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besprochenen Geräten Gase anstelle von Flüs-
sigkeiten oder Feststoffen. Diese Gase können
z. B. durch Erhitzen von Proben freigesetzt wer-
den, aber auch durch Oxidation oder andere
chemische Reaktionen (z. B. Flusssäureauf-
schluss). Sie dienen ausschließlich der Analyse
von relativ leichten stabilen Isotopen (C, N, S,
O, H) sowie von organischen Verbindungen
und Edelgasen (He, Ne, Ar, Xe, Kr). Analysiert
werden sehr verschiedenartige Proben von
Karbonaten und Tonmineralen über Silikate,
Sulfide, Wässer, Gesamtgesteine und Knochen
bis hin zu organischen Substanzen. Die zu un-
tersuchenden Elemente werden immer in gas-
förmige Verbindungen wie H
2
,O
2
,N
2
,CO
2
,CO
oder SO
2
überführt. Es gibt eine Reihe ver-
schiedener Geräte, die sich im experimentellen
Detail unterscheiden. Ihnen allen gemein ist
aber, dass die Probe in einem Elektronenstrahl
ionisiert wird. Doppeleinlassgeräte sind sym-
metrisch aufgebaut (
dual inlet systems
)undin
eine identische Probenseite und eine Standard-
seitegetrennt,dieHerstellungderGasphase
aus der festen oder flüssigen Probe erfolgt
meist in einem separaten Labor (
off-line
). Ein
gutes Beispiel ist hier die Extraktion von O
2
aus
Silikaten. In moderneren
Trägergassystemen
(
continuous flow systems
)kannautomatisch
gemessenwerden(
on-line
), da einem ständig
das Gerät durchspülenden Trägergas (Helium)
dieProbe,bzw.wiederumnatürlichdasdaraus
extrahierte Gas, beigemischt wird. Dies ge-
schieht mit verschiedenen vorgeschalteten
Geräten wie z. B. Elementaranalysatoren. Dies
beschleunigt die Analyse und man benötigt
wesentlich kleinere Probenmengen. Somit sind
große Anzahlen von Analysen gut zu bewälti-
gen und die Methode ist zu einer Standardme-
thode der Umweltwissenschaften avanciert. Als
Beispiel sei hier die C-N-Isotopenbestimmung
in organischer Substanz genannt, oder auch die
C-O-Isotopenmessung an Karbonaten. Bei der
GC-MS wird ein gemischtes Gas vor der Ana-
lyse im Massenspektrometer gaschromatogra-
phisch getrennt. Es erfolgt dann keine Messung
der Isotopenverhältnisse, sondern der Mengen-
verhältnisse der verschiedenen an der Zusam-
mensetzung des Gases beteiligten Komponen-
ten. Z. B. können so Methan, Ethan, Propan
und andere Komponenten von Erdgas analy-
siert werden. Im Gegensatz dazu werden bei
der GC-IR-MS (Gaschromatographie-Isotopen-
verhältnis (
isotope ratio
)-Massenspektrome-
trie) die Isotopenverhältnisse der gaschromato-
graphisch getrennten Gase gemessen. Dadurch
kannmandieverschiedenenineinemGasoder
einem Fluid enthaltenen Spezies komponen-
ten-spezifisch isotopisch analysieren.
2.5.8 Lumineszenzmikroskopie
Unter dem Begriff
Lumineszenz
werden ver-
schiedene Phänomene zusammengefasst, die
alle auf Übergängen von Elektronen zwischen
verschiedenen Energieniveaus beruhen. Hier-
bei wird beim Zurückfallen eines Elektrons
voneinemaufeinenanderenEnergiezustand
(„Schale“) sichtbares Licht und nicht - wie bei
der Mikrosonde - Röntgenstrahlung abgege-
ben.BestimmteElementewieFeschließenjede
Lumineszenz aus, andere wie Zn und Mn för-
dern die Lumineszenz. Hierbei spielen die teil-
weise besetzten d-Orbitale der Übergangsme-
talle,aberz.B.auchdief-OrbitalederSelten-
erdelementeeineentscheidendeRo le.Die
Frequenz des abgestrahlten Lichtes ist stets ge-
ringer als die des eingestrahlten Lichtes. Im
Einzelnen gibt es:
-
Fluoreszenz
: Emission von Licht bei Be-
strahlung mit Licht einer anderen Wellen-
länge. Diese Eigenschaft wird insbesondere
bei UV-Fluoreszenz angewandt, wo am Ta-
geslicht blasse oder unscheinbare Minerale
intensiv leuchten, wenn sie mit UV-Licht be-
strahlt werden. Bekannt ist etwa das weiße
Mineral Scheelit (CaWO
4
), das im kurzwelli-
gen UV-Licht blau, bei geringen Molybdän-
gehalten dagegen gelblich fluoresziert, oder
die intensiv grüne UV-Fluoreszenz einiger
Uran- und Zinkminerale (z. B. Autunit,Wille-
mit).
-
Phosphoreszenz
:NachleuchtenvonStoffen
nach der Bestrahlung mit Licht. Dieses Phä-
nomen ist in der unbelebten Natur selten,
