Entwicklung komponentenspezifischer Wasserstoffisotopen-Analyse von Biomarkern und deren Anwendung als neuartiger Proxy zur Rekonstruktion von Paläoumwelt und Paläoklima

摘要

Das Wasserstoffisotopenverhältnis (deltaD) von kontinentalem Wasser wird durch die Abreicherung von Deuterium im Niederschlag während der Kondensation von Wasser und beim Durchzug über kontinentale Gebiete bestimmt. Die Primär-produzenten in aquatischen Systemen sowie Landpflanzen produzieren ein deltaD in synthetisierten organischen Komponenten, welches das primäre Isotopenverhältnis der Ursprungswässer widerspiegelt. Die Anreicherung des Deuteriums in kurzkettigen n-Alkanen aquatischer Primärproduzenten im Vergleich zum Wasser der sie umgebenden Umwelt (epsilon_alkane/water) mit –158‰ bis –160‰ ist erstaunlich konstant. In langkettigen n-Alkanen aus der Epikutikula von Blättern höherer Pflanzen ist dieser Abstand mit –122‰ bis –128‰ ebenfalls konstant. Die deltaD-Werte von n-Alkanen aus aquatischen und terrigenen Paläoumwelten wurden in der vorliegenden Arbeit verwendet, um das deltaD von Wasser (deltaD_c) im hydrologischen Kreislauf in Sedimenten bis in das Paläozoikum hinein zu rekonstruieren. Methodische Untersuchungen von Extraktionsverfahren und chromatographischer Trennung von Substanzen ergaben eine exzellente Stabilität und Reproduzierbarkeit von deltaD-Werten organischer Standards (Mittelwert = +/-5,2‰, n = 234 Dreifach-Messungen) und dreier unabhängig extrahierter Posidonienschiefer Proben (PS) als ein Beispiel für natürliche Proben (gewichtete mittlere Standardabweichung sigma_1 für n-Alkane = 6.8‰). Zusätzlich hat das analytische Messsystem mit einem H_3^+-Faktor von 7,75 eine hohe Stabilität. Durch Reifeprozesse in Sedimenten wird der Deuteriumgehalt in primär gebundenem Wasserstoff von n Alkanen und azyklischen Alkanen (i-Alkane) signifikant verändert. ----