NH3 ist eine wichtige intermediäre Verbindung des Stickstoffkreislauf im Südozean. Nachdem NH3 aus dem Oberflächenwasser entwichen ist, wird es in saurem Aerosol in der Atmosphäre gebunden und als NH4+ auch teilweise zum Antarktischen Eisschild transportiert, wo es im Schnee deponiert wird. In mittleren und hohen Breiten der Nordhalbkugel stammt NH4+ sowohl vom marinen als auch vom Stickstoffkreislauf in Böden und ein Teil des NH4+ haltigen Aerosols wird zum Grönländischen Eisschild transportiert.
Mithilfe einer speziellen kontaminationsfreien, kontinuierlichen Schmelzanalytik (CFA), die in unserer Arbeitsgruppe entwickelt wurde, können wir auch die Konzentration von NH4+ im Eis sehr präzise bestimmen. Quantitative Information zur Effizienz des Stickstoffkreislaufs im Südozean und zu den relativen Quellbeiträgen terrestrischer und mariner NH3 Quellen in hohen nördlichen Breiten könnte jedoch gewonnen werden, wenn es möglich wäre, auch die isotopische Zusammensetzung von NH4+ zu messen.
Eine solche hochpräzise isotopische Messmethode für NH4+, welches im Eis nur in sehr geringen (parts-per-billion) Konzentrationen vorhanden ist und welches sehr leicht durch Laborkontamination verfälscht werden kann, ist das Ziel von AeroTope. Dazu verbinden wir unsere umfangreiche Expertise auf dem Gebiet der Gaschromatographie-Massenspektrometrie für isotopische Spurengasuntersuchungen mit unserem einzigartigen CFA System für online Messungen von chemischen Aerosolkomponenten. Das R’Equip Projekt AeroTope liefert dazu einen Teil der finanziellen Mittel, um ein neues Massenspektrometer für diese Anwendung anzuschaffen und dieses an unser CFA System zu koppeln.
NH3 is a key intermediate species of the nutrient turnover in the Southern Ocean. After emission from the surface ocean it is incorporated into acidic atmospheric aerosol and partly transported to the Antarctic Ice Sheet, where it is deposited onto the snow surface. In the middle and high latitude northern hemisphere, NH4+ stems from both marine biological as well as soil nitrogen turnover and part of the NH4 bearing aerosol is transported to the Greenland ice sheet.
Using a unique contamination-free Continuous Flow Analysis (CFA) developed in our working group at the University of Bern, we are able to precisely quantify the concentration of NH4+ in the ice. However, quantitative information about the efficiency of nutrient turnover in the Southern Ocean and a quantitative attribution of terrestrial and marine sources in high northern latitudes could be accomplished, if the nitrogen isotopic composition of NH4+ could be measured as well.
To develop such a high precision isotopic measurement technique for NH4+, which is present in the ice only at the parts-per-billion level and which is prone to lab contamination, is the ultimate goal of AeroTope. To this end we combine our extensive experience in coupled gas chromatography-mass spectrometry techniques for isotopic trace gas studies with our unique CFA system for online measurements of chemical aerosol species. The R’Equip project AeroTope will provide part of the funds to purchase a new mass spectrometer for this application and to couple it to our CFA system.