Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine Atomfalle für die Wasserdatierung

28.02.2017

Heidelberger Physiker entwickeln neuartige Datierungsmethode für die Erd- und Umweltwissenschaften

Eine neuartige Datierungsmethode für die Erd- und Umweltwissenschaften steht im Mittelpunkt eines Projekts in der Heidelberger Physik, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird. Dabei geht es um den Einsatz eines speziellen radioaktiven Isotopes des Edelgases Argon (Ar).


Atomfalle, in der 39Ar-Atome gefangen und nachgewiesen werden.

Florian Freundt, Institut für Umweltphysik, Universität Heidelberg

Dieses Isotop ist für die Altersbestimmung in der Zeitspanne von 50 bis 1.000 Jahren von Bedeutung und soll für die Wasserdatierung genutzt werden. Das dreijährige Vorhaben wird von Prof. Dr. Markus Oberthaler am Kirchhoff-Institut für Physik und Prof. Dr. Werner Aeschbach am Institut für Umweltphysik der Universität Heidelberg durchgeführt. Die DFG hat dafür Mittel in Höhe von rund einer Million Euro bewilligt. Die Arbeiten werden im März 2017 beginnen.

Das Projekt „ArTTA-10mL: An instrument for 39Ar-dating of small ice and water samples“ wurde im Rahmen der erstmaligen DFG-Ausschreibung „Neue Geräte für die Forschung“ zur Förderung ausgewählt. Das Vorhaben basiert auf einer langjährigen Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen von Prof. Oberthaler und Prof. Aeschbach, die die Datierungsmethode mithilfe des Edelgasradioisotopes 39Ar bereits erfolgreich eingesetzt und den Prototypen eines Messgeräts entwickelt haben. Das neue Gerät, das die Heidelberger Forscher nun realisieren wollen, soll weltweit einmalig für den Routinebetrieb mit kleinen Proben ausgelegt und dann auch anderen Forschern zugänglich gemacht werden.

Die Altersbestimmung in den Erd- und Umweltwissenschaften basiert zumeist auf radioaktiven Isotopen, deren allmählicher Zerfall Zeitinformation liefert. Dabei ist das Edelgasradioisotop 39Ar von großem Interesse für die Datierung in Grundwasserforschung, Ozeanographie und Gletscherforschung, da es als einziges Isotop den wichtigen Altersbereich von etwa 50 bis 1.000 Jahren abdeckt.

Eine besondere Herausforderung stellt allerdings seine extreme Seltenheit dar. Wie Messungen in den 1960er Jahren gezeigt haben, befindet sich unter einer Billiarde Argon-Atomen in der Luft nur ein einziges 39Ar. Um über den Nachweis des radioaktiven Zerfalls von 39Ar das Alter von Grund- oder Ozeanwasser bestimmen zu können, werden Proben von mindestens einer Tonne Wasser benötigt.

Das Heidelberger Messverfahren basiert auf der fundamental neuen Messmethode der Atom Trap Trace Analysis (ATTA), bei der die 39Ar-Atome in einer Atomfalle gefangen und nachgewiesen werden. Diese Technologie der „Manipulation“ von Atomen wurde in den vergangenen Jahren in Heidelberg perfektioniert. Damit ist es möglich, die benötigte Probengröße um den Faktor 100 bis 1.000 zu reduzieren, wie Prof. Oberthaler erläutert.

In einem Vorgängerprojekt konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Messung von 39Ar mit diesem Verfahren generell möglich ist. Nun haben sie anhand von Ozeanwasser und alpinem Eis den Nachweis erbracht, dass die 39Ar-ATTA-Messung auch mit kleinen Proben von lediglich 25 Litern Wasser oder einem Argon-Volumen von zehn Millilitern und weniger realisiert werden kann. „Das eröffnet komplett neue Perspektiven für die Anwendung. Der Bedarf für solche Analysen, insbesondere auf dem Gebiet der Spurenstoff-Ozeanographie, ist groß“, so Prof. Aeschbach.

Markus Oberthaler forscht am Kirchhoff-Institut für Physik, Werner Aeschbach am Institut für Umweltphysik. Prof. Aeschbach ist zudem Direktor des Heidelberg Center for the Environment (HCE).

Kontakt:
Prof. Dr. Markus Oberthaler, Kirchhoff-Institut für Physik
Telefon (06221) 54-5170, markus.oberthaler@kip.uni-heidelberg.de

Prof. Dr. Werner Aeschbach, Institut für Umweltphysik
Telefon (06221) 54-6331, aeschbach@iup.uni-heidelberg.de

Kommunikation und Marketing
Pressestelle, Telefon (06221) 54-2311
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Weitere Informationen:

http://www.kip.uni-heidelberg.de/matterwaveoptics/research/atta
http://www.iup.uni-heidelberg.de/institut/forschung/groups/aquasys/gp/projects/p...

Marietta Fuhrmann-Koch | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Aufwärts mit dem „Blasen-Taxi“: Mikroorganismen vom Meeresgrund mischen in der Wassersäule bei Methanumsatz mit
27.05.2020 | Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde

nachricht Artenvielfalt der tropischen Ozeane sinkt als Folge der globalen Erwärmung
26.05.2020 | MARUM - Zentrum für Marine Umweltwissenschaften an der Universität Bremen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

Urban Transport Conference 2020 in digitaler Form

18.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wie sich Nervenzellen zum Abruf einer Erinnerung gezielt reaktivieren lassen

29.05.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wald im Wandel

29.05.2020 | Agrar- Forstwissenschaften

Schwarzer Stickstoff: Bayreuther Forscher entdecken neues Hochdruck-Material und lösen ein Rätsel des Periodensystems

29.05.2020 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics