Altersbestimmung: Krypton spürt dem Alter des Wassers nach
Wollen Wissenschaftler das Alter eines Wasserreservoirs bestimmen, vergleichen sie die Verhältnisse radioaktiver und stabiler Isotope in einer Probe. Mit dem bekannten C-14-Verfahren ist dies nur bis zu einem Alter von etwa 50 000 Jahren möglich. Für Messungen, die bis zu einer Million Jahre zurückreichen, bietet sich radioaktives Krypton-81 wegen seiner deutlich längeren Halbwertszeit an. Ein Team um Zheng-Tian Lu vom Argonne National Lab hat nun die Empfindlichkeit der Methode bedeutend erhöht, indem sie mit Laserlicht die Krypton-81-Atome in einer magneto-optischen Falle fangen und so ihre Menge bestimmen.
Krypton-81 ist nur in winzigen Spuren im Wasser enthalten. Es entsteht vor allem, wenn kosmische Strahlung aus dem Weltall mit den Atomen der Atmosphäre interagiert. Zu Boden gesunken gelangt das radioaktive Isotop in Eisschichten, die Meere oder das Grundwasser. Dort zerfällt es mit einer Halbwertszeit von 230 000 Jahren. Um aus dem Mengenverhältnis zu den stabilen Isotopen Krypton-83 oder Krypton-85 das Alter des Wassers zu ermitteln, sind bislang viele Tonnen Wasser nötig, die schließlich nur 0,5 Milliliter Kryptongas enthalten. Bei Untersuchungen mit der Laserfalle reichen dagegen schon 50 bis 200 Mikroliter aus.
Das Alter eines Wasserreservoirs verrät Wissenschaftlern beispielsweise, wie schnell es umgesetzt und erneuert wird. Daraus ergeben sich Regeln für eine nachhaltige Nutzung. Auch das Klima der Erde lässt sich so untersuchen, indem die Entwicklung des Eises an den Polen aufgezeichnet wird.
Krypton-81 ist nur in winzigen Spuren im Wasser enthalten. Es entsteht vor allem, wenn kosmische Strahlung aus dem Weltall mit den Atomen der Atmosphäre interagiert. Zu Boden gesunken gelangt das radioaktive Isotop in Eisschichten, die Meere oder das Grundwasser. Dort zerfällt es mit einer Halbwertszeit von 230 000 Jahren. Um aus dem Mengenverhältnis zu den stabilen Isotopen Krypton-83 oder Krypton-85 das Alter des Wassers zu ermitteln, sind bislang viele Tonnen Wasser nötig, die schließlich nur 0,5 Milliliter Kryptongas enthalten. Bei Untersuchungen mit der Laserfalle reichen dagegen schon 50 bis 200 Mikroliter aus.
Das Alter eines Wasserreservoirs verrät Wissenschaftlern beispielsweise, wie schnell es umgesetzt und erneuert wird. Daraus ergeben sich Regeln für eine nachhaltige Nutzung. Auch das Klima der Erde lässt sich so untersuchen, indem die Entwicklung des Eises an den Polen aufgezeichnet wird.
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