Het klimaat van de oude aarde heeft veelbetekenende tekens achtergelaten in het geochemische record. Op basis van chemische eigenschappen van carbonaatmineralen, wetenschappers kunnen de temperatuur van een site honderden miljoenen jaren geleden berekenen. Zo'n "paleothermometer" geeft niet alleen een kijkje in vroegere klimaten, maar ook in geologische processen zoals hoogteveranderingen van het aardoppervlak. Analyses door verschillende onderzoeksgroepen, echter, niet altijd mee eens.

Een nieuwe studie van Bernasconi et al. beschrijft een gemeenschapsinspanning - InterCarb - om de chemische analyse te standaardiseren die bekend staat als carbonaat samengeklonterde isotopenthermometrie, met behulp van gemeenschappelijke carbonaat normen.

Thermometrie met carbonaatgeklonterde isotopen is gebaseerd op een thermodynamische neiging van zeldzame zware isotopen van zuurstof en koolstof om te binden, of samen "klonteren", in carbonaatmoleculen. Bij lagere temperaturen, de moleculen vormen zich eerder met samengeklonterde isotopen; wetenschappers kunnen dit feit gebruiken om de temperatuur op de oude aarde te berekenen.

Voor analyses, onderzoekers behandelen carbonaatmonsters, van zeebodemmodder tot megalodontanden, met zuur om kooldioxidegas te produceren. Vervolgens gebruiken ze massaspectrometers om de kleine hoeveelheden zware isotopen in dat gas te vergelijken met de hoeveelheden die door willekeurig toeval worden verwacht, gebaseerd op een reeks kooldioxidegassen. Deze standaardisatie, bekend als het absolute referentiekader of koolstofdioxide-evenwichtsschaal, corrigeert voor verschillen tussen individuele massaspectrometers en maakt gedeeltelijk interlaboratoriumvergelijkingen mogelijk. De correctie, echter, houdt geen rekening met verschillen in monstervoorbereiding.

De auteurs van deze nieuwe studie stellen standaardisatie voor met behulp van carbonaatreferentiematerialen, die met zuur moeten worden verwerkt, net als monsters die worden onderzocht, in plaats van met gassen. Om de aanpak te valideren, 22 laboratoria analyseerden drie referentiecarbonaten en vier onbekende carbonaatmonsters. Wanneer metingen van de onbekende monsters werden gecorrigeerd met behulp van gemiddelde waarden voor de referenties, verschillen tussen laboratoria weerspiegelden verwachte onzekerheid in plaats van dramatische verschillen als gevolg van monstervoorbereiding zoals gerapporteerd in eerdere onderzoeken.

De door de auteurs voorgestelde benadering - de InterCarb-Carbon Dioxide Equilibrium Scale (I-CDES) - zal standaardisatie tussen laboratoria ondersteunen en toekomstig onderzoek door de gemeenschap van samengeklonterde isotopen vergemakkelijken om het verleden van de aarde te begrijpen.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Eos, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.