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Carbonate chemistry, carbon cycle and climate change (a multidisciplinary view)

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Die Chemie der Ozeane der vergangenen Jahrhunderte enthüllt den Verlauf des Klimawandels

Eine Analyse mehrerer Spurenelemente hat es Forschern ermöglicht, die Chemie der Ozeane der Vergangenheit zu ermitteln. Von einem Forscherteam wurde hierfür eine innovative Methode entwickelt, mit der es ihnen ermöglicht wird, schnellere und genauere Analyseverfahren zu erstellen.

Klimawandel und Umwelt

Die Forschungsgemeinschaft des 6C-Projekts hat die Herausforderung angenommen, den Klimawandel aus einer multidisziplinären Perspektive heraus mit Fokus auf die Carbonatchemie und den Kohlenstoffkreislauf zu untersuchen. Die Forschungsarbeiten basierten auf der Hypothese, dass die meisten beobachteten Änderungen im Partialdruck des atmosphärischen CO2-Gehalts durch die durch Porenwasser verursachte Calzitauflösung während Eiszeiten erklärt werden kann. Diese Hypothese resultiert aus Untersuchungen der Borisotope und aus verschiedenen Modellierungen, die von diesem Projekt durchgeführt wurden. Die Wissenschaftler haben sämtliche verfügbaren Proxys von Spurenelementen aus biogenen Carbonaten in Foraminiferen verwendet, um die früheren chemischen und physikalischen Bedingungen in den Ozeanen zu bestimmen. Hierdurch konnte festgestellt werden, dass Proxys basierend auf dem Verhältnis bestimmter Spurenelemente zur Rekonstruktion von Umweltparametern vergangener Zeiträume verwendet werden können. Allerdings müssen hierfür einige spezifische Bedingungen erfüllt sein. Als Erstes muss eine Verbindung zwischen den Elementen und dem untersuchten Merkmal vorhanden sein. Zudem muss das Verhältnis der untersuchten Spurenelemente nach der Ablagerung konserviert worden sein, sodass biogene Carbonate nachgewiesen werden können. Zu den chemischen Messwerten des Ozeanwassers, die erfolgreich bestimmt werden konnten, zählten Anionen wie Carbonate und Phosphate sowie die Alkalität. Das Verhältnis von Cadmium zu Calcium in Foraminiferen beispielsweise kann verwendet werden, um den Phosphatgehalt in Tiefenwasser ableiten und bestimmen zu können. Es wurde festgestellt, dass durch das Verhältnis bestimmter Spurenelemente auch andere physikalische Umweltparameter bestimmt werden konnten. Das Verhältnis von Magnesium und Calcium im Calcit der Foraminiferen ist ein Hinweis auf den Verlauf der Ozeantemperatur in der Vergangenheit. Das Verhältnis dieser beiden Elemente hat sich darüber hinaus als ein zuverlässiger Paläo-Indikator etabliert. Das Forschungsprojekt konnte vom Einsatz eines schnellen Detektionsverfahrens profitieren, bei dem die Quadrupol-Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma verwendet wurde (ICP-MS). Mehrere Universitäten haben zusammengearbeitet, um dieses Verfahren zu validieren sowie um die Konsistenz der Ergebnisse zu verbessern. Dieses Verfahren war insbesondere für Forschungsvorhaben im Bereich der Geochemie und der Paläo-Ozeanographie von großem Nutzen.

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