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Kosmogene Radionuklide in polarem Eis

English title Cosmogenic radionuclides in polar ice
Applicant Beer Jürg
Number 116581
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Eawag
Institution of higher education Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology - EAWAG
Main discipline Climatology. Atmospherical Chemistry, Aeronomy
Start/End 01.04.2007 - 31.03.2009
Approved amount 140'322.00
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Keywords (11)

cosmogenic radionuclides; polar ice cores; solar variability; solar forcing; climate change; environmental systems; solar activity; geomagnetic field; atmospheric transport; carbon cycle; dating

Lay Summary (German)

Lead
Lay summary
Was sind kosmogene Radionuklide?
kosmogene Radionuklide sind radioaktive Isotope wie z.B. 14C, 10Be und 36Cl. Sie werden kontinuierlich in der Atmosphäre durch die galaktische kosmische Strahlung produziert. Während die Produktionsprozesse ähnlich sind, gibt es grosse Unterschiede, was das Verhalten nach der Produktion betrifft. 14C bildet 14CO2 und wird ein Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufes. 10Be und 36Cl dagegen lagern sich an Aerosole an und werden durch Schnee- und Regen aus der Atmosphäre entfernt. Die sehr geringen Produktionsraten bedingen eine extrem empfindliche Nachweismethode, die Beschleuniger-Massenspektrometrie, die an der ETH gemeinsam mit dem PSI betrieben wird.
Was kann man von kosmogenen Radionukliden lernen?
Kosmogene Radionuklide liefern Informationen über die Geschichte der Sonnenaktivität, des Erdmagnetfeldes sowie Transportprozesse (Atmosphäre, Ozean). Die Intensität der galaktischen kosmischen Strahlung hängt von der Sonnenaktivität und dem Erdmagnetfeld ab. Je stärker die Sonnenaktivität und das Erdmagnetfeld sind, umso stärker wird die kosmische Strahlung und damit die Produktionsrate der kosmogenen Radionuklide abgeschwächt. Schliesslich wird der Transport der kosmogenen Radionuklide von der Atmosphäre ins Archiv durch verschiedene klimaabhängige Prozesse beeinflusst. Um zwischen diesen verschiedenen Ursachen unterscheiden zu können, braucht es mindestens zwei 10Be und 36Cl Zeitreihen aus unterschiedlichen Gebieten (Grönland, Antarktis) und 14C Daten von Baumringen.
Die bekannte Geschichte der Sonnenaktivität beschränkt sich auf die letzten 400 Jahre, für die es Beobachtungen der Sonnenflecken gibt. Kosmogene Radionuklide erlauben es, das Verhalten der Sonne über Zeitspannen von Jahrtausenden zu studieren. Dies ist nicht nur wichtig für ein besseres Verständnis der Sonne als Stern, sondern auch, um den Einfluss der Sonne auf das Klima zu untersuchen.
Die Geschichte des Erdmagnetfeldes ist bekannt aus Messungen von magnetischen Grössen in Sedimenten. Kosmogene Radionuklide liefern dazu komplementäre Informationen. Einerseits zeigen sie nicht das lokale Magnetfeld, sondern das globale Dipolfeld. Zweitens sind sie dann am empfindlichsten, wenn das Feld am schwächsten ist.
Ein Vergleich von 10Be mit 14C erlaubt es, Effekte des 10Be Transports und Änderungen im Kohlenstoffkreislauf zu untersuchen.
Schliesslich spielen kosmogene Radionuklide eine wichtige Rolle beim Datieren von Umweltarchiven. Dabei wird entweder vom radioaktiven Zerfall Gebrauch gemacht oder das gemeinsame Produktionssignal in Eis und Baumringen zur Synchronisierung verwendet.
Direct link to Lay Summary Last update: 21.02.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Associated projects

Number Title Start Funding scheme
107762 Kosmogene Radionuklide in polarem Eis 01.04.2005 Project funding (Div. I-III)

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