Service, Daten und Software

Forschungsthemen

Altersbestimung: Hochgenaue 230Th/U Ungleichewichtsdatierung von Höhlensintern, Travertinen, und Korallen. Experimentelle Studien zur Karbonatdatierung (Prof. Norbert Frank / Dr. Andrea Schröder Ritzrau)

Isotopenanalysen: Neodym- und Strontiumisotopenanalysen in Meeressedimenten, Korallen und Höhlensintern aber auch Messungen von stabilen Isotopen von Wasser und Kohlendioxid und Methan sowie von Fluideinschlüssen in Höhensintern (Prof. Norbert Frank / Dr. Antao Xu / Dr. Sophie Warken / Dr. Martina Schmidt).

Isotopenanalysen: Spurenmetallanalysen von sekundären Kalksteinen und biogenen Karbonaten basierend auf Massenspektrometrischen Methoden teil gekoppelt an Laser Ablation (Prof. Norbert Frank / Dr. Sophie Warken).

Radiokohlenstoffmessungen von Meerwasser, Korallen, Stalagmiten und Kalktuffen: Radiokohlenstoffmessungen werden in Zusammenarbeit mit dem KTL in Mannheim durchgeführt, nach Aufbereitung am Institut für Umweltphysik (Prof. Norbert Frank / Prof. Werner Aeschbach).

Rahmenbedingungen einer Zusammenarbeit und/oder Dienstleistung

Das Team betreut eine große, von der DFG und dem Land Baden-Württemberg geförderte Forschungsplattform mit einer Vielzahl von instrumentellen Techniken und Anwendungen (ETIS - Environmental TRACE Isotope Infrastructure) unter der Leitung von Prof. Nobert Frank, Dr. Martina Schmidt und Dr. Sophie Warken, sowie den Vorständen des Instituts für Umweltphysik und des Instituts für Geowissenschaften (letztere in Bezug auf die Nutzung der Pico-Trace Clean Laboratories im INF234, 6.OG). Die wissenschaftlichen Gründe für die Bereitstellung und den Betrieb der instrumentellen Systeme sind in den Anträgen für das Förderprogramm „Forschungsgroßgeräte“ (INST35/1143-1 FUGG, INST35/1270-1) nach Art. 91b GG, sowie in einem Antrag der Universität Heidelberg beim Struktur- und Innovationsfonds des Landes Baden-Württemberg (SI-BW) beschrieben. Die wissenschaftlichen Schwerpunkte unserer Arbeit sind auf der Website unter Forschung des Teams Physik der Umweltarchive, sowie auf den Websites der Teams Treibhausgase und Wasserisotope, und Tropische Klimavariabilität und Späleothemen Forschung dargestellt. Zusätzliche Mittel für die ETIS-Infrastrukturkomponenten wurden durch die Exzellenzinitiative II und einzelne DFG-Forschungsförderungen bereitgestellt. Das Konzept der ETIS-Infrastruktur umfasst weitere Bausteine der technischen Ausstattung des Instituts für Umweltphysik (IUP), die für die Analyse von Umweltspurenstoffen und für die Altersbestimmung von natürlichen Sedimentarchiven, Wasser-, Luft- und Eisproben zur Verfügung stehen. Dazu gehört auch eine wachsende Sammlung von Speläothemen, tropischer Korallen, und Kaltwasserkorallen, sowie von Meer- und Trinkwasser. ETIS bildet in Heidelberg ein Ausstattungszentrum, das nationalen und internationalen Forschungsinitiativen und einzelnen wissenschaftlichen Projekten im Rahmen wissenschaftlicher Kooperationen oder im Einzelfall auch als Vollservice, zur Verfügung steht.

Instrumentierung und verfügbare Methoden

Die analytische Plattform umfasst die nachfolgend beschriebenen Instrumente und Laboratorien, die auch im Auftrag genutzt werden können:

1. Multikollektor induktiv gekoppelte Plasma Quellen Massenspektrometrie (MC-ICPMS) (ThermoFisher Neptune+), ausgestattet mit einer variablen Reihe von hochohmigen Verstärkern und gekoppelt mit Desolvatoren (ARIDUS II und APEX HF) und Autosamplern (ESI - SC).
2. Induktiv gekoppeltes Plasma-Quadrupol-Massenspektrometer (ICPQMS) (ThermoFisher iCAP-Qs), ausgestattet mit einer Kollisionszelle, einem Desolvatorsystem APEX HF (ESI) und einem Autosampler (ESI)
3. 193-nm-Laserablationssystem (New Wave), das entweder mit dem MC-ICPMS oder dem ICPQMS gekoppelt werden kann
4. Isotopenverhältnis-Massenspektrometer (IRMS), ausgestattet mit einem Multiport-Einlass und Basisliniendetektoren und gekoppelt an ein automatisches Karbonatauflösungs- und -aufschlusssystem (ThermoFisher MAT253 + Gasbench II) - Derzeit im Betrieb für Seltene Isotopologen Messungen von Kohlendioxid in der Atmosphäre.
5. Mobile Cavity-Ring-Down-Spektrometer (CRDS) für die Untersuchung von CO₂, CH₄, H₂O und Isotopen (PICARO und Los Gatos)
6. Ein ¹⁴C-Präparationslabor zur Extraktion von CO₂ aus Karbonat- und Wasserproben in vertraglicher Zusammenarbeit mit dem KTL in Mannheim (MICADAS - Ionenphysik)
7. Eine PICOTRACE-Reinlaborinfrastruktur (Aerosolfreie und säurebeständige Umgebungen) kann für die Durchführung chemischer Trenn- und Reinigungsprozesse genutzt werden
8. Zahlreiche chemische Präparationslaboratorien einschließlich HF-fähiger Abzüge sind am IUP vorhanden (jedoch kein Mikrowellenaufschlusssystem)
9. Ein Mikrofrässystem wurde eingerichtet
10. Eine Diamant-Bandsäge zum Schneiden von Speläothemen
11. Eine Sandstrahlanlage und ein Dremel-Werkzeug stehen für die mechanische Reinigung von Proben zur Verfügung.

Kapazitäten

Im Bereich der Th/U Altersbestimmung ist die Grundausstattung sehr effizient, so dass wir Ergebnisse im Normalfall bereits nach wenigen Wochen nach Eingang von Probenmaterial liefern können. Für Spurenmetallanalysen und radiogene Isotopenanalysen sind bis zu drei Monate nach Eingang der Proben üböich. Für alle weiteren Analysetechniken sind die Fähigkeiten für wissenschaftliche Aufträge mit den jeweiligen Leiter:innen der Meßsysteme abzustimmen. 

Preise

Die Preise spiegeln die Kosten der Messungen und des Personaleinsatzes zur Durchführung wieder und beinhalten je nach Aufgabe auch Expertenrat. Wir unterscheiden zwischen Analysen die wir im Rahmen gemeinsamer Forschungsprojekte für Partner durchführen, wissenschaftliche Kooperationen mit Eigenbeteiligung in der Vorbereitung und einem umfassenden Service für die Datengewinnung, Aus- und Bewertung. Für nähere Informationen nehmen sie Kontakt zu den jeweiligen Verantwortlichen auf.