07 jan 2002
Snel en goedkoop waterisotopen bepalen
Hoe snel veranderde het klimaat tienduizend jaar geleden en...
hoeveel energie gebruikt de keizerpinguïn die broedt in de kou van
Antarctica? Dit soort vragen is te beantwoorden met metingen aan
isotopen van het watermolecuul. Tot nu toe worden deze experimenten
uitgevoerd met behulp van massaspectroscopie. Nu kan het handiger,
goedkoper en sneller met behulp van laser absorptie spectrometrie,
een nieuwe methode die beschreven staat in het proefschrift van
Radboud van Trigt, waarop hij vrijdag 11 januari 2002 promoveert
aan de Rijksuniversiteit Groningen.
Water is van nature een mengsel van verschillende isotopen waarin
ook altijd een geringe concentratie zeldzame isotopen aanwezig is.
Die concentratie kan worden gebruikt als 'verklikker' (tracer) voor
allerhande natuurlijke processen zoals verdampen en bevriezen of
deelname aan een chemische reactie.
Oud water
Door nauwkeurige isotoop-metingen aan 'oud' water, dat opgeslagen
ligt in de ijskappen van Antarctica en Groenland, kan men
bijvoorbeeld nagaan hoe het klimaat lang geleden veranderde. Op
Groenland is door medewerkers van de universiteit van Kopenhagen
ijs opgeboord van ongeveer 1800 meter diepte. Dat is water van
14.000 jaar geleden, afkomstig uit de overgangsperiode tussen de
laatste ijstijd en het huidige warme tijdperk. De temperatuur steeg
in die periode op Groenland in enkele snelle stappen met ongeveer
15 graden. Van Trigt onderzocht deze watermonsters met zijn nieuwe
methode. De metingen laten de temperatuur-sprongen duidelijk zien
en geven ook meer inzicht in het onderliggende mechanisme
verantwoordelijk voor de snelle klimaatverandering.
Biologisch onderzoek
Isotoop-meting met behulp van laser absorptie spectrometrie is een
alternatief voor de tot nu toe gebruikelijke methode met
massaspectroscopie. Massaspectroscopie werkt uitstekend voor
gassen, maar is voor water een tijdrovende, arbeidsintensieve en
dus dure methode. Laser absorptie spectrometrie, waarvoor Van Trigt
tijdens zijn promotie-onderzoek een opstelling bouwde, kent dit
nadeel niet. Isotoop-metingen worden ook in biologisch onderzoek
gebruikt. Men onderzoekt er bijvoorbeeld mee hoeveel CO2 een dier
over een bepaalde periode uitademt. Zo kan de energiehuishouding
van het vrijlevende dier in kaart worden gebracht. Uit
validatie-experimenten die Van Trigt bij kwartels liet uitvoeren,
bleek dat de resultaten van de nieuwe methode in biologisch
onderzoek nu al beter zijn dan die van de oude bepaling. Volgens
plan zal de nieuwe methode daarom in het volgende broedseizoen al
worden ingezet door het Centrum voor Isotopen Onderzoek van de RUG.
Duizenden ijsmonsters
Bij de klimatologische ijsmetingen is de oude methode nog iets
nauwkeuriger, maar dat zal volgens Van Trigt niet lang meer duren.
"De nieuwe methode is nog voor verbetering vatbaar. Ik verwacht dat
het een krachtig hulpmiddel zal worden in tal van
wetenschapsgebieden." Emplooi is er zeker voor een snelle, goedkope
bepaling. Er is een Europees project gestart waarvoor duizenden
ijsmonsters uit Antarctica moeten worden doorgemeten./JS
Radboud van Trigt (Delft, 1972) studeerde scheikunde aan de VU. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Centrum voor Isotopen Onderzoek (CIO) van de RUG, dat onder andere werkt op het gebied van klimaatonderzoek in heden en verleden en op het gebied van biomedische bepalingen met behulp van isotopen. Het onderzoek werd gefinancierd door RUG, CIO, FOM en KNAW. Van Trigt is na het onderzoek gaan werken bij Pharma Bio-Research in Assen.