Laserspektrometer zur Analyse der stabilen Isotope von Wasserstoff und Sauerstoff

• Fachliche Zuordnung: Wasserforschung
• Förderung: Förderung in 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 574755610

Die Erde hat sechs von neun planetaren Grenzen überschritten. Dazu zählen die aus dem Gleichgewicht geratene biogeochemische Kreisläufe, eine starke Veränderung der Landnutzung und ein tiefgreifender Wandel im globalen Wasserkreislauf. Um diese Umweltprobleme zu bewältigen, sind innovative Erdsystemwissenschaften und modernste Beobachtungstechnologien erforderlich. Die Anschaffung des adsorptionsbasierten spektroskopischen Analysesystems für Isotopologe des Wassermoleküls ist ein wertvolles Werkzeug, um diesen Herausforderungen an der Universität Bonn und in deren Transdisziplinären Forschungsbereich „Nachhaltige Zukunft“ (TRA6) zu begegnen. Am Geographischen Institut angesiedelt und als Satelliteninstrument des Bonn Technology Campus verankert, wird dieses Gerät eine zentrale Rolle bei der Bearbeitung globaler Herausforderungen in den Erd- und Umweltwissenschaften spielen. Besonders wertvoll ist das Instrument durch seine Fähigkeit zur schnellen, hochpräzisen und kosteneffizienten Analyse mit minimalem Probenvolumen, was es ideal für Feldkampagnen und Laboruntersuchungen macht. Diese Eigenschaft eröffnet neue Wege für interdisziplinäre Forschung und schließt eine entscheidende analytische Lücke an der Universität Bonn. Das System wird direkt mehreren Arbeitsgruppen zugutekommen (Hydrologie, Ökohydrologie & Wasserressourcenmanagement, Umweltgeologie und nachhaltige Pflanzenproduktion), die Erdsystemwissenschaften an der Universität stärken und zur Ausbildung der nächsten Expert*innengeneration beitragen. Zentrale Anwendungsfelder sind: Einzugsgebiets-Hydrologie, Hydrologische Modellierung, Pflanzen-Ökohydrologie, Landschaftsökologie, Wasserressourcenmanagement, Mikrometeorologie, (Paläo-)Limnologie. Das Analysesystem misst sowohl Flüssigwasser als auch Wasserdampf, verfügt über einen Multiplexer zur parallelen Probenanalyse und ermöglicht einen hohen Probendurchsatz. Es unterstützt verschiedene Probenaufbereitungsverfahren, u. a. Wasserextraktion aus gefrorenen Böden und Pflanzen sowie Wasserdampf-Äquilibrierung. Bis zu 50 Proben pro Tag können schnell gemessen werden. Zudem erlaubt es die Korrektur organischer Verunreinigungen und liefert dadurch zuverlässige Ergebnisse. Die kleine Messkammer (~35 ml) reduziert Memory-Effekte, erleichtert Kleinstmengenanalysen und sorgt für Robustheit im Mehrnutzerbetrieb. Das Instrument wird universitätsweit buchbar sein. Seine erfolgreiche Implementierung wird die Forschungskapazitäten in Bonn erweitern und zur Weiterentwicklung der Erdsystemwissenschaften beitragen. Es ermöglicht die Bearbeitung grundlegender und anwendungsorientierter Forschungsfragen sowie durch die Entwicklung nachhaltiger Lösungen für den Umgang mit natürlichen Ressourcen und Landschaften. Darüber hinaus wird ein dynamisches Forschungsumfeld für Studierende und Forschende geschaffen und der Bezug zu Initiativen wie der TRA6 gestärkt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Laserspektrometer zur Analyse der stabilen Isotope von Wasserstoff und Sauerstoff
• Gerätegruppe: 1520 Meßgeräte für Gase (O2, CO2)
• Antragstellende Institution: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
• Leiter: Professor Dr. Julian Klaus