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Customer Spotlight: Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - GLACCIOS

Das hölzerne Archiv des Erdklimas

Obwohl Dr. Michel Stievenard an einem Ort arbeitet, wo keine Pflanze wächst, sind Bäume die Grundlage seines Arbeitstages. Michel Stievenard und seine Kollegin Monique Pierre sind Forschungsingenieure, die ein Labor für stabile Isotope der Sektion Kontinentales Paläoklima der LSCE(Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement)  betreuen. Zusammen mit Valérie Daux als leitender Wissenschaftlerin analysiert die Gruppe Zellulose aus Baumringen auf ihre Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopenzusammensetzung. Diese Daten geben Aufschluss über vergangene Klimabedingungen, insbesondere Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen, die sich in den Kohlenstoff- und Sauerstoffisotopenverhältnissen der Jahrringzellulose niederschlagen.

 

 

Die regionalen Klimabedingungen der Vergangenheit werden mit Bäumen aus aller Welt rekonstruiert: zum Beispiel lebende Bäume aus Tibet, Marokko, der Insel La Réunion und fossile Bäume aus Schweden sowie massive Holzbalken aus historischen Schlössern in Frankreich. Ein kürzlich durchgeführtes Projekt konzentriert sich auf eine Zypressenart namens Fitzroya cupressoides, die in Patagonien vorkommt und bis zu 4000 Jahre alt werden kann. Nach den ausgeklügelten Verfahren zur Extraktion der Baumzellulose verlassen sich Michel Stievenard, Monique Pierre und Valérie Daux bei der Analyse der kostbaren Proben auf eine EA-IRMS-Schnittstelle von Elementar. Da die Cellulose-Extraktion eines Jahrringes aus einem einzigen Jahr oft nur eine sehr begrenzte Probenmenge liefert, muss die Analyse selbst bei winzigen Probenmengen von nur 20 µg routinemäßig funktionieren. Hier kommt die Leistungsfähigkeit des EA-IRMS-Systems, eines vario MICRO cubes, gekoppelt an ein IsoPrime100 IRMS, ins Spiel. 

Das System ist besser in Bezug auf Linearität und Stabilität, auch im sehr niedrigen Messbereich, und es bietet mehr Komfort und Benutzerfreundlichkeit, 

so Dr. Stievenard auf die Frage nach den Unterschieden zwischen seinem System und dem zuvor verwendeten Konkurrenzsystem. Die Ingenieure wenden ein Ablehnungskriterium von weniger als 0,15 ‰ für zwei Wiederholungsanalysen der Zellulose an. Während mit dem bisherigen System nur 70 % aller Wiederholungsanalysen dieses Kriterium erfüllten, erfüllt das EA-IRMS-System von Elementar dieses Kriterium praktisch immer und weist damit eine höhere analytische Reproduzierbarkeit auf. Das Team hat sein System auch hinsichtlich der Verwendung von Verbrauchsmaterialien optimiert: 

Wir können bis zu 3000 Analysen mit einer einzigen Reduktionsrohrfüllung durchführen. Wir haben den Sauerstofffluss und die Dosierzeit an unsere geringen Probenmengen angepasst,

berichtet Dr. Stievenard. Selbst die Experten von Elementar waren überrascht über diesen erstaunlich niedrigen Verbrauch von Reduktionskupfer. Elementar ist stolz darauf, den Forschern von LSCE eine engagierte Lösung für ihre anspruchsvollen Untersuchungen von Jahrringzellulose anbieten zu können.  

Über das Labor für Stabile Isotope am LSCE

Das Labor für stabile Isotope der Kontinentalklima-Abteilung des LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement) konzentriert sich auf die Rekonstruktion vergangener Klimata aus der Kohlenstoff- (δ13C) und Sauerstoff- (δ18O) Isotopenanalyse von Jahrringzellulose. Die Klimarekonstruktionen umfassen die letzten 2000 bis 3000 Jahre mit einer hohen Auflösung von 1 Jahr. Das Labor arbeitet gemeinsam mit der Universität Versailles, dem CEA (Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives) und dem CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) an Forschung, Methodenentwicklung und Ausbildung. 

 

Installierte Geräte:

IsoPrime100 (Altgerät, Nachfolgemodell: isoprime precisION) gekoppelt mit einem vario MICRO cube Verbrennungsanalysator (Altgerät,Nachfolgemodell: vario ISOTOPE select) für die δ13C-Analyse von Jahrringzellulose

Adresse:

Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE-Orme) 
point courrier 129 
CEA-Orme des Merisiers, 
F-91191 Gif-sur-Yvette Cedex 
France 

Kontakt:

 

E-Mail: contact@lsce.ipsl.fr

Website: www.lsce.ipsl.fr

Ausgewählte Publikationen:

 

 

  • Lavergne A., Daux V., Villalba R., Pierre M., Stievenard M., Srur A. (2017) Improvement of isotope-based climate reconstructions in Patagonia through a better understanding of climate influences on isotopis fractionation in tree rings. Earth Planet. Sci. Lett. 459, 372-380. 

  • Lavergne A., Daux V., Villalba R., Pierre M., Stievenard M. (2016) Climate variability recorded in the stable oxygen isotopic composition of cellulose of native species from northern Patagonia, South America. J. Geophys. Res. Biogeosciences 121, 767-776. 

  • Labuhn I., Daux V., Girardclos O., Stievenard M., Pierre M., Masson-Delmotte V. (2015) French summer drought since 1326 AD: a reconstruction based on tree-ring cellulose d18O. Clim. Past Discuss. 11, 5113-5155. 

  • Labuhn I., Daux V.  Pierre M., Stievenard M., Girardclos O. et al. (2013) Tree age, site and climate controls on tree ring cellulose δ18O: A case study on oak trees from south-western France. Dendrochronologia 32(1), 78-89. 

  • Shi C., Daux V., Zhang Q.-B., Hou S.H., Stievenard M., Pierre M., Li Z., Masson-Delmotte V. (2012) Reconstruction of southeast Tibetan Plateau summer climate using tree ring d18O: Moisture variability over the past two centuries. Clim. Past 8, 205-213.

 

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