ePIC

Entwicklung und Anwendung eines Laserablations-ICP-MS-Verfahrens zur Multielementanalyse von atmosphärischen Einträgen in Eisbohrkernen

Edit Item Edit Item

General Information:

Citation:
Reinhardt, H. (2002): Entwicklung und Anwendung eines Laserablations-ICP-MS-Verfahrens zur Multielementanalyse von atmosphärischen Einträgen in Eisbohrkernen , PhD thesis, Universität Bremen.
Cite this page as:
Contact Email:
Download:

[img]
Preview
PDF (Fulltext)
Rei2002a.pdf

Download (10Mb) | Preview
Cite this document as:
Supplementary Information:

Abstract:

Die Analyse der in Eisbohrkernen aus polaren Eisschilden eingeschlossenen chemischenSpezies ermöglicht eine Rekonstruktion des Erdklimas bis zu ca. 450000 Jahre zurück in dieVergangenheit. Die atmosphärischen Spurenstoffe, die zusammen mit dem Niederschlag Jahrfür Jahr auf den Eisschilden deponiert werden, unterliegen starken natürlichen Schwankungensowohl auf großen (Wechsel zwischen einer Warm- und Kaltzeit), als auch auf kleinen Zeitskalenvon Jahrzehnten bis hin zu saisonalen Variationen. Die Analyse derartiger Signaturen inEisbohrkernen gibt z.B. Hinweise über die Quellstärke und Transportmechanismen von Aerosolender Paläoatmosphäre sowie über den Paläovulkanismus.Während die Analyse von geschmolzenen Schnee- und Eisproben aus den oberen Lagen vonEisbohrkernen hinsichtlich des erreichbaren Auflösungsvermögens von Elementsignaturen keineProbleme bereitet, ist die Auswertung im tiefen Eis, wo die Jahresschichten aufgrund des hohenDruckes nur wenige Millimeter oder weniger dick sind, messtechnisch schwierig. Diese Arbeitbefasst,sich mit der Entwicklung eines neuartigen Eisanalyse-Verfahrens (LA-ICP-MS =Laserablation induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie), welches geringsteElementgehalte (Ultraspurenbereich) in Eisbohrkernproben mit einer bisher nicht erreichtenräumlichen und damit zeitlichen Auflösung (bezüglich des Alters) auch in tiefen Eisschichten beigeringer Kontaminationsgefahr analysieren kann.Das wesentliche Prinzip des Verfahrens besteht darin, daß geringe Probenmengen mit Hilfe einesLaserstrahls bei einer Wellenlänge von 1064 nm von der Eisoberfläche ablatiert werden. Das soerzeugte Probenaerosol wird in einem 10000 K heißen Plasma ionisiert und im nachgeschaltetenMassenspektrometer hinsichtlich seiner Elementzusammensetzung analysiert. Zur Untersuchungder festen Eisproben wurde eine Kryo-Probenkammer entwickelt, welche die Analyse des Eises bei-40°C ermöglicht. Die Stärken dieser Meßmethode liegen neben der hohen, erreichbarenOrtsauflösung von bis zu 4 mm (unabhängig von der Eistiefe/Eisdichte) in der schnellenBestimmung des Gesamtgehaltes (löslicher und unlöslicher Anteil) von bis zu 62 Isotopen beireduziertem Kontaminationsrisiko.Die Kalibration des Meßsystems erfolgt nach einem speziellen Präparationsweg durch eingefrorene Standardlösungen. Die Nachweisgrenzen für die Tracerelemente Na, Mg (Seesalz), Al(Mineralstaub) und Zn (anthropogene Quelle) liegen zwischen 0,1-1 µg kg-1. Für die ElementeCo und Pb sowie für alle seltenen Erden werden Nachweisgrenzen von 0,001-0,01 µg kg-1 erreicht.Die Validierung der Methode erfolgte durch Standardreferenzmaterialien, deren zertifizierte Wertemit ± 10 % wiedergefunden werden.Mit der neuen Methode wurden Eiskernproben unterschiedlichen Alters aus Grönland untersuchtund die Ergebnisse mit Vergleichswerten aus der Lösungsanalytik sowie mit Literaturdatenverglichen. Durch die hohe Ortsauflösung werden starke Inhomogenitäten der Element-konzentrationen entlang der Kernachse der Eiskernproben sichtbar, die durch saisonaleSchwankungen der Elementdepositionen erklärt werden können. Die Vergleichsdaten aus derLösungsanalytik (Lösungs-ICP-MS und Ionenchromatographie) zeigen für viele der analysiertenElemente eine gute Übereinstimmung der Konzentrationen.

Further Details:

Imprint
AWI
Policies:
read more
OAI 2.0:
http://epic.awi.de/cgi/oai2
ePIC is powered by:
EPrints 3