Rijksuniversiteit Groningen

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.