Infrastruktur
Itrax Kernscanner
MS-Logger
Sedimentkernfotografie
Korngrößenmessungen
Gefriertrocknungsanlagen, Kugelmühle
Biomarker-Labor
Labor für Elementaranalytik
Labor für Raster-Elektronenmikroskopie und Röntgen-Mikroanalytik
Labor für Gammaspektrometrie
Labor für ICP Analytik
Der Itrax RFA-Kernscanner wird routinemäßig zur Bestimmung der semiquantitativen Hauptelement-Zusammensetzung von Sedimentkern-Halbschalen mit einer vertikalen Auflösung von bis zu 200 µm eingesetzt. Zur Anregung des Sediments wird eine Hochleistungs-Cr-Röntgenröhre verwendet. Zusätzlich können digitale Röntgenbilder und mit Hilfe einer RGB line camera Kern-Übersichtsbilder aufgenommen werden.
MS-Logger
Der Magnetische-Suzeptibilitäts-Logger ist eine Dauerleigabe des GFZ Helmholtz Zentrums Potsdam und wurde von Dr. habil. Norbert Nowaczyk, GFZ, entwickelt. Der Logger ist ein halbautomatisches Messsystem, dass Morphologie-kontrollierte Messungen der magnetischen Suszeptibilität mit Hilfe eines Barrington E Sensors an Sedimentkern-Halbschalen mit einer lateralen Auflösung von bis zu 1 mm durchführt.
Unsere Sedimentkerne werden standardmäßig durch qualitativ hochwertige optische Aufnahmen dokumentiert. Hierfür wird i.d.R. die zu archivierende Kernhälfte in einer von unserem Ingenieur Sascha Plewe entwickelten Fotoanlage abgelichtet.
Für sedimentologische Fragestellungen ist die Erfassung der Korngrößenverteilung einer Sedimentprobe wichtig. Korngrößen werden entweder mit Hilfe einer Vibrationssiebmaschine und/oder am CILAS laser particle size analyzer bestimmt.
Zur geochemischen Weiterbearbeitung durchlaufen unserer Sedimentproben eine schonende Gefiertrocknung (Christ). Mehrere dieser Anlagen versuchen dem hohen Probenaufkommen gerecht zu werden. Anschließen werden sie mit Hilfe einer Kugelmühle (Fritsch) oder im Handmörser pulverisiert und homogenisiert.
Das Biomarker-Labor ist für die Analyse verschiedener Lipide und organischer Proxies mit folgenden Systemen ausgerüstet :
- ASE 350 (Thermo Fisher Scientific) zur halbautomatischen Lipidextraktion,
- zwei Gaschromatographen mit Flammenionisationsdetektoren (GC-FID; Thermo Fisher Scientific TraceUltra GC und Trace 1310 GC)
- Gaschromatograph mit Massenspektrometer (GC-MS; Agilent HP6890 Serie GC und HP5973 Massenselektiver Detektor)
- Hochleistungsflüssigchromatograph gekoppelt an ein Massenspektrometer mittels chemischer Ionisierung bei Atmosphärendruck (HPLC APCI-MS; Thermo Fisher Scientific Ultimate 3000 UHPLC und MSQ Plus)
In diesem Labor werden überwiegend an getrockneten Sedimentproben die Elemente Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und Quecksilber bestimmt. Moderne Auto-Sampler ermöglichen dabei einen großen Probendurchsatz. Folgende Geräte stehen zur Verfügung: Euro-Vector EA von Hekatech (TC, TN, TS); Flash EA 1112 von CE Instruments (TC, TN); Multi-EA 4000 von Jena Analytik (TIC); DMA 80 von Milestone Lab. (Hg). Den organischen Kohlenstoff bestimmen wir im Routinebetrieb aus der Differenz TC-TIC. Im benachbarten Vorbereitungslabor werden noch Extrakte für die Analytik von biogen-Opal (SiO2) und Phosphor hergestellt. Diese Analysen werden mittels ICP-OES durchgeführt.
In diesem Labor steht ein Merlin-Kompakt VP von Zeiss, gekoppelt mit einem EDX von Oxford-Instruments. Das Elektronenmikroskop ist ausgerüstet mit verschiedenen Detektoren (SE, BSE, In-Lens) für die Bildliche Darstellung der Objekte. Die angeschlossene EXD-Technik, einschließlich der umfangreichen Software Inca und Aztec erlaubt die Analyse von Haupt- und Nebenelementen in kleinsten Probenvolumen (bis unter 1 µm3). In diesem Labor werden verschiedenste Proben untersucht: Gesteine, Sedimente, Schwebstoffe, biologische Objekte einschließlich Mikroorganismen.
Ein besonderes „Tool“ erlaubt die automatische Partikelanalyse, auch an mehreren Proben, über Nacht: Dabei werden zunächst über eine Bildverarbeitung sogenannte Fenster festgelegt, in denen das Gerät die einzelnen Partikel von der Unterlage (z.B. Filter) unterscheiden kann und nacheinander die erkannten Partikel auf ihre Elementar-Zusammensetzung analysiert. Im Ergebnis erhält man für z.B. 2000 Einzelpartikel einer Probe eine Reihe morphologischer Merkmale und die Konzentrationen der gefundenen Elemente. Mit einer hinterlegten Datei von häufigen (aber auch selteneren) natürlichen Mineralen mit entsprechenden Element-Bereichen (Grenzwerten) kann die mineralogische Zusammensetzung der Probe bestimmt werden. Für alle analysierten Partikel besteht anschließend noch die Möglichkeit, sie wieder „anzufahren“. Das heißt wenn z.B. ein Teilchen mit einer besonderen Zusammensetzung (z.B. Pyrit, Baryt, Fe-Phosphate, Seltene Erden-Phosphate, Zirkon, usw.) gefunden wurde besteht die Möglichkeit dieses mit einem hoch-qualitativen Bild und Nachmessung der Elemente zu belegen.
Das Gammaspektrometrie Labor dient vornehmlich der Etablierung von Chronologien für feinkörnige Sedimente der letzen ca. 120 Jahre unter Verwendung von natürlichen (Blei-Pb-210) und anthropogenen (Cäsium-Cs-137, Americium-Am-241) Radionukliden. Das Gammalabor hat drei Messplätze, die mit Ge-Detektoren der Fa. Canberra ausgestattet sind: zwei BE3830-7500SL-RDC-6-ULB und einem Bohrlochdetektor (GCW4021-7500SL-RDC-6-ULB).
Optische Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) Für die Bestimmung von Hauptelementen und einigen Spurenmetallen in verschiedensten Matrices wird ein ICP-OES (iCAP 7400 Duo, Thermo Fisher Scientific) genutzt. • Hauptelemente (z.B. Al, Fe, Ca, P) sowie Spurenmetalle (z.B. Ba, Co, Mn, Sr, Zr) zur allgemeinen geochemischen Charakterisierung von Feststoffen (Sedimente und Schwebstoffe) nach Säureaufschluss (üblicherweise HNO3-HClO4-HF Mischung). • Hauptionen (Ca, K, Mg, Na, S) sowie P, Mn und Si in Meer- und Süßwasserproben.
