Große Teile für kleinste Mengen – Neues Präzisionsmessgerät für das GFZ
10 Tonnen wiegt die Apparatur, die zur hochempfindlichen Messung von Leichtgewichten dient: Sekundärionenmassenspektrometrie ist eine der wichtigsten Mikromessmethoden in den Geowissenschaften und wird zur Bestimmung der Konzentration von Spurenelementen eingesetzt.
Zunächst werden Ionen im Vakuum auf die Oberfläche einer polierten Probe geschossen. Dabei wird von dieser Oberfläche Material abgetragen, das teilweise wieder ionisiert wird. Diese Sekundärionen untersucht man im Massenspektrometer.
Die erreichte Nachweisgenauigkeit ist enorm: Unter zehn Millionen Atomen findet das SIMS ein einzelnes heraus. Damit lassen sich beispielsweise winzigste Spuren von Edelmetallen bestimmen, mit denen die Entstehung von Lagerstätten erforscht werden kann. Diese Information hilft bei der Findung neuer Rohstoffvorkommen.
Das GFZ betreibt seit 1998 ein SIMS-Labor, das für Wissenschaftler aus aller Welt auf Kooperationsbasis zur Verfügung steht. Mehr als einhundert Projekte mit Wissenschaftlern aus 22 Ländern wurden hier in den letzten 13 Jahren bearbeitet.
Um das Angebot der messtechnischen Möglichkeiten erheblich zu verbessern, wurde jetzt die neue Maschine angeschafft, die etwa 20 Mal schneller und fünf Mal genauer in der Messung von geologisch wichtigen chemischen Systemen sein wird. Damit wird es möglich, beispielsweise Isotopenverhältnisse von Sauerstoff mit einer Genauigkeit von unter einem Teil pro 5000 exakt zu messen, wobei die Probenmengen unter einem Milliardstel Gramm liegen. Diese bisher unerreichbare Datenqualität wird benötigt, um unterschiedliche, wichtige Fragestellungen wie z.B. die Klimaentwicklung oder die Entstehung der Kontinente zu erforschen. Denn diese Prozesse hinterlassen Spuren, die man mit detektivischer Genauigkeit untersuchen muss.
Mit der Inbetriebnahme des neuen Geräts voraussichtlich im Juli 2014 wird das Potsdamer Helmholtz-Zentrum damit der vierte Standort in der EU und der erste in Deutschland, der über diese Technologie für die Geowissenschaften verfügt. Bereits jetzt sind zwanzig Projektanfragen eingegangen.
Franz Ossing
Helmholtz Centre Potsdam
GFZ German Research Centre for Geosciences
Deutsches GeoForschungsZentrum
– Head, Public Relations –
Telegrafenberg
14473 Potsdam / Germany
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