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Rubrik: Tagesberichte
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Publiziert: 22.03.2002 06:00

Prinz Andrew weiht Labor für Isotopengeochemie ein
Labor mit königlichen Weihen

Nicht alltäglicher Besuch gestern Donnerstag an der ETH: Prinz Andrew von England weihte persönlich das neue Labor für Isotopengeochemie ein. Mit Investiltionen von neun Millionen Franken, darunter einem brandneuen, einzigartigen Plasma-Massenspektrometer katapultiert sich das Labor von Alex Halliday an die Weltspitze.

Von Norbert Staub

Die "British Connection" war unübersehbar: Alex Halliday, ETH-Professor für Isotopengeochemie, hatte bereits tags zuvor in Anwesenheit des Generalkonsuls David Roberts von der britischen Botschaft in Bern den Fachmedien sein neustes Gerät vorgestellt, das zwei Jahre Bauzeit benötigte: ein raumgreifendes, hochmodernes Plasma-Massenspektrometer mit dem sinnigen Kürzel "BIG". Kein anderes Labor auf der Welt verfügt über ein Gerät von vergleichbarer Leistungsstärke.

Crash-Kurs für den Prinzen

Herkunftsort Maschine: Wrexham, Grossbritannien. Die Firma "Nu Instruments" ist, zusammen mit weiteren britischen und deutschen Unternehmen, weltweit führend in der Herstellung solcher Geräte. Kein Zufall: zu Beginn der 90er Jahre wurde die Multi-Kollektor-Plasma-Massenspektrometrie von Phil Freedman in Grossbritannien entwickelt.

Das Tüpfelchen aufs i der "britischen Tage" an der ETH war gestern der Auftritt eines Mannes, der jedem Fan von gekrönten Häuptern das Herz höher schlagen liess: Seine königliche Hoheit Prinz Andrew, Duke of York.

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Herzstück des neuen Labors für Isotopengeochemie: das neue, eigens für die ETH designte Plasma-Massensprektrometer NU Plasma 1700, kurz "BIG" genannt. gross

In seiner neuen Eigenschaft als Sonderbeauftragter als für internationale Investitionen und Handel des Königreichs eröffnete der Prinz vor 150 Gästen das neu eingerichtete Labor für Isotopengeochemie (Zurich Radiogenic Isotope Geochemistry Lab, ZRIGL) im CLA an der Tannenstrasse. "Mein Gehirn ist heute um mindestens einen Inch angewachsen", scherzte Andrew nach dem Crash-Kurs in Isotopengeochemie, den ihm Alex Halliday auf dem Rundgang durch das ZRIGL gegeben hatte.

Der Duke of York zeigte sich beeindruckt vom internationalen Spitzenrang der Schweizer Grundlagenforschung und der Attraktivität des Forschungsplatzes Schweiz, um welche das Land alle Welt beneide. Grossbritannien sei darum bemüht, seine Forschung in ähnlicher Weise voranzubringen. Alex Hallidays Team und das neue Massenspektrometer an der ETH seien Zeichen eines starken und hoffnungsvollen "british-swiss Links".

Blick in Urzeiten

Mit "BIG", seinem Herzstück, wird das neue, für insgesamt neun Millionen Franken umgebaute Labor zu einer Hochburg der Isotopenmessung, einer Methode, die mit der Bestimmung der unterschiedlichen Masse ein und desselben Elements für eine Fülle von Forschungsgebieten von wachsender Bedeutung ist. Die relativen Anteile der Isotope eines Elements in untersuchter Materie können sehr geringe, aber systematische Variationen aufweisen, was fundamentale Erkenntnisse über geologische, umweltbezogene oder planetare Prozesse erlaubt. Das technische Instrumenmtarium auf diesem Gebiet hat sich in den vergangenen Jahren sprunghaft entwickelt.


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Mit sichtlichem Spass an seiner Aufgabe, das neue ETH-Labor seiner Bestimmung zu übergeben: Prinz Andrew (l.) mit dem Ball, mit welchem er der die Sache symbolisch ins Rollen bringen sollte; rechts Alex Halliday, ETH-Professor für Isotopengeochemie und Leiter des ZRIGL. gross

Schon minimste Mengen von Isotopen können jetzt mit Messanlagen der neusten Generation wie "BIG" nachgewiesen und bestimmt werden. Das neue Gerät unterscheidet sich von seinen Vorläufern dadurch, dass es Isotopenmessungen von Elementen wie Magnesium, Silizium, Titan, Chrom, Eisen oder Nickel frei von Überlagerungen durch Teilchen anderer Elemente vornehmen kann. Dies, weil erst durch die imposanten Abmessungen des "BIG" eine saubere Trennung der Ionenbahnen erzielt wird.

Von Ötzi bis zum Klimawandel

Unter den Isotopenverhältnis-Messungen ist jene der Bestimmung des radioakiven Zerfalls die landläufig bekannteste. Die C-14-Methode ermöglicht etwa anhand von organischem Material den Blick in weit zurückliegende Phasen der Menschheitsgeschichte. Weitere Isotopenvariationen entstehen beispielsweise unter Einfluss von Temperatur und Witterung: so verdampfen leichte Sauerstoff-Isotope rascher als die schweren. Aus der Analyse dieses Verhältnisses lässt sich die Temperatur während der Bildung des Probenmaterials bestimmen. Und nicht zuletzt lässt sich mit Isotopenstudien an den Zähnen von "Ötzi" der Lebensweg der jungsteinzeitlichen Eismumie nachzeichnen. Allen Methoden ist gemeinsam ist, dass sie mit grosser Präzision einen "Fingerabdruck" vergangener Zeitalter zutage fördern, welcher wiederum Schlüsse für künftige Entwicklungen – etwa Meeresspielgelschwankungen und die Klimaentwicklung, zulassen.

ETH: Hort der Grundlagenforschung

Fundamentale Fragen wie: Wie und warum entstand die Sonne? Wie entstehen Planeten? Woher erhielt die Erde ihre Atmosphäre? - können mit dem an der ETH nun möglichen hoch auflösenden Verfahren der Isotopenmessung systematisch studiert werden. "An der ETH ist solche sehr aufwendige, und nicht auf den ersten Blick nützliche Grundlagenforschung noch möglich - dies etwa im Gegensatz zu den USA", erklärt Alex Halliday. Ulrich Suter, Vizepräsident Forschung ergänzt, ohne einen steigenden Anteil an Drittmitteln (2001 waren es an der ETH 16 Prozent) seien solche Investitionen gar nicht möglich. Um an der Spitze dabei zu bleiben, müsse die ETH diese tätigen.


Fülle von Anwendungsbereichen

Den Anwendungen der in den vergangenen Jahren zum Boom gewordenen Multi-Kollektor-Plasma-Massenspektrometrie (MC-ICPMS) sind kaum Grenzen gesetzt: So kann das Eisen-Isotopenverhältnis in einem Stück Stein etwas über den Zeitpunkt der Faltung der Alpen aussagen; oder die Isotopenmessung in einem Meteoriten zeigt uns, welche chemischen Prozesse im Sonnensystem vor der Bildung der Planeten abgelaufen sind.

In Angriff genommen werden können auch Isotopenstudien an lebenden Bakterienkulturen: hier geht es um die Rolle biologischer Prozesse bei der Eisenisotopen-Fraktionierung. Ein Team aus der Gruppe von ETH-Geologie-Professorin Judy McKenzie widmet sich am ZRIGL diesem Komplex. Im Fokus dieser Forschung liegt der Blick auf die Entwicklung von frühestem, mehrere Milliarden Jahre zurückliegenden Leben auf der Erde.

Unter diesen Voraussetzungen konnte sich die Isotopengeochemie an der ETH seit 1998, dem Stellenantritt von Alex Halliday, rapide entwickeln. Das Team umfasst heute rund 40 Wissenschaftler, Techniker und Studierende.






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