Isotopenlabor

Isotope sind Varianten eines chemischen Elements mit gleicher Protonenzahl im Atomkern, aber unterschiedlicher Anzahl von Neutronen. Diese habe unterschiedliche physikalische Eigenschaften, zum Beispiel bei der Absorption von Licht. Bei der Laserspektroskopie wird dieser Effekt genutzt indem ein Laserstrahl in ein Kammer projiziert und die Änderung der Intensität über die Zeit aufgezeichnet wird. Diese ist charakteristisch ist für die zu messenden Proben.

In dem modernen Isotopenlabor des IGB analysieren die Forschenden u.a. stabile Wasserstoff- und Sauerstoffisotope die in verschiedenen Kombinationen schwere oder leichte Wassermoleküle bilden. Diese Molekülen werden durch Phasenänderungen wie Verdampfung oder Kondensation unterschiedlich beeinflusst und in der Folge ändert sich das Verhältnis von schwer zu leicht. So bekommen die Wassermoleküle ihren eigenen „Fingerabdruck“ und können in unserem Labor in flüssigen Proben, wie Regen oder Gewässerproben sowie in komplexen Proben, wie Boden oder Pflanzen, gemessen werden. Dies umfasst klassische Verfahren wie diskrete Wasserproben, gesättigter Wasserdampf aus equilibrierten Matrixproben („bagmethod“) oder die direkte Messung von Wasserdampf z.B. im Boden durch Versuchsaufbauten vor Ort („In Situ Messung“). Damit ist das Isotopenlabor am IGB im Bereich der Isotopenanalyse breit und zukunftsorientiert aufgestellt.

Die Techniken ermöglichen es, die Wege des Wassers durch den Wasserkreislauf besser nachzuvollziehen. Für ein umfassendes Verständnis sind nicht nur die absoluten Wassermengen wichtig, die sich in der Landschaft bewegen, sondern auch wie lange das Wasser vor Ort bleibt und welche Wege es nimmt. Zunehmend rücken hierbei auch Klimawandel, Urbanisierung und die Rolle von Pflanzen in den Fokus dieses interdisziplinären Forschungsfeldes.