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

• Main Author: Reinhardt, Heiko
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: 2002
• Subjects: Eisschild*
• Online Access: https://epic.awi.de/id/eprint/5417/; https://epic.awi.de/id/eprint/5417/1/Rei2002a.pdf; https://hdl.handle.net/10013/epic.15985; https://hdl.handle.net/10013/epic.15985.d001

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 ...