Isotope hydrology
આઇસોટોપ જળવિજ્ઞાન એ ભૂ-રસાયણશાસ્ત્ર અને જળવિજ્ઞાનનું એક ક્ષેત્ર છે જે સપાટી અને ભૂગર્ભજળની ઉંમર અને ઉત્પત્તિ અને વાતાવરણીય જળવિજ્ઞાન ચક્રની અંદરની પ્રક્રિયાઓનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે કુદરતી રીતે બનતી સ્થિર અને કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપિક તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે. આઇસોટોપ જળવિજ્ઞાન કાર્યક્રમો અત્યંત વૈવિધ્યસભર છે, અને તેનો ઉપયોગ જળ-ઉપયોગની નીતિને જાણ કરવા, જળભૃતોનું મેપિંગ કરવા, પાણી પુરવઠાનું સંરક્ષણ કરવા, જળ પ્રદૂષણના સ્રોતોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે થાય છે, અને જળવિજ્ઞાન ચક્ર અને ઇકોસિસ્ટમ સેવાઓના તમામ પરિમાણો પર માનવ અસરોનો અભ્યાસ કરવા માટે પર્યાવરણ-જળવિજ્ઞાનમાં તેનો વધુને વધુ ઉપયોગ થાય છે. વિગતો પાણીના અણુઓ અનન્ય આઇસોટોપિક "ફિંગરપ્રિન્ટ્સ" ધરાવે છે, જે અંશતઃ ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજન આઇસોટોપના જુદા જુદા ગુણોત્તર પર આધારિત છે જે પાણીના અણુનું નિર્માણ કરે છે. આઇસોટોપ એ એક જ તત્વના અણુઓ છે જે તેમના કેન્દ્રકમાં ન્યુટ્રોનની અલગ સંખ્યા ધરાવે છે. હવા, તાજા પાણી અને દરિયાઈ પાણીમાં મોટે ભાગે ઓક્સિજન-16 (16O) હોય છે. ઓક્સિજન-18 (18O) દર પાંચસોમાં આશરે એક ઓક્સિજન અણુમાં જોવા મળે છે અને તેનું દળ ઓક્સિજન-16 કરતા થોડું વધારે હોય છે, કારણ કે તેમાં બે વધારાના ન્યુટ્રોન હોય છે. સરળ ઊર્જા અને બંધના ભંગાણના દૃષ્ટિકોણથી આ પાણી ધરાવતા હળવા 16O ને બાષ્પીભવન કરવાની પસંદગીમાં પરિણમે છે અને 18O પાણીને પ્રવાહી સ્થિતિમાં પાછળ છોડી દે છે (જેને આઇસોટોપ અપૂર્ણાંક કહેવાય છે). આમ દરિયાઈ પાણીમાં વરસાદ અને બરફ કરતાં 18 ડિગ્રી સેલ્સિયસ વધુ હોય છે. સપાટી અને ભૂગર્ભજળમાં ઓગળેલા આયનો પણ જળશાસ્ત્રીય તપાસ માટે ઉપયોગી આઇસોટોપ ધરાવે છે. સલ્ફેટ અને નાઇટ્રેટ જેવી ઓગળેલી પ્રજાતિઓ 34-S થી 32-S અથવા 15-N થી 14-N ના જુદા જુદા ગુણોત્તર ધરાવે છે, અને ઘણીવાર પ્રદૂષક સ્રોતોનું નિદાન કરે છે. ટ્રિટિયમ (3-એચ) અને રેડિયોકાર્બન (14-સી) જેવા કુદરતી રેડિયોઆઇસોટોપનો ઉપયોગ જળભૃત, નદીઓ અને મહાસાગરોમાં પાણીના રહેઠાણનો સમય નક્કી કરવા માટે કુદરતી ઘડિયાળો તરીકે પણ થાય છે. જલવિજ્ઞાનમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી આઇસોટોપ એપ્લિકેશન સ્રોતો અથવા પાણી, બરફ અથવા બરફની ઉંમરનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજન આઇસોટોપનો ઉપયોગ કરે છે. બરફના કોરમાં આઇસોટોપ ભૂતકાળની આબોહવાની પરિસ્થિતિઓને જાહેર કરવામાં મદદ કરે છે. ઊંચું સરેરાશ વૈશ્વિક તાપમાન વધુ ઊર્જા પ્રદાન કરશે અને આમ વરસાદ અથવા બરફની વાતાવરણીય 18O સામગ્રીમાં વધારો થશે, જેથી ભૂગર્ભજળ અથવા બરફના સ્તરમાં 18O ની આધુનિક માત્રા કરતાં ઓછું પાણી અથવા બરફ ઠંડા આબોહવાના યુગ અથવા બરફ યુગના સમયગાળાને રજૂ કરે છે. અન્ય ઉપયોગમાં ભૂગર્ભજળ પ્રવાહ અને જળગ્રહણ જળવિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં પ્રવાહમાંથી પાયાના પ્રવાહને અલગ કરવાનો સમાવેશ થાય છે (એટલે કે. હાઇડ્રોગ્રાફ અલગ કરવાની એક પદ્ધતિ). દરેક વરસાદ અથવા હિમવર્ષાની ઘટનામાં વરસાદ ચોક્કસ સમસ્થાનિક સંકેત ધરાવે છે, અને ઉપ-સપાટીના પાણીને કૂવાના નમૂના દ્વારા ઓળખી શકાય છે, તેથી પ્રવાહમાં સંયુક્ત સંકેત એ સૂચક છે કે પ્રવાહનું પ્રમાણ જમીન પરના પ્રવાહમાંથી આવે છે અને ઉપ-સપાટીના પ્રવાહમાંથી કયો ભાગ આવે છે. પાણીના અણુમાં સ્થિર આઇસોટોપ છોડ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા પાણીના સ્રોતો (અથવા સ્રોતોના પ્રમાણ) ને શોધવા માટે પણ ઉપયોગી છે. વર્તમાન ઉપયોગ ઇન્ટરનેશનલ એટોમિક એનર્જી એજન્સી ખાતે આઇસોટોપ હાઇડ્રોલોજી પ્રોગ્રામ વિકાસશીલ રાજ્યોને પૃથ્વીના જળ સંસાધનોનું વિગતવાર ચિત્ર બનાવવા માટે મદદ કરવા માટે કામ કરે છે. ઇથોપિયા, લિબિયા, ચાડ, ઇજિપ્ત અને સુદાનમાં આંતરરાષ્ટ્રીય અણુ ઊર્જા એજન્સીએ સ્થાનિક જળ નીતિને અશ્મિભૂત પાણીને ઓળખવા અને તેનું સંરક્ષણ કરવામાં મદદ કરવા માટે રેડિયોઆઇસોટોપ તકનીકોનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ઇન્ટરનેશનલ એટોમિક એનર્જી એજન્સી પૃથ્વીના વરસાદ અને નદીઓ માટે જાહેરમાં સુલભ વૈશ્વિક નેટવર્ક અને આઇસોટોપિક ડેટાબેઝ જાળવે છે. બેઝફ્લો હાઇડ્રોગ્રાફ જળ રસાયણશાસ્ત્ર વિશ્લેષણ પણ જુઓ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ આઇએઇએ ખાતે આઇસોટોપ હાઇડ્રોલોજી હાઇડ્રોલોજિકલ ચક્રમાં પર્યાવરણીય આઇસોટોપ્સઃ સિદ્ધાંતો અને ઉપયોગો જળ હાઇડ્રોલોજી હાઇડ્રોલિક એન્જિનિયરિંગ