SRP/SOP "Isotopmålinger og klima"

Forskning på Niels Bohr Institutet

Center for Is og Klima tilbyder et dagsbesøg i forbindelse med SRP- og SOP-projekter hvor centerets forskere giver foredrag om iskerne- og klimaforskning og de studerende laver et forsøg om fraktionering af ilt-isotoper i vand.

Forsøget går ud på at måle hvordan isotopforholdene (δ¹⁸O-værdierne) i vand ændrer sig efterhånden som mere og mere vand fordamper fra en prøve.

Det er et ret simpelt forsøg, der ikke desto mindre illustrerer fysikken bag en af de vigtigste metoder til at bestemme temperaturvariationer i fortidens klima.

Selvom målemetoderne har ændret sig, er isotopmålinger fortsat i dag vigtige værktøjer for klimaforskere, og øvelsen kan derfor indgå i mange sammenhænge med andre fag.

Tilmelding og hvad vi tilbyder

I 2023 afholdes øvelsen tirsdag d. 28/2 fra kl. 9⁰⁰ og til et godt stykke ud på eftermiddagen. Intromøde (anbefalet men ikke obligatorisk) er planlagt til 20/2 kl. 16-17 på zoom.

• Tilmelding er nødvendig via NBIs kommunikationskontor

Vi starter forsøget og går til og fra forsøget i løbet af dagen. Ind imellem holder centeres forskere et antal foredrag om teorien bag øvelsen og vores forskning. Vi tilbyder sidst på besøgsdagen vejledning i begrænset omfang (enten individuelt eller i små grupper) omkring øvelsens indhold og vores iskerneforskning, og efter aftale typisk et eller to vejledningsmøder (ofte online).

Isotopmålingerne foretages i vores laboratorium i dagene efter besøget, og data tilsendes pr. e-mail. I tilfælde af nedbrud af udstyr, sygdom i laboratoriet eller lignende, der forhindrer at målingerne kan gennemføres, får elever mulighed for at bruge en datafil fra et tidligere tilsvarende eksperiment.

Øvelsen er ikke omfangsrig nok til i sig selv at udgøre et helt SRP-projekt, men vi har set mange gode opgaver, hvor øvelsen udgør det eksperimentelle element.

Mere om øvelsen

Forsøget viser at isotopforholdene ændrer sig når en vandmængde gradvist fordamper. Det kan lyde meget teknisk og specifikt, men der er et direkte link til iskerne- og klimaforskning, som forklares her:

I klimaet bevæger vanddamp sig med vejrsystemerne fra lave breddegrader (f.eks. midt i Atlanterhavet) nordpå med vinden til og op over iskapperne. Undervejs afkøles luft og damp, og da køligere luft kan rumme mindre vanddamp, dannes der nedbør. I denne proces opfører de forskellige isotoper sig lidt forskelligt (de fraktioneres).

Groft sagt bestemmer graden af nedkøling mængden af nedbør, som igen bestemmer hvor meget isotoperne fraktioneres. Man kan derfor estimere nedkølingen ud fra isotopforholdet i vand- og isprøver, og det er derfor vi overhovedet måler isotopforhold i iskerneprøver.

Denne empiriske sammenhæng kan så bruges til at "oversætte" mellem isotopforhold og temperatur.

Der er en del usikkerheder i dette, som vi taler om i løbet af forsøgsdagen.

Man kan dog godt lave en beregning, der illustrerer sammenhængen mellem isotopforholdet og temperaturen under nogle særlige forudsætninger, nemlig det tilfælde hvor en luftmængde der indeholder vanddamp er mættet (altså indeholder den maksimale mængde vanddamp ved den pågældende temperatur) og derefter nedkøles (dette illustreres i opgave 2 i undervisningsmaterialet).

Relevant materiale

Klik her eller brug menupunktet til venstre om undervisningsmateriale.

Baggrundsmateriale om vores forskning

Klik her eller brug menupunktet til venstre for at læse mere om iskerner og klimaforskning generelt.

Spørgsmål og svar

Vi planlægger på undersiden "Spørgsmål og Svar" løbende at samle spørgsmål og svar fra tidligere elever (i let redigeret form) som en ressource til kommende årgange.