Prof. Marion Tichomirowa bereitet im metallfreien Reinraumlabor eine Probe für die Analyse mit dem Massenspektrometer vor. Foto: A. Hiekel für die Bergakademie Freiberg
Sachsen hat zwei Millionen Euro in deutschlandweit einzigartiges Lab investiert
Freiberg, 22. April 2024. Was hat die Dinosaurier aussterben lassen? Ein Einschlag eines gewaltigen Felsen aus dem All auf der Erde oder immer neue Vulkanausbrüche? Wohl beides, vermuten Wissenschaftler mittlerweile, weil sie all diese Ereignisse nun viel besser zeitlich eingrenzen können als früher. Dabei setzen sie unter anderem besonders präzise Uran-Verfallsanalysen ein, wie sie im neuen, zwei Millionen Euro teuren Metallfrei-Reinraumlabor der Bergakademie Freiberg möglich geworden sind. Extra für die Geologen und erdgeschichtlichen Teams ist dort ein völlig metallfreier Reinraum entstanden. Denn jeder kleine Blei-Rest in metallischen Bauteilen würde alle Hochpräzions-Datierungen verzerren.
Meteorit in erdnaher Passage. Solch ein Brocken hat mutmaßlich zum großen Dino-Sterben beigetragen. Visualisierung: ESA – P.Carril
Alles Metall verbannt oder ummantelt
Daher muss das Labor ohne Stahl und Alu auskommen. Wo doch Metall nötig ist, wurde es mit Kunststoff ummantelt. Es handelt sich um eines von nur etwa einem Dutzend metallfreien Isotopenlaboren weltweit, die so genau auf die „geologische Uhr“ von Gesteinen und ganzen Gebirgen schauen können. In Deutschland ist das Labor einzigartig. Insgesamt hat der Freistaat hier zwei Millionen Euro investiert.
Labor spürt selbst wenige Pikogramm Blei noch auf
Als Erste sind dort nun die Geochemiker um Professorin Marion Tichomirowa dort eingezogen. Um ein Gestein oder eine Schichtabfolge zu datieren, untersucht das Team, wieviel radioaktives Uran über die Jahrmillionen hinweg zu Blei zerfallen ist. Da das Zerfallstempo über die Halbwertszeit der Uran-Isotope bekannt ist, lässt sich aus den gefundenen Bleimengen das Alter der Steine bestimmen. Dabei kommt es aber auf wenige Gramm-Bruchteile an: „Die Mengen des durch radioaktiven Zerfall produzierten Bleis im untersuchten Mineral Zirkon sind extrem gering“, erklärt Professorin Tichomirowa. „Sie liegen bei ungefähr 50 Pikogramm, das sind 0,00000000005 Gramm. Die Menge an Blei, die im Labor während der analytischen Schritte dazu kommt sollte darum, noch einmal mindestens 50- bis 100-mal kleiner sein.“ Nur im metallfreien Reinraum sei es möglich, so genaue Messwerte zu erlangen.
Der Genese des Erzgebirges auf der Spur
Ein Forschungsthema, das so beackert werden kann, ist das Alter der Gesteine und Erze im Erzgebirge. Erste Befunde: „Wir konnten zeigen, dass die benachbarten großen Granitkörper des Westerzgebirges nicht wie vermutet gleichalt sind“, berichtet die Professorin. „Hingegen bildeten sich zuerst die Granite von Aue-Schwarzenberg vor rund 323 bis 321 Millionen Jahren, worauf zirka zwei Millionen Jahre später der Kirchberger Granit intrudierte. Noch einmal gut fünf Millionen Jahre später, vor 316 bis 314 Millionen Jahren, erstarrte dann das Magma des Eibenstocker Granits.“
Autor: Oiger
Quelle: TU Bergakademie Freiberg
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