Abstract The hydrogen isotopic composition of lake water (δ2Hlw) reflects hydrological processes, which can yield information about evaporation and precipitation changes through time when preserved in lake sediment archives. Unfortunately, few proxies exist that record only δ2Hlw. Instead, most δ2Hlw records represent a mix of aquatic and terrestrial material. Highly branched isoprenoids (HBIs), known to be produced by diatoms in marine and lacustrine settings, may be used as a lake water proxy to directly reconstruct hydroclimate, if the hydrogen isotopic composition of HBIs (δ2HHBI) reflects the δ2Hlw. We test this hypothesis by analyzing 78 sediment samples from 12 lakes in the Adirondack Mountains in New York, for HBI concentrations and δ2H. δ2HHBI was compared to δ2Hlw, which showed an average fractionation (eHBI/lw) of −127.3 ± 15.0‰ (1σ) for all samples in all lakes. Consistency in eHBI/lw between samples implies that δ2HHBI may be used to reconstruct δ2Hlw through time, to help assess how lake systems have changed in the past. Sediment samples collected from deeper (>4 m) zones within the lake had smaller variability in eHBI/lw (±11.9‰, 1σ) than samples from shallower zones, suggesting that eHBI/lw may be sensitive to other factors, such as light availability, which may be related to differences in diatom growth habit (e.g., benthic, planktonic). Similarly, the carbon isotopes of HBIs (δ13CHBI) were higher for sediment samples collected in deeper zones in the lake, suggesting that δ13CHBI can be used to further understand differences in HBI synthesis in diatom communities living in different growth habitats.

中文翻译：

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来自湖泊沉积物的硅藻衍生的 C20 高度支化类异戊二烯的氢同位素组成 (δ2H) 跟踪湖水 δ2H

摘要 湖水的氢同位素组成（δ2Hlw）反映了水文过程，当保存在湖泊沉积物档案中时，可以提供有关蒸发和降水随时间变化的信息。不幸的是，很少有代理只记录 δ2Hlw。相反，大多数 δ2Hlw 记录代表了水生和陆地物质的混合。如果 HBI 的氢同位素组成 (δ2HHBI) 反映了 δ2Hlw，则已知由海洋和湖泊环境中的硅藻产生的高度支化类异戊二烯 (HBI) 可用作湖水代理以直接重建水文气候。我们通过分析来自纽约阿迪朗达克山脉 12 个湖泊的 78 个沉积物样本的 HBI 浓度和 δ2H 来检验这一假设。将 δ2HHBI 与 δ2Hlw 进行比较，其显示平均分馏 (eHBI/lw) 为 -127.3 ± 15。0‰ (1σ) 所有湖泊的所有样品。样本之间 eHBI/lw 的一致性意味着 δ2HHBI 可用于随时间重建 δ2Hlw，以帮助评估过去湖泊系统的变化情况。从湖内较深 (> 4 m) 区域收集的沉积物样本的 eHBI/lw (±11.9‰, 1σ) 变异性小于较浅区域的样本，表明 eHBI/lw 可能对其他因素敏感，例如光照可用性，这可能与硅藻生长习性（例如，底栖、浮游）的差异有关。同样，在湖中较深区域收集的沉积物样品中，HBI 的碳同位素 (δ13CHBI) 较高，这表明 δ13CHBI 可用于进一步了解生活在不同生长栖息地的硅藻群落中 HBI 合成的差异。样本之间 eHBI/lw 的一致性意味着 δ2HHBI 可用于随时间重建 δ2Hlw，以帮助评估过去湖泊系统的变化情况。从湖内较深 (> 4 m) 区域收集的沉积物样本的 eHBI/lw (±11.9‰, 1σ) 变异性小于较浅区域的样本，表明 eHBI/lw 可能对其他因素敏感，例如光照可用性，这可能与硅藻生长习性（例如，底栖、浮游）的差异有关。同样，在湖中较深区域收集的沉积物样品中，HBI 的碳同位素 (δ13CHBI) 较高，这表明 δ13CHBI 可用于进一步了解生活在不同生长栖息地的硅藻群落中 HBI 合成的差异。样本之间 eHBI/lw 的一致性意味着 δ2HHBI 可用于随时间重建 δ2Hlw，以帮助评估过去湖泊系统的变化情况。从湖内较深 (> 4 m) 区域收集的沉积物样本的 eHBI/lw (±11.9‰, 1σ) 变异性小于较浅区域的样本，表明 eHBI/lw 可能对其他因素敏感，例如光照可用性，这可能与硅藻生长习性（例如，底栖、浮游）的差异有关。同样，在湖中较深区域收集的沉积物样品中，HBI 的碳同位素 (δ13CHBI) 较高，这表明 δ13CHBI 可用于进一步了解生活在不同生长栖息地的硅藻群落中 HBI 合成的差异。帮助评估过去湖泊系统是如何变化的。从湖内较深 (> 4 m) 区域收集的沉积物样本的 eHBI/lw (±11.9‰, 1σ) 变异性小于较浅区域的样本，表明 eHBI/lw 可能对其他因素敏感，例如光照可用性，这可能与硅藻生长习性（例如，底栖、浮游）的差异有关。同样，在湖中较深区域收集的沉积物样品中，HBI 的碳同位素 (δ13CHBI) 较高，这表明 δ13CHBI 可用于进一步了解生活在不同生长栖息地的硅藻群落中 HBI 合成的差异。帮助评估过去湖泊系统是如何变化的。从湖内较深 (> 4 m) 区域收集的沉积物样本的 eHBI/lw (±11.9‰, 1σ) 变异性小于较浅区域的样本，表明 eHBI/lw 可能对其他因素敏感，例如光照可用性，这可能与硅藻生长习性（例如，底栖、浮游）的差异有关。同样，在湖中较深区域收集的沉积物样品中，HBI 的碳同位素 (δ13CHBI) 较高，这表明 δ13CHBI 可用于进一步了解生活在不同生长栖息地的硅藻群落中 HBI 合成的差异。表明 eHBI/lw 可能对其他因素敏感，例如光照，这可能与硅藻生长习性（例如，底栖、浮游）的差异有关。同样，在湖中较深区域收集的沉积物样品中，HBI 的碳同位素 (δ13CHBI) 较高，这表明 δ13CHBI 可用于进一步了解生活在不同生长栖息地的硅藻群落中 HBI 合成的差异。表明 eHBI/lw 可能对其他因素敏感，例如光照，这可能与硅藻生长习性（例如，底栖、浮游）的差异有关。同样，在湖中较深区域收集的沉积物样品中，HBI 的碳同位素 (δ13CHBI) 较高，这表明 δ13CHBI 可用于进一步了解生活在不同生长栖息地的硅藻群落中 HBI 合成的差异。