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

58 KAPITEL 3. PROBENAUFBEREITUNG FÜR EIS
des Grenzgletschereises in Betracht, passen die gemessenen Werte gut zu den älteren Messungen
von Friedrich (2003).
Zur Abschätzung des Ursprungsgebiets der Eisproben kann man davon ausgehen, dass die
gemessene Proben in einer Höhe von über 3800 m akkumuliert worden sein müssen, da in einer
tieferen Lage kein kaltes Eis mehr entstehen kann. Auch der oberste Teil des Gletschers kann
als Akkumulationsgebiet ausgeschlossen werden, da das von dort stammende Eis erst an Stellen,
die tiefer als das Probenahmegebiet liegen, an die Oberfläche kommt (vgl. die Fließlinien in
3.17 b). Eine realistische Annahme für das Ursprungsgebiet der Proben wären ca. 4000-4400 m
Höhe. Martinerie et al. (1992) haben den Gasgehalt verschiedener Gletscher mit unterschiedlich
hohen Akkumulationsgebieten gemessen. Bei der für die Grenzgletscherproben angenommenen
Höhe sagen ihre Daten einen Gasgehalt von (0,080 ± 0,007) voraus (Abb. 3.18). Der gemessene
Wert liegt leicht darunter. Möglicherweise blieben auch nach dem Überfrieren auf Aktivkohle
im Schmelzwasser gelöste Gase zurück, was den gemessenen Gasgehalt senken würde. Eine
weitere Fehlerquelle stellen beim Sägen an der Oberfläche geöffnete Blasen dar, deren Gas bei
der Gasmessung nicht berücksichtigt wurde. Es könnten auch durch Sublimation des Eises beim
Reinigungsprozess durch Abpumpen teilweise Blasen geöffnet worden sein.
In Martinerie et al. (1992) wurde die Unsicherheit aufgrund möglicher Sublimation auf 0,5%
geschätzt. Allerdings wurden dabei Proben von nur ca. 20 g gemessen, die ein ungünstigeres
Verhältnis von Oberfläche zu Volumen haben. Die Verluste sollten also hier vernachlässigbar sein.
Die Effekte möglicher beim Schneiden geöffneter Blasen wurde wie folgt abgeschätzt: Die Proben
lagen in mehreren Stücken vor, deren Oberfläche etwa 600 (G1) bzw. 800 cm2 (G2) betrug.
Nimmt man an, dass Blasen, die maximal 0,5 mm unter der Oberfläche liegen, geöffnet werden,
kommt man auf 30 bzw. 40 cm3 Volumen, das eventuell betroffen ist. Setzt man den Gasgehalt
ml ST P
dieses Volumens in erster Näherung mit dem gemessenen Gasgehalt von (0,070 ± 0,004) g
gleich, bekommt man bei einer Dichte von 0,89 gcm−3 einen Fehler von 2,2 ml ST P bzw.
2,8 ml ST P . Berücksichtigt man diesen Verlust, so liegt der gemessene Gasgehalt in beiden
Proben innerhalb der Vorhersagen von Martinerie et al. (1992).
Argonseparation: Verlauf der Separation, Ausbeute und Reinheit
Nach der Bestimmung des Gesamtgasgehaltes wurde das Argon bei beiden Proben separiert. Die
Separation dauerte bei Probe G2 etwa 130 Minuten, wobei der Getter ca. 100 Minuten geheizt
wurde. Die restliche Zeit war die Heizung ausgestellt, um den aus dem Titan ausdiffundierten
Wasserstoff wieder zu absorbieren. Bei Probe G1 wurde das Restgas sofort nach dem Abschalten
der Heizung auf Aktivkohle geladen und an einem Quadrupol-Massenspektrometer auf seine
Gaszusammensetzung gemessen, sodass sowohl die Verunreinigung durch Wasserstoff als auch
die Qualität der Ar/N2- und Ar/O2-Separation überprüft werden konnte. Probe G2 wurde zur
potentiellen 39 Ar-Messung aufgehoben.
Der Verlauf des Getterprozessses (Abb. 3.20) unterscheidet sich nicht wesentlich von demjenigen
der reinen Laborluft (Abb. 3.14-3.16). Schon nach 10 Minuten sind 78% des Gases separiert,
nach 23 Minuten 92,7%. Nach 80 Minuten zeigte sich keine Veränderung im Druckverlauf mehr.
Nach Abschalten der Heizung reduzierte sich der Druck innerhalb von 24 Minuten noch einmal
um über 60% auf 0,9 mbar. Das Überfrieren des Restargons auf die Aktivkohlefalle geschah in
weniger als 4 Minuten.
Die Menge des gewonnenen Argons konnte leider nur ungenau bestimmt werden. Der Grund
dafür war die Ungenauigkeit des Druckmessgeräts sowie der große Temperaturgradient innerhalb