Multikollektor Magnetsektorfeld induktiv gekoppeltes Plasma Massenspektrometer
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ein wesentlicher Forschungsschwerpunkt für welchen das von der DFG mitfinanzierte Froschungsgroßgerät „hochauflösende Multikollektor ICP-MS“ in den ersten drei Jahren nach Inbetriebnahme Ende 2012/Anfang 2013 verwendet wurde und wird ist die Rekonstruktion freier Sauerstoffgehalte in der erdgeschichtlich frühen Atmos- und Hydrosphäre mit Hilfe von Isotopenbestimmungen redox-sensitiver Metalle. Deren Konzentration und isotopische Signatur in marinen Sedimenten ist u.a. abhängig von globalen Redox-Bedingungen der Atmos- und Hydrosphäre. Die hier untersuchten Molybdän und Chrom Isotopenvariationen in marinen Sedimenten (Karbonaten, Schwarzschiefern und Eisenformationen) mit einem Alter zwischen 2.7 und 2.3 Milliarden Jahren lieferten wichtige Erkenntnisse über die Mobilität und frühdiagenetischen Veränderungen dieser redox-sensitiven Übergangsmetalle, welche auf das Vorhandensein freien Sauerstoffs in Atmos- und Hydrosphäre in diesem Zeitraum hindeuten. Eisenisotopenuntersuchungen an marinen photoferrotrophen Bakterien war ein weiterer wissenschaftlicher Ansatz, die biologische Sauerstofffreisetzung im späten Archaikum zu Quantifizieren. Diese Untersuchungen lieferten wichtige Erkenntnisse über den metabolischen Eisenzyklus in marinen photoferrotrophen Bakterien und dessen Bedeutung für die Sauerstofffreisetzung in den Archaischen Ozeanen. Als integraler Bestandteil des ERC Projektes „From the origin of Earth's volatiles to atmospheric oxygenation“ und in Kooperation mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erfolgte die Entwicklung und Erprobung einer analytischen Methode um stabile Selenisotopenverhältnisse an verschiedenen geologischen und biologischen Proben zu messen. Erste Ergebnisse dieser Arbeit sind ein wesentlicher Inhalt einer Doktorarbeit und weiterreichender Arbeiten im Rahmen des ERC Projektes mit insgesamt einem Nachwuchsgruppenleiter, einem Postdoktoranden und 3 Doktoranden. Des Weiteren lieferten Isotopenbestimmungen redox-sensitiver Metalle mit Hilfe des hochauflösenden Multikollektor ICP-MS in unserer Arbeitsgruppe wichtige Erkenntnisse über global marine Redox-Bedingungen während des Ediakariums und des frühen Juras. Mit der Hilfe von stabilen Chromisotopenanalysen an Evaporiten der Atakama Wüste konnten klimatische Veränderungen in der Andenregion während des Neogens erforscht werden. Neben der Untersuchung dieser wichtigen redox-sensitiven Isotopensysteme wurde das hochauflösende Multikollektor ICP-MS auch für die Bestimmung stabiler Silizium und radiogener Strontium und Hafnium Isotopenverhältnisse benutzt. Die Anwendung dieser Isotopen-Systeme lieferte Informationen bezüglich geologischer und geochemischer Fragestellungen über die Mobilität von Silizium in verschiedenen Verwitterungsprofilen sowie über glazial- interglazialen Wasseraustausch im Schwarzen Meer.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2014): Climate change and tectonic uplift triggered the formation of the Atacama Desert's giant nitrate deposits. Geology 42 (3): 251-254
Perez-Fodich A, Reich M, Alvarez F, Snyder GT, Schoenberg R, Vargas G, Muramatsu Y, Fehn U
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(2014): Meltwater events and the Mediterranean reconnection at the Saalian- Eemain transition in the Black Sea. Earth and Planetary Science Letters 404: 124-135
Wegwerth A, Dellwig O, Kaiser J, Ménot G, Bard E, Shumilovskikh L, Schnetger B, Kleinhanns IC, Wille M, Arz HW
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(2015), Asynchronous timing of extension and basin formation in the South Rhodope core complex, SW Bulgaria and northern Greece. Tectonics
Stübner, K., Drost, K., Schoenberg, R., Böhme, M., Starke, J., Ehlers, T.A.
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(2015): Continuously increasing δ98Mo values in Neoarchean black shales and iron formations from the Hamersley Basin. Geochimica et Cosmochimica Acta 164, 523-542
Kurzweil F, Wille M, Schoenberg R, Taubald H, van Kranendonk MJ
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(2015): Coupled sulfur, iron and molybdenum isotope data from black shales of the Teplá-Barrandian unit argue against deep ocean oxygenation during the Ediacaran. Geochimica et Cosmochimica Acta 171, 121-142
Kurzweil F, Drost K, Pašava J, Wille M, Taubald H, Schoeckle D, Schoenberg R
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(2015): Fractionation of Fe isotopes during Fe(II) oxidation by a marine photoferrotroph is controlled by the formation of organic Fecomplexes and colloidal Fe fractions. Geochimica et Cosmochimica Acta 465, 44-61
Swanner ED, Wu WF, Schoenberg R, Byrne J, Michel FM, Pan YX, Kappler A
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(2015): Geochemical stratigraphy, sedimentology, and Mo isotope systematics of the ca. 2.58-2.50 Ga-old Transvaal Supergroup carbonate platform, South Africa. Precambrian Research 266, 27-46
Eroglu S, Schoenberg R, Wille M, Beukes N, Taubald H
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(2015): Modulation of oxygen production in Archaean oceans by episodes of Fe(II) toxicity. Nature Geoscience 8 (2), 126-130
Swanner ED, Mloszewska AM, Cirpka OA, Schoenberg R, Konhauser KO, Kappler A
