोग को ढूंढते हैं, अन्यथा समान सामग्रियों की उत्पत्ति को भिन्न करते हैं और सामग्री को उनके सामान्य स्रोत का निरीक्षण करते हैं। उदाहरण के लिए, पौधों के समस्थानिक हस्ताक्षर नमी और पोषक तत्वों की उपलब्धता सहित विकास की स्थिति से प्रभावित सीमा तक हो सकते हैं। सिंथेटिक सामग्री की स्थिति में, हस्ताक्षर रासायनिक प्रतिक्रिया के समय स्थितियों से प्रभावित होता है। समस्थानिक सिग्नेचर प्रोफाइलिंग उन स्थितियों में उपयोगी है जहां अन्य प्रकार की प्रोफाइलिंग, उदा, [[अशुद्धियों]] का लक्षण वर्णन, इष्टतम नहीं हैं। स्किंटिलेटर डिटेक्टरों के साथ मिलकर इलेक्ट्रॉनिक्स नियमित रूप से समस्थानिक हस्ताक्षरों का मूल्यांकन करने और अज्ञात स्रोतों की पहचान करने के लिए उपयोग किया जाता है।

बैकिंग पॉलिमर, एडिटिव्स और चिपकने वाले कार्बन, ऑक्सीजन और हाइड्रोजन समस्थानिक हस्ताक्षर का उपयोग करके सामान्य ब्राउन पीएसए [[पैकेजिंग टेप]] की उत्पत्ति के निर्धारण की संभावना का प्रदर्शन करते हुए अध्ययन प्रकाशित किया गया था।<ref>{{cite journal | last1 = Carter | first1 = James F. | last2 = Grundy | first2 = Polly L. | last3 = Hill | first3 = Jenny C. | last4 = Ronan | first4 = Neil C. | last5 = Titterton | first5 = Emma L. | last6 = Sleeman | first6 = Richard | year = 2004 | title = पैकेजिंग टेप के फोरेंसिक आइसोटोप अनुपात मास स्पेक्ट्रोमेट्री| journal = Analyst | volume = 129 | issue = 12| pages = 1206–1210 | doi = 10.1039/b409341k | pmid = 15565219 | bibcode = 2004Ana...129.1206C }}</ref>

[[शहद]] में [[मिलावट]] का पता लगाने के लिए कार्बन समस्थानिक अनुपात का मापन किया जा सकता है। मकई या गन्ने (C4 पौधों) से उत्पन्न शर्करा का मिश्रण शहद में उपस्थित शर्करा के समस्थानिक अनुपात को अल्प कर देता है, किन्तु प्रोटीन के समस्थानिक अनुपात को प्रभावित नहीं करता है; बिना मिलावट वाले शहद में शर्करा और प्रोटीन के कार्बन समस्थानिक अनुपात का मिलान होना चाहिए।<ref>{{Cite journal| last1 = González Martín | first1 = I.| last2 = Marqués Macías | first2 = E.| last3 = Sánchez Sánchez | first3 = J.| last4 = González Rivera | first4 = B.| title = स्थिर आइसोटोप पद्धति का उपयोग करके चुकंदर के साथ शहद की मिलावट का पता लगाना| journal = Food Chemistry| volume = 61| issue = 3| pages = 281–286| year = 1998| doi = 10.1016/S0308-8146(97)00101-5}}</ref> अल्प से अल्प 7% के अतिरिक्त स्तर का पता लगाया जा सकता है।<ref name="honeycouncil.ca">{{cite web |url=http://www.honeycouncil.ca/documents/HivelightsNov2004.pdf |work=Canadian Honey Council |date=November 2004 |volume=17 |number=4 |accessdate=30 April 2021 |title=Tracking Nature: Geographical fingerprints in food ingredients add transparency to organic chain|pages=10–11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140101171222/http://www.honeycouncil.ca/documents/HivelightsNov2004.pdf |archive-date=2014-01-01 }}</ref> 

वायु में कार्बन डाइऑक्साइड में <sup>13</sup>C  के साथ तीव्र न्यूट्रॉन की प्रतिक्रिया से परमाणु विस्फोट <sup>10</sup>Be बनते हैं। यह परमाणु परीक्षण स्थलों पर पिछली गतिविधि के ऐतिहासिक संकेतकों में से है।<ref>{{cite journal|doi=10.1016/j.jenvrad.2007.07.016|year=2008|author1=Whitehead, Ne |author2=Endo, S |author3=Tanaka, K |author4=Takatsuji, T |author5=Hoshi, M |author6=Fukutani, S |author7=Ditchburn, Rg |author8=Zondervan, A |title=(10) परमाणु विस्फोट स्थलों के फोरेंसिक रेडियोइकोलॉजी में (10) के उपयोग पर एक प्रारंभिक अध्ययन।|volume=99|issue=2|pages=260–70|pmid=17904707|journal=Journal of Environmental Radioactivity}}</ref>
===सौर मंडल की उत्पत्ति===
{{Main|चंद्रमा की उत्पत्ति}}
सौर मंडल में सामग्रियों की उत्पत्ति का अध्ययन करने के लिए समस्थानिक उंगलियों के चिन्ह का उपयोग किया जाता है।<ref name=airspace/> उदाहरण के लिए, [[चंद्रमा]] का ऑक्सीजन समस्थानिक अनुपात अनिवार्य रूप से पृथ्वी के समान प्रतीत होते हैं।<ref name=wiechert>{{Cite journal | title=ऑक्सीजन समस्थानिक और चंद्रमा बनाने वाला विशाल प्रभाव| display-authors=1 | last1=Wiechert | first1=U. | last2=Halliday | first2=A. N. | last3=Lee | first3=D.-C. | last4=Snyder | first4=G. A. | last5=Taylor | first5=L. A. | last6=Rumble | first6=D. | volume=294 | issue=12 | pages=345–348 |date=October 2001 | doi=10.1126/science.1063037 | pmid=11598294 | journal=Science |bibcode = 2001Sci...294..345W | s2cid=29835446 }}</ref> ऑक्सीजन समस्थानिक अनुपात, जिसे अधिक त्रुटिहीन रूप से मापा जा सकता है, प्रत्येक सौर मंडल निकाय के लिए अद्वितीय और विशिष्ट हस्ताक्षर उत्पन्न करता है।<ref name=scott010312>{{cite journal | url=http://www.psrd.hawaii.edu/Dec01/Oisotopes.html | title=ऑक्सीजन समस्थानिक ग्रहों, चंद्रमाओं और क्षुद्रग्रहों के निर्माण का सुराग देते हैं| journal=Planetary Science Research Discoveries Report | pages=55 | last=Scott | first=Edward R. D. | bibcode=2001psrd.reptE..55S | date=December 3, 2001 | access-date=2014-01-01 }}</ref> विभिन्न ऑक्सीजन समस्थानिक हस्ताक्षर अंतरिक्ष में निकाले गए पदार्थ की उत्पत्ति का संकेत दे सकते हैं।<ref name=moonwalk>{{cite web | url=http://www.geolsoc.org.uk/Geoscientist/Archive/September-2009/मूनवॉक| first=Ted | last=Nield | title=मूनवॉक| publisher=Geological Society of London | page=8 |date=September 2009 | access-date=2014-01-01 }}</ref> चंद्रमा का [[टाइटेनियम आइसोटोप|टाइटेनियम समस्थानिक]] अनुपात (<sup>50</sup>Ti/<sup>47</sup>Ti) पृथ्वी के निकट (4 पीपीएम के अंदर) दिखाई देता है।<ref>{{cite journal | title = चंद्र सामग्री के एक महत्वपूर्ण स्रोत के रूप में प्रोटो-अर्थ| journal = Nature Geoscience | date = 25 March 2012 | first = Junjun | last = Zhang |author2=Nicolas Dauphas |author3=Andrew M. Davis |author4=Ingo Leya |author5=Alexei Fedkin  | volume = 5 | issue = 4 | pages = 251–255| doi= 10.1038/ngeo1429 |bibcode = 2012NatGe...5..251Z | s2cid = 38921983 | url = https://semanticscholar.org/paper/2872a1c6aacd96cb993301eaaa995a7935547b6e }}</ref><ref>{{cite web | url=https://news.uchicago.edu/article/2012/03/28/titanium-paternity-test-fingers-earth-moon-s-sole-parent | title=टाइटेनियम पितृत्व परीक्षण पृथ्वी को चंद्रमा के एकमात्र माता-पिता के रूप में दर्शाता है| publisher=The University of Chicago | work=Zhang, Junjun | date=March 28, 2012 | author=Koppes, Steve | access-date=2014-01-01}}</ref> 2013 में, अध्ययन प्रस्तावित किया गया था जिसमें संकेत दिया गया था कि पानी के समस्थानिकों की संरचना के आधार पर चंद्र मेग्मा में पानी कार्बोनेसस चोंड्रेइट्स से 'अप्रभेद्य' था और पृथ्वी के लगभग समान था।<ref name=airspace>{{cite web |url=https://www.airspacemag.com/daily-planet/earth-moon-a-watery-double-planet-60919196/ |title=Earth-Moon: A Watery "Double-Planet" |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130807172422/http://blogs.airspacemag.com/moon/2013/05/earth-moon-a-watery-double-planet/ |archivedate=2013-08-07 |date=May 14, 2013 |first=Paul D. |last=Spudis |accessdate=April 30, 2021 }}</ref><ref>{{cite journal |doi=10.1126/science.1235142 |title=चंद्र ज्वालामुखीय चश्मे और पिघल समावेशन में हाइड्रोजन समस्थानिक एक कार्बोनेसस चोंड्रेइट विरासत को प्रकट करते हैं|year=2013 |last1=Saal |first1=A. E. |last2=Hauri |first2=E. H. |last3=Van Orman |first3=J. A. |last4=Rutherford |first4=M. J. |journal=Science |volume=340 |issue=6138 |pages=1317–1320 |pmid=23661641 |bibcode=2013Sci...340.1317S |s2cid=9092975 }}</ref>
=== पृथ्वी पर प्रारंभिक जीवन के अभिलेख ===
{{Main|जीवन के विकासवादी इतिहास की समयरेखा}}

समस्थानिक भू-रसायन विज्ञान का उपयोग जीवन के निकट की समयरेखा और पृथ्वी पर इसके प्रारंभिक विकास के परीक्षण के लिए किया गया है। तलछट में संरक्षित जीवन के विशिष्ट समस्थानिक उंगलियों के चिन्ह का उपयोग सुझाव देने के लिए किया गया है, किन्तु जरूरी नहीं कि यह प्रमाणित हो कि 3.85 अरब साल पूर्व पृथ्वी पर जीवन अस्तित्व में था।<ref>{{Cite journal |last1=Mojzsis |first1=S. J. |last2=Arrhenius |first2=G. |last3=McKeegan |first3=K. D. |last4=Harrison |first4=T. M. |last5=Nutman |first5=A. P. |last6=Friend |first6=C. R. L. |date=November 1996 |title=Evidence for life on Earth before 3,800 million years ago |url=https://www.nature.com/articles/384055a0 |journal=Nature |language=en |volume=384 |issue=6604 |pages=55–59 |doi=10.1038/384055a0 |pmid=8900275 |bibcode=1996Natur.384...55M |hdl=2060/19980037618 |s2cid=4342620 |issn=1476-4687|hdl-access=free }}</ref>

सल्फर समस्थानिक साक्ष्य का उपयोग महान ऑक्सीकरण घटना के समय की पुष्टि करने के लिए भी किया गया है, जिस समय पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन में मापनीय वृद्धि का अनुभव किया (आधुनिक मूल्यों का लगभग 9% तक)<ref>{{Cite journal |last=Holland |first=Heinrich D |date=2006-06-29 |title=वायुमंडल और महासागरों का ऑक्सीकरण|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences |volume=361 |issue=1470 |pages=903–915 |doi=10.1098/rstb.2006.1838 |pmc=1578726 |pmid=16754606}}</ref>) पहली बार लगभग 2.3-2.4 अरब साल में प्रथम बार अनुभव किया गया। लगभग 2.45 अरब साल पूर्व भूगर्भिक रिकॉर्ड में बड़े स्तर पर स्वतंत्र सल्फर समस्थानिक विभाजन व्यापक रूप से पाए जाते हैं, और ये समस्थानिक हस्ताक्षर बड़े स्तर पर निर्भर अंशांकन के लिए सौंपे गए हैं, जो इस विषय का दृढ़ प्रमाण देते हैं कि उस सीमा पर वातावरण एनोक्सिक से ऑक्सीजनयुक्त में स्थानांतरित हो गया।<ref>{{Cite journal |last1=Papineau |first1=Dominic |last2=Mojzsis |first2=Stephen J. |last3=Schmitt |first3=Axel K. |date=2007-03-15 |title=पैलियोप्रोटेरोज़ोइक ह्यूरोनियन इंटरग्लेशियल तलछट और वायुमंडलीय ऑक्सीजन के उदय से कई सल्फर आइसोटोप|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X06008910 |journal=Earth and Planetary Science Letters |language=en |volume=255 |issue=1 |pages=188–212 |doi=10.1016/j.epsl.2006.12.015 |bibcode=2007E&PSL.255..188P |issn=0012-821X}}</ref>

आधुनिक सल्फेट-अल्प करने वाले बैक्टीरिया <sup>34</sup>S के अतिरिक्त लाइटर <sup>32</sup>S को अनुकूल रूप से अल्प करने के लिए जाने जाते हैं और इन सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति समुद्र के सल्फर समस्थानिक संरचना को अधिक सीमा तक परिवर्तित कर सकती है।<ref name=":22" />क्योंकि सल्फाइड खनिजों के δ<sup>34</sup>S मान मुख्य रूप से सल्फ़ेट-अल्प करने वाले बैक्टीरिया की उपस्थिति से प्रभावित होते हैं,<ref>{{Cite journal |last=Canfield |first=D. E. |date=2001-01-01 |title=सल्फर समस्थानिकों की जैवभूरसायन|url=https://doi.org/10.2138/gsrmg.43.1.607 |journal=Reviews in Mineralogy and Geochemistry |volume=43 |issue=1 |pages=607–636 |doi=10.2138/gsrmg.43.1.607 |bibcode=2001RvMG...43..607C |issn=1529-6466}}</ref> सल्फाइड खनिजों में सल्फर समस्थानिक अंशों की अनुपस्थिति इन जीवाणु प्रक्रियाओं की अनुपस्थिति या स्वतंत्र रूप से उपलब्ध सल्फेट की अनुपस्थिति का सुझाव देती है। कुछ लोगों ने माइक्रोबियल सल्फर अंशांकन के इस ज्ञान का उपयोग यह सुझाव देने के लिए किया है कि अनुमानित समुद्री जल संरचना के सापेक्ष बड़े सल्फर समस्थानिक विभाजन वाले खनिज (अर्थात् [[पाइराइट]]) जीवन का प्रमाण हो सकते हैं।<ref name=":4">{{Cite journal |last1=Archer |first1=Corey |last2=Vance |first2=Derek |date=2006-03-01 |title=आर्कियन माइक्रोबियल Fe (III) और सल्फेट की कमी के लिए युग्मित Fe और S आइसोटोप साक्ष्य|url=https://doi.org/10.1130/G22067.1 |journal=Geology |volume=34 |issue=3 |pages=153–156 |doi=10.1130/G22067.1 |bibcode=2006Geo....34..153A |issn=0091-7613}}</ref><ref name=":5">{{Cite journal |last1=Wacey |first1=David |last2=McLoughlin |first2=Nicola |last3=Whitehouse |first3=Martin J. |last4=Kilburn |first4=Matt R. |date=2010-12-01 |title=Two coexisting sulfur metabolisms in a ca. 3400 Ma sandstone |url=https://doi.org/10.1130/G31329.1 |journal=Geology |volume=38 |issue=12 |pages=1115–1118 |doi=10.1130/G31329.1 |bibcode=2010Geo....38.1115W |issn=0091-7613}}</ref> चूँकि, यह प्रमाण स्पष्ट नहीं है, और कभी-कभी पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया के [[ ड्रेसर गठन |ड्रेसर गठन]] में पाए जाने वाले ~3.49 Ga सल्फाइड खनिजों से भूगर्भीय साक्ष्य का उपयोग करके चुनाव लड़ा जाता है, जिसमें δ<sup>34</sup>S का मान -22‰ जितना नकारात्मक पाया जाता है।<ref name=":6">{{Cite journal |last1=Philippot |first1=Pascal |last2=Zuilen |first2=Mark |last3=Lepot |first3=Kevin |last4=Thomazo |first4=Christophe |last5=Farquhar |first5=James |last6=Van Kranendonk |first6=Martin |date=2007-09-14 |title=शुरुआती आर्कियन सूक्ष्मजीवों ने एलिमेंटल सल्फर को प्राथमिकता दी, सल्फेट को नहीं|url=https://www.researchgate.net/publication/5970453 |journal=Science |volume=317 |issue=5844 |pages=1534–1537 |doi=10.1126/science.1145861|pmid=17872441 |bibcode=2007Sci...317.1534P |s2cid=41254565 }}</ref> क्योंकि यह सिद्ध नहीं हुआ है कि प्रमुख हाइड्रोथर्मल इनपुट की अनुपस्थिति में बनने वाले सल्फाइड और बेराइट खनिज, यह आर्कियन में जीवन या माइक्रोबियल सल्फेट अल्पता मार्ग का निर्णायक प्रमाण नहीं है।<ref name=":7">{{Cite book |title=Early Life on Earth {{!}} SpringerLink |series=Topics in Geobiology |year=2009 |volume=31 |url=https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-1-4020-9389-0.pdf |language=en-gb |doi=10.1007/978-1-4020-9389-0|isbn=978-1-4020-9388-3 }}</ref>
== यह भी देखें ==
* [[आइसोस्कैप्स]]
* [[आइसोटोप इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री|समस्थानिक इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री]]
* समस्थानिक जियोकेमिस्ट्री
* [[रेडियोमेट्रिक डेटिंग]]

==संदर्भ==
{{reflist|30em}}


==अग्रिम पठन==
* [http://ethomas.web.wesleyan.edu/ees123/carboniso.htm Carbon isotopes: you are what you eat]
* [https://web.archive.org/web/20010221233242/http://www.evsc.virginia.edu/news/esreport99/hair.htm Hair-rising research]
* [https://sites.google.com/site/brianfinucane/ayacuchoarchaeo-isotopeproject Ayacucho Archaeo Isotope Project]
* [https://journals.uair.arizona.edu/index.php/radiocarbon/article/view/2025 The pursuit of isotopic and molecular fire tracers in the polar atmosphere and cryosphere]
[[Category: रेडियोमेट्रिक डेटिंग]] [[Category: बायोइंडिकेटर]] [[Category: मनुष्य जाति का विज्ञान]] [[Category: आइसोटोप]] [[Category: न्याय संबंधी सबूत]] 



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