Fakultät für Physik und Astronomie Ruprecht-Karls-Universität ...

3.3. PILOTVERSUCHE 57
Tabelle 3.5: Messung des Gesamtgasgehaltes. Probe Nummer G 1 hat einen deutlich höheren
Fehler (13% relativer Fehler gegenüber ca. 5% bei Probe G 2), da bei dieser Probe der Gasgehalt
direkt nach dem Aufschmelzen gemessen wurde und nicht nachdem das Gas auf Aktivkohle
übergefroren wurde und anschließend erneut gemessen wurde. Bei dieser Methode benötigt man
die Werte des Wasserdampfdrucks und des Volumens des aufgeschmolzenen Wassers zur Bestimmung
des Gesamtgasgehaltes. Diese Werte sind mit relativ großen Ungenauigkeiten behaftet. Der
zusätzliche Fehler entspricht der Abschätzung des Volumens der beim Sägen geöffneten Blasen.
Probe Masse [g] Gasvolumen [ml STP] relativer Gasgehalt [
ml ST P
g ]
G 1 498 ± 2 34,54 ± 4,60 ± 2,2(korr.) 0,070 ± 0,007 ± 0,004(korr.)
G 2 699 ± 2 50,73 ± 0,43 ± 2,8(korr.) 0,073 ± 0,001 ± 0,004(korr.)
Anschließend wurde die Aktivkohle auf ca. 100 ◦ C aufgeheizt, sodass sich das Gas wieder von der
Aktivkohle löste. Mit dem bekannten Volumen der Anlage wurde die Gasmenge manometrisch
bestimmt und auf Normalbedingungen umgerechnet (Tn = 273,15 K, pn = 1013 mbar):
Vn =
mit einem aus Messungenauigkeiten resultierenden Fehler von
∆Vn = ( pTn∆V
)
T pn
2 + (
pV Tn
, (3.14)
T pn
V Tn∆p
)
T pn
2 pV Tn∆T
+ (
pnT 2 ) 2 . (3.15)
Die Ergebnisse der beiden gemessenen Proben sind in Tabelle 3.5 dargestellt. Der Gesamtgasgehalt
von Gletschereis ist abhängig vom Luftdruck zur Zeit des Blasenabschlusses und damit von
der Höhe über dem Meeresspiegel. Der Gesamtgasgehalt könnte daher bei sehr altem Eis theoretisch
Informationen über Höhenänderungen in der Vergangenheit liefern (Martinerie et al., 1992;
Jenssen und Radok, 1982). Hinsichtlich einer Datierung mit 39 Ar ist eine Kenntnis des Gesamtgasgehaltes
wichtig, um die Masse an Argon abschätzen zu können, die aus einer bestimmten
Menge Probeneis extrahiert werden kann. Weicht der Gasgehalt deutlich von den Erwartungen
ab, muss man zudem davon ausgehen, dass das Gas nicht komplett auf die Aktivkohle
übergefroren wurde bzw. ein Leck aufgetreten ist.
Der Gesamtgasgehalt der beiden gemessenen Proben lag bei (0,073 ± 0,005)
(0,070 ± 0,013)
ml ST P
g
ml ST P
g
bzw.
. Die beiden Proben stimmten also innerhalb der Messgenauigkeit in
ihrem Gesamtgasgehalt überein, was nicht überrascht, weil beide Proben demselben Eisstück
entnommen wurden. Friedrich (2003), der eine ähnliche Messung an Grenzgletschereis durch-
geführt hatte, kam auf einen niedrigeren Gesamtgasgehalt von ca. (0,06±0,01) ml
g . Allerdings
hatte er einen relativ hohen systematischen Fehler, unter anderem konnte er mit seiner Messmethode
das im Wasser gelöste Gas nicht extrahieren. Beim jetzt verwendeten Aufbau sollte
dagegen ein großer Teil des im Wasser gelösten Gases ebenfalls aus dem Wasser entweichen und
auf die Aktivkohle gelangen, da wegen des über dem Wasser anliegenden Vakuums das im Wasser
gelöste Gas in die Gasphase übertritt und anschließend ebenfalls an die Aktivkohle bindet
(Henry-Gesetz, Gl. 2.1). Überdies zeigte sich bei Friedrich (2003) eine relativ starke Variation
der Gasgehalte zwischen einzelnen, räumlich nahe gelegenen Proben des Grenzgletschers. Die
Abweichung von seinen Werten könnte daher auch durch natürliche Inhomogenität der einzelnen
Eisproben zu erklären sein. Zieht man den systematischen Fehler und die Inhomogenität