Untersuchung des Potentials des 17O-excess im Schnee und in Eisbohrkernen zur Eingrenzung sekundärer Alterationsprozesse und des Sublimationsverlustes.

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Staubwasser
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266640734

Die Budgetierung von Wasserressourcen aus montanen Gletschergebieten der mittlere und niederen Breiten und die Rekonstruktion paläoklimatischer Veränderungen aus Eisbohrkernen dieser Regionen mithilfe stabiler Isotopenverhältnisse des Wassers (D/H, 18O/16O) ist aufgrund der komplexen Effekte sekundärer Alterationsprozesse stark limitiert. Verlust durch Sublimation nach der Ablagerung ist wohl der am besten beschriebene, zur Veränderung der Isotopenverhältnisse beitragende Prozess. Die isotopische Veränderung durch Sublimation und anderer Sekundärprozesse, wie wiederholtes Schmelzen und Gefrieren, sind im konventionellen Isotopensystem des H und O nur schwer zu korrigieren, da die Isotopenfraktionierung auch durch Temperaturschwankungen beeinflusst wird. Der aus dem Drei-Isotopensystems des Sauerstoffs (16O-17O-18O) abgeleitete 17O-Exzess Parameter - ähnlich dem von deltaD und delta18O abgeleiteten d-Exzess Parameter - ist jedoch nahezu unbeeinflusst durch Temperaturschwankungen innerhalb des üblichen Rahmens an der Erdoberfläche. Dieser Umstand ermöglicht es, kinetisch gesteuerten Isotopenaustausch zu identifizieren, wie zum Beispiel bei der Verdunstung, ohne temperaturabhängige Gleichgewichtsfraktionierung berücksichtigen zu müssen. In dem hier vorgestellten Vorhaben möchten wir die die Fraktionierungsfaktoren im Drei-Isotopensystem des Sauerstoffs und die Entwicklung des 17O-Exzess Parameters während der Sublimation, sowie bei sich wiederholendem Schmelzen und Gefrieren zunächst in sorgfältig konzipierten Laborexperimenten bestimmen. Im Anschluss möchten wir die Anwendungsmöglichkeiten des 17O-Exzess zur Quantifizierung der sekundären Alteration von Eis und Schnee in der natürlichen Umwelt im Hochgebirge an der Forschungsstation Schneefernerhaus in den Deutschen Alpen erproben. Komplementär dazu sollen über das Jahr in regelmäßigen Abständen Schneeproben gesammelt und analysiert werden. Zum Schluss möchten wir die rezenten Eisschichten aus dem gut datierten, holozänen Eisprofil der Scarisoara Eishöhle, Rumänien, untersuchen, um mithilfe des 17O-Exzess die sekundäre, isotopische Veränderung durch wiederholtes Schmelzen und Gefrieren zu quantifizieren, die derzeit eine klimatische Interpretation der konventionellen Wasserisotopendaten verhindern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich, USA
• Kooperationspartner: Dr. Sergey Assonov; Professor Bogdan Onac