Neues Reinraumlabor der TU Freiberg ermöglicht hochpräzise Gesteinskartierung
Das neue Reinraumlabor der TU Bergakademie Freiberg hat eine Besonderheit: Es ist metallfrei. Das bedeutet, dass Einrichtung und Geräte vollständig aus nicht-metallischem Material bestehen, notwendige Metallteile sind in Kunststoff gehüllt. Wäre nämlich offenes Metall im Raum, würden die hochsensiblen Analysen zur Datierung von Gestein verfälscht.
Professorin Marion Tichomirowa im metallfreien Reinraumlabor. Dort werden die Zirkon-Proben für die Analyse mit dem Massenspektrometer vorbereitet.
Foto: TU Bergakademie Freiberg / Andreas Hiekel
„Das Freiberger Isotopenlabor führt als einziges Labor in Deutschland die hochpräzise Datierung von Gesteinen durch. Im Vergleich zu anderen Datierungsmethoden können wir mit dieser Methode zehnmal genauer das Alter von Gesteinen bestimmen“, erklärt Professorin Marion Tichomirowa von der TU Freiberg. Das macht die Uran-Blei-Datierung zur derzeit präzisesten „geologischen Uhr“, die der Forschung zur Verfügung steht. Mit ihrer Hilfe kann die Geochemikerin im metallfreien Reinraum das geologische Alter von Gesteinen sehr präzise bestimmen. Damit spürt sie den Geschichten der Steine nach und klärt beispielsweise, wann genau bestimmte Gebirge und ihre Erzkörper entstanden sind.
Metallfreier Reinraum sorgt für weniger Blei und präzisere Analysen
Das neue Reinraumlabor im Clemens-Winkler-Bau ist eines von wenigen metallfreien Laboren weltweit. Da alle Metalle Blei enthalten, kann es bei der Datierungsmethode durch „Blei-Schmutz“ selbst in einem metallfreien Reinraumlabor zu Verfälschungen kommen: „Die Mengen des durch radioaktiven Zerfall produzierten Bleis im untersuchten Mineral Zirkon sind extrem gering; 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 ist es möglich, so geringe „Blindwerte“ für Blei zu erreichen.“
Wichtige Rückschlüsse für die Erdgeschichte
Insbesondere wenn es darum geht, die genaue Abfolge verschiedener geologischer Ereignisse die zeitnah hintereinander erfolgten zu bestimmen, greifen Forschende auf die Uran-Blei-Datierungsmethode zurück. „Nehmen wir das Aussterben der Dinosaurier: Es war lange umstritten, ob ein Meteoriteneinschlag vor zirka 66 Millionen Jahren oder die starke vulkanische Aktivität zum Aussterben der Dinosaurier geführt hat. Mit der hochpräzisen Datierungsmethode konnte gezeigt werden, dass beide Ereignisse zum Aussterben beigetragen haben“, sagt Prof. Marion Tichomirowa.
Granitkörper des Westerzgebirges sind unterschiedlich alt
Die Uran-Blei-Datierung aus dem Freiberger Isotopenlabor lieferte hinsichtlich der Erzbildung im Erzgebirge schon jetzt neue Erkenntnisse. „Wir konnten zeigen, dass die benachbarten großen Granitkörper des Westerzgebirges nicht wie vermutet gleichalt sind. Hingegen bildeten sich zuerst die Granite von Aue-Schwarzenberg vor rund 323 – 321 Millionen Jahren, worauf zirka zwei Millionen Jahre später, also vor 321 bis 319 Millionen Jahren, der Kirchberger Granit intrudierte. Noch einmal gut fünf Millionen Jahre später, vor 316 bis 314 Millionen Jahren, erstarrte dann das Magma des Eibenstocker Granits.“
Forschung auf Weltniveau
Im neuen Labor können die Forschenden nun auch kleinere und jüngere Zirkone untersuchen und die Alter dieser Gesteine noch präziser bestimmen als bisher. Im Bereich der Geowissenschaften verfügt die TU Bergakademie Freiberg damit über einen einzigartigen Reinraum, der hochmoderne Forschung ermöglicht. Weltweit gibt es nur rund 10 bis 15 weitere metallfreie Reinraumlabore. Die Kosten für die Einrichtung des Labors von rund 2 Millionen Euro trägt der Freistaat Sachsen.
