Hochauflösendes Isotopenverhältnis-Massenspektrometer
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Abteilung „Biogeochemie und Stoffkreisläufe“ des Instituts für Geologie der Universität Hamburg untersucht biogeochemische Stoffkreisläufe von Kohlenstoff und Stickstoff in Übergangsbereichen von Land und Meer sowie im angrenzenden Ozean. Dazu werden Massenflüsse, anorganisch- und organisch-geochemische, und vor allem isotopische Signaturen dieser Elemente in gelösten und partikulären Substanzen (Sinkstoffe und Sedimente) bestimmt, häufig bei sehr geringen Konzentrationen. Das neu beschaffte Gerät wurde für Anwendungen in Forschung und Lehre sowie als Ersatz für ein altes Gerät beantragt und bewilligt. In den ersten drei Jahren des Betriebs wurde das Gerät eingesetzt, um die Verhältnisse stabiler Stickstoffisotope im Rahmen zweier wesentlicher Gruppen von Forschungsprojekten zu untersuchen: Zum einen wurden die Gemische stabiler N-Isotope in Sinkstoffen, Oberflächensedimenten und datierten Sedimentkernen mit dem neuen Gerät analysiert, um die klimatisch bedingten Änderungen natürlicher Verhältnisse in den regionalen Stickstoffkreisläufen (Änderungen der 15N/14N-Verhältnisse durch Denitrifikation in Sauerstoffminimumzonen des Auftriebsgebiets vor Namibia und im Arabischen Meer) zu entziffern. Diese Änderung aufgrund von klimatischen und ozeanografischen Bedingungen bilden sich auf geologischen Zeiträumen ab, im Wesentlichen wurden sie für die letzten 10.000 Jahre untersucht. Gleiche Effekte auf die N-Isotopengemische haben Änderungen der Ablagerungsräume durch Änderungen der Landnutzung bzw des Eintrags von Stickstoff aus menschlichen Quellen (Nordsee, Westafrika, Gelbes Meer und Bohai-See in China). Indiz für menschliche Quellen und für das Ausmaß landwirtschaftlich produzierten Stickstoffeintrags sind hohe 15N/14N Werte der Isotopengemische in flussbürtigem Nitrat und partikulärem Stickstoff. Der zweite Themenkomplex nutzte die Möglichkeiten der beschafften Gerätekonfiguration, um an Süßwässern und an Salzwässern die 13C/12C-Verhältnisse in gelöstem organischem Material direkt zu bestimmen. Während das Gerät dies allerdings problemlos in Süßwässern möglich macht und erste Ergebnisse dazu aus der Elbe vorliegen, bleibt die Analyse von Übergangsgewässern und Meerwässern mit erhöhten Salzgehalten schwierig.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2018) Biogeochemical processes and turnover rates in the Namibian upwelling system, Journal of Marine Systems
Emeis, K.-C. et al.
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(2018) Contrasting pattern of hydrological changes during the past two millennia from central and northern India: Regional climate difference or anthropogenic impact? Global and Planetary Change 161, 97-107
Mishra, P. K., et al.
