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Einblicke in die Umweltwissenschaften - Heidelberg fuehrend in der Analyse arktischer Eisproben

erstellt von redaktion zuletzt verändert: 17.11.2016 13:35 — abgelaufen

Heidelberger Umweltboerse bot interessante Einblicke in die Umweltwissenschaften - und in die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Erforschung arktischer Eisproben, auf dem das Institut fuer Umwelt-Geochemie der Universitaet Heidelberg seit kurzem weltweit fuehrend ist.

Anfang Juli lud das Heidelberger Institut fuer Umwelt-Geochemie zur diesjaehrigen Umweltboerse, die sich wesentlich staerker an die Allgemeinheit richtete, als dies zuvor der Fall war. Einige Tage nach der Veranstaltung ziehen nun die Organisatoren ein ueberaus positives Fazit, konnte doch mit dem vielseitigen Programm auch der breiten Oeffentlichkeit Einblick gegeben werden in die Welt der Umweltwissenschaften.

Immerhin ist dies ein Gebiet, auf dem sich gerade in den letzten Jahren viel bewegt und veraendert hat. Der Veranstaltung den Titel "Was ist neu in den Umweltwissenschaften?" zu geben, hatte also durchaus seine Berechtigung. Denn gerade am Institut fuer Umwelt-Geochemie wurden in juengster Zeit Fortschritte erzielt, die den Standort Heidelberg beispielsweise in der Erforschung arktischer Eisproben an die Weltspitze katapultierten.

"Von alleine kommt solch ein Erfolg jedoch kaum", betont Dr. Michael Krachler, einer der Organisatoren der Umweltboerse. Er gab in seinem Vortrag einen kurzen Einblick in die Muehe, die es bereitet, an Bohrkerne aus dem ewigen Eis der Polkappen zu gelangen. "Solche Bohrkerne zu gewinnen, ist eine ziemlich aufwaendige - und vor allem teure - Angelegenheit. Denn wenn man auf einem 5.000 Meter hohen Gletscher bohren will, braucht man nicht nur ein Basislager auf 3.000 Metern Hoehe, sondern auch eine gut trainierte Mannschaft, entsprechendes Equipment - und viel, viel Glueck mit dem Wetter. Und dann gilt es anschliessend, den mehrere hundert Meter langen Bohrkern unversehrt zurueck in die Zivilisation zu bringen."

Die Schilderung solcher Muehen sorgte natuerlich fuer staunende Gesichter im Publikum, das den Weg des Eises ins Labor gespannt verfolgte. "Dort muessen wir jedoch zunaechst den Bohrkern von den Verunreinigungen durch die verwendete Bohrfluessigkeit oder den metallischen Abrieb des Bohrers dekontaminieren." Mit Teflonschabern wird vorsichtig die aeusserste Schicht entfernt - denn bereits kleinste Verunreinigungen wuerden das Messergebnis verfaelschen. "So eine Arbeit koennen wir nur in Reinluftlaboren angehen, wie sie auch in der Chipindustrie Verwendung finden."

Anschliessend wird das Eis geschmolzen und in speziellen Flaschen gelagert, bis die eigentliche Analyse beginnt - in einem der empfindlichsten Messgeraete, das heute ueberhaupt zur Verfuegung steht: Von dem rund 500.000 Euro teuren Grossgeraet, bei dem es sich um ein hochaufloesendes induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (ICP-MS) handelt, sind weltweit kaum mehr als 150 Exemplare im akademischen Einsatz. Indes kann ohne entsprechende Infrastruktur auch das teuerste Messgeraet keine adaequaten Ergebnisse liefern. "In Heidelberg steht uns zum Glueck eine hochwertige Reinrauminfrastruktur zur Verfuegung, so dass wir in der Lage sind, extrem niedrige Elementkonzentrationen - beispielsweise von Blei - nachzuweisen. Die erreichbare Grenze ist hierbei inzwischen nicht mehr von der Leistungsfaehigkeit der Analysengeraete gesetzt, die laengst bis in den sub-Femtogramm-Bereich vordringen, was weniger als einem billiardstel Gramm entspricht, sondern durch die gleichmaessige Reinheit im Labor." Da naemlich Verunreinigungen letztlich nicht gaenzlich auszuschliessen sind, muessen sie zumindest auf gleich bleibendem, niedrigem Niveau gehalten werden.

"In Heidelberg gelang es uns nun in den letzten Monaten, die Nachweisgrenze fuer viele Spurenelemente um den Faktor 10 zu druecken", freut sich Michael Krachler. "Immerhin sind wir damit weltweit fuehrend - und das, obwohl wir noch nicht einmal seit einem Jahr an Eisbohrkernen arbeiten." So wird beispielsweise der Anteil des Bleis in der Atmosphaere untersucht, der sich seit den 1940er Jahren durch verbleites Benzin stark erhoeht hat und seit der Einfuehrung bleifreier Kraftstoffe wieder im Sinken begriffen ist. Ablesen kann man dies sehr exakt an den jaehrlich gefallenen und im Gletscher konservierten Schneefaellen der Polargebiete, wo wie in einem gigantischen Kuehlschrank Klimaschwankungen oder Emissionen ueber Jahrtausende im ewigen Eis nachweisbar bleiben.

"Natuerlich muessen wir bei solchen Untersuchungen auch wissen, welcher Bleianteil normal ist - also aus natuerlichen Quellen stammt", erklaert Michael Krachler. "Zum Glueck steht uns hierbei eine weitere Methode zur Verfuegung, mit der wir die Isotope des Bleis bestimmen koennen, die wie ein Fingerabdruck die Herkunft des Bleis aus der Kohleverbrennung, dem Verkehr oder natuerlichen Verwitterungsvorgaengen verraten."

Hierzu war bislang nur eine australische Forschungsgruppe in der Lage, die jedoch maximal zehn Proben pro Woche untersuchen konnte. In Heidelberg hingegen werden vier Proben analysiert - pro Stunde. "Zudem benoetigen wir gerade mal ein Zehntel der Probenmenge, was natuerlich ein immenser Vorteil ist", freut sich Michael Krachler. "Denn damit sind wir in der Lage, schneller und effektiver als jedes andere Institut Grundlagenmessungen - beispielsweise fuer Klimamodellberechnungen - zu liefern." Deutlicher kann man den Fortschritt in den Umweltwissenschaften nicht machen - wobei die Entwicklung in den verschiedenen Bereichen keineswegs still steht. "Die Ultraspurenanalytik an Eisbohrkernen aus der kanadischen Hocharktis ist hier nur ein Beispiel von vielen. Und alleine deshalb sollte man sich bereits jetzt die naechste Umweltboerse im kommenden Sommersemester vormerken", raet Michael Krachler augenzwinkernd. "Es bleibt naemlich auch weiterhin spannend!"

Heiko P. Wacker

Pressemitteilung Ruprecht-Karls-Universitaet Heidelberg, 22.07.2004