Hoch- ortsaufgelöste in-situ Isotopen- und Spurenelement-Stratigraphie an chemischen Sedimenten mittels UV-Femtosekunden Laser Ablation

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Fein gebänderte chemische Sedimente werden aus Meerwasser ausgefällt und stellen ein Archiv mit reichhaltigen geochemischen Informationen über die zeitliche Entwicklung ihrer Umwelt dar. Das volle Potenzial dieser Informationen war jedoch bisher nicht extrahierbar, weil die feinen Bänder im Mikrometerbereich variieren, was die erreichbare Zeitauflösung stark begrenzt hat. In diesem Vorhaben soll mit einem neuen Verfahren in der ortsaufgelösten Analytik die zeitliche Entwicklung von zwei Arten chemischer Sedimente aus zwei Epochen der Erdgeschichte (junge ozeanische Fe-Mn Ablagerungen und präkambrische gebänderte Eisenformationen) in Bezug auf ihre Fe und Pb Isotopenverhältnisse sowie ihrer Spuren- und Hauptelemente im Mikrometerbereich untersucht werden. Die neue Technologie basiert auf Femtosekunden-Lasertechnologie gekoppelt an ICP-Optische Emission und ICP-Multikollektor Massenspektrometrie. Die im Vergleich zu konventioneller Laser Ablation mit ca. 500.000 Mal kürzere Pulslänge lässt eine stark verminderte Matrixabhängigkeit, erhebliche Verbesserungen in der erreichbaren Empfindlichkeit und Präzision sowie der lateralen Auflösung der Konzentrationsmessungen erwarten. Zudem ermöglicht die Technik erstmals eine systematische Studie der Isotopenfraktionierung der Hauptelemente in-situ an Festkörpern. Die spurenelement- und isotopenstratigraphischen Untersuchungen sollen Aufschluss über chemische Prozesse, Redoxverhältnisse und Quellen der sedimentbildenden Metalle geben.