Laserbaserede systemer til gasser og vandisotoper

Ethvert molekyle i gasfase (f.eks. CO2, CH4 eller vanddamp) har et unikt absorptionsspektrum, som kan bruges til at måle hvor meget af det pågældende molekyle der er i en prøve. Picarro har udviklet laserbaserede instrumenter, der kan måle sporgasser og vanddamp hurtigt og præcist med udstyr, der er tilstrækkeligt holdbart til, at det kan medbringes i felten. Ved Center for Is og Klima benytter vi os af denne nye teknologi. Fra 2009 medbringes flere laserbaserede systemer til NEEM-lejren for at måle gasser og vanddamp.

Omkring 10% af voluminet i gletsjeris udgøres af atmosfærisk luft fanget i boblerne (læs mere om hvordan luft fanges i bobler i iskernerne her). Diskrete målinger af f.eks. CH4 laves traditionelt ved at smelte eller knuse isen og derefter anvende gaskromatografi på den frigivne luft. Som en del af analysen af urenheder i isen fra NEEM-kernen, smeltes is kontinuert til brug i den kemiske analyse af isen. I disse såkaldte CFA-målinger er luftboblerne blot til gene, og luften fjernes derfor fra smeltevandet uden at blive brugt til videnskabelige formål. Vi arbejder på at udvikle en teknik til at måle CH4-koncentrationen af denne luft med et standard Picarro-instrument. Hvis det lykkes, vil det resultere i en CH4-dataserie af hidtil ukendt høj opløsning, som kan blive fortolket i sammenhæng med andre højtopløste klimaserier.

Der er også mulighed for, at man kan måle vandisotoper i sammenhæng med CFA-målingerne. I årtier har man målt den isotopiske sammensætning af smeltevand fra isprøver (et mål for den lokale temperatur) vha. massespektrometri. Det er arbejdskrævende og dyrt at lave detaljerede målinger af vandisotoper. Med Picarro-instrumentet kan man måle den isotopiske sammensætning for både ilt og brint i meget høj opløsning men med mindre præcision end på et massespektrometer. En brøkdel af smeltevandet fra CFA-systemet fordampes og den isotopiske sammensætning måles med Picarro-instrumentet. Fordelen er, at målingerne kan foretages i felten, uden at det kræver ekstra prøvehåndtering end det, der allerede skal gøres til CFA-målingerne.

Læs mere om isotopmålinger på massespektrometer ved Center for Is og Klima
Læs mere om Picarros laserabsorptionsinstrumenter (på engelsk, åbner i et nyt vindue)