d¹³C einzelner CuO-Ligninphenole mittels GC-C-IRMS Kopplung - Optimierung von Geräteparametern und Anwendung bei geoökologischen Fragestellungen

Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Geowissenschaften / Geographie - Geologie, Mineralogie, Bodenkunde, Note: 1.3, Universität Bayreuth, Sprache: Deutsch, Abstract: In der Paläoforschung wird die unterschiedliche Isotopendiskriminierung von C3- und C4-Pflanzen seit langem zur Vegetations- und Klimarekonstruktion verwendet. Ändert sich die Zusammensetzung der Vegetation (C3-, C4-Anteil), so spiegelt sich dies im d13C-Werte der organischen Substanz ( d13Corg) von Sedimenten und Böden wider. Ausgehend vom Vegetationstyp wird versucht, auf die klimatischen Verhältnisse zu schließen.
Durch d13Corg-Messungen an einem See-Sedimentprofil in Nepal wurden in spätglazialen Ablagerungen d13C-Werte bis zu -15 0/00 PDB nachgewiesen, was auf eine C4-dominierte Vegetation des Einzugsgebietes hindeutete. Allerdings kann eine 13C-Anreicherung auch durch Methanogenese im anoxischen Milieu sowie durch den Eintrag von Algenbiomasse bedingt sein. Um die Ursache der positiveren d13Corg-Werte in den spätglazialen Ablagerungen zu klären, wurde d13C in individuellen Ligninphenolen analysiert. Da nur höhere Pflanzen Lignin synthetisieren, ist es möglich, mit Hilfe der substanzspezifischen Isotopenanalyse terrestrische Einträge von der seeinternen Biomasse zu unterscheiden.
Erste Messungen an Standards zeigten, dass für die einzelnen Ligninphenole eine starke Konzentrationsabhängigkeit des d13C-Signales auftrat, welche durch systematische Tests im Wesentlichen auf das Injektionssystem zurückgeführt und durch geeignete Parameterwahl weitgehend eliminiert werden konnte. Allerdings konnte keine völlige Unabhängigkeit des Messsignals von der eingespritzten Ligninphenol Menge erreicht werden. Diese Abhängigkeit konnte für alle Ligninphenole durch log-lineare Funktionen korrigiert werden. Nach erfolgreicher Überprüfung der Methode an ausgewählten Pflanzen- und Bodenproben wurde das zu unter-suchende Profil analysiert.
Im Gegensatz zu den d13Corg-Werten ergab die substanzspezifische Isotopenanalyse von Lignin durchweg stark negative Werte. Ein Vegetationswechsel, wie er aufgrund der Messungen der d13Corg -Werte zu vermuten war, konnte durch die Messung des spezifischen Biomarkers nicht festgestellt werden. Ähnliche Resultate konnten auch bei einzelnen Untersuchungen an einem glazialen Seeprofil aus Äthiopien gewonnen werden, bei dem ebenfalls eine starke Diskrepanz der d13Corg zu den d13C-Werten der Ligninphenole gefunden wurde.
Aus diesen Ergebnissen schließe ich, dass d13Corg-Analysen aus limnischen bzw. von Stau-nässe beeinflussten Standorten nicht unkritisch interpretiert werden sollten.[...]