p Pela primeira vez, agora é possível medir, simultaneamente e com extrema precisão, quatro variantes moleculares raras de dióxido de carbono (CO ₂ ) usando um novo instrumento a laser. É, portanto, capaz de medir a temperatura durante a formação de CO ₂ -ligando carbonatos e fósseis carbonáceos completamente independente de outros parâmetros. Como um novo tipo de geotermômetro, o dispositivo de medição baseado em espectroscopia a laser é significativo para as disciplinas científicas que investigam, por exemplo, condições climáticas na história da Terra. Foi desenvolvido por uma equipe de pesquisa franco-alemã, com contribuições substanciais de físicos ambientais da Universidade de Heidelberg. p A ciência está estudando a distribuição dos blocos de construção atômicos do dióxido de carbono para desenvolver uma melhor compreensão dos principais ciclos geoquímicos e biogeoquímicos, bem como dos processos climáticos em nosso planeta. O conhecimento sobre as fases de frio glacial e quente interglacial na história da Terra é amplamente baseado nesta metodologia. A análise da distribuição isotópica de dióxido de carbono também é usada para carbonatos em que CO ₂ é mineralizado. Uma nova abordagem envolve o exame da distribuição isotópica entre diferentes variantes da mesma molécula, variantes moleculares especialmente raras.

p Somente nos últimos anos tornou-se possível medir a composição atômica do CO ₂ e carbonato usando espectroscopia de massa de alta precisão, de modo que a temperatura de formação do carbonato pode ser inferida diretamente a partir da abundância relativa na qual ocorrem múltiplas variantes de uma molécula. Em equilíbrio termodinâmico, a distribuição dos isótopos entre as diferentes variantes depende exclusivamente da temperatura e não é influenciada por outros parâmetros. "Este método, portanto, provou ser um termômetro físico particularmente robusto e exclusivo em geofísica e pesquisa climática, "afirma o Dr. Tobias Kluge, que estuda a física de isotopólogos no Instituto de Física Ambiental da Universidade de Heidelberg.

p Para quantificar o CO raro ₂ variantes com máxima precisão - maior que 1 em 20, 000 — a equipe franco-alemã usou um laser infravermelho pela primeira vez, que o Dr. Kluge caracteriza como um avanço técnico fundamental. Em um estudo piloto de diferentes sistemas hidrotermais da Fossa do Alto Reno, os cientistas usaram seu novo instrumento a laser para determinar, com base no CO ₂ , temperaturas geralmente correspondentes às da água subterrânea local. "As temperaturas medidas também foram consistentes com os resultados de análises simultâneas de espectrometria de massa, "explica o principal autor do estudo, Ivan Prokhorov, que obteve seu doutorado na Escola de Pós-Graduação em Física Fundamental de Heidelberg em Ruperto Carola e agora está no Instituto Nacional de Metrologia da Alemanha (PTB) em Braunschweig.

p De acordo com o Dr. Christof Janssen, do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS) em Paris, este avanço tecnológico pode em breve ultrapassar a precisão da espectrometria de massa, bem como reduzir drasticamente os tempos de medição. Ele também deve suportar medições de campo no futuro. Uma vantagem particular do instrumento a laser é seu acesso direto à variável de temperatura, explica o Dr. Kluge. Apenas comparando a frequência com que as variantes moleculares investigadas ocorrem, a temperatura do CO ₂ pode ser inequivocamente determinado, enquanto a espectrometria de massa sempre requer calibrações e medições padrão regulares. "Já estamos olhando para o futuro e trabalhando no desenvolvimento de maneiras de medir variantes de isótopos ainda mais raras e até agora inacessíveis, permitindo a medição quantitativa de processos biogeoquímicos ainda mais complexos, "acrescenta o pesquisador da Heidelberg.