Bestemmelse av alder og akkumulasjonsrater for FeMn-skorper fra Norske-Grønlandshavet ved analyse av kosmogene nuklider
Dette masterprosjektet blei designa for Ihne Ousdal som starta på masterprogrammet i geovitskap, UiB, hausten 2024. Masterprosjektet er gitt av forskergruppa Kvartærgeologi og paleoklima.
Main content
Prosjektbeskrivelse
Bakgrunn:
Skorper av jern-manganoksid (fig. 1), heretter kalt FeMn-skorper, dannes på batymetriske høydedrag ved utfelling av hydroksider og oksider fra havvann i oksygenrike miljø med lave sedimentasjonsrater. Skorpene vokser sakte, bare noen millimeter per million år, og de kan bli flere centimeter tykke. Fordi en rekke grunnstoff i havvannet felles ut eller adsorberes på jern- og manganoksidene, kan de lagdelte skorpene inneholde verdifull informasjon om miljøendringer over tid. Skorpene må imidlertid aldersbestemmes dersom slik informasjon skal kunne brukes. Unge skorper kan dateres med thorium-230 (Th-230excess), og veldig gamle skorper ved analyse av osmiumisotoper (Os). Skorper dannet i tidsintervallet 1-10 Ma kan aldersbestemmes ved analyse av beryllium-10 (Be-10). Be-9 er en stabil nuklide som forekommer i litosfæren, mens Be-10 produseres hovedsakelig i atmosfæren ved spallasjonsreaksjoner indusert av kosmisk stråling. Det er ikke detektert variasjon i Be-9 i havvann de siste 12 Ma (f.eks. Li et al., 2021), på tross av økte forvitrings- og denudasjonsrater i sen kenozoikum. Be-9 kan derfor kompensere for eventuell variasjon i Beopptak/- adsorpsjon og Be-10/Be-9 antas for å gir mer pålitelig informasjon enn konsentrasjonen av Be-10 alene. Hovde (2024) utviklet en prosedyre for preparering av FeMn-prøver for analyse av Be-isotoper ved bruk av akselerator massespektrometri (AMS). Resultater fra de første analysene indikerer at prosedyren fungerer godt (1 AMS-usikkerhet på 0,9-1,1 %) og at preparering kan gjøres uten tilsetting av bærer (kjent mengde Be-9) (jf. Lachner et al. 2020). Prosedyren trenger ytterligere testing ved bruk av materiale i stratigrafisk rekkefølge, blant annet for å undersøke om variabel Be-adsorpsjon over tid kan elimineres ved å normalisere innholdet av Be-10 til Be-9.
Vitenskapelig problem:
Prosjektet skal i hovedsak videreutvikle eksisterende prepareringsprosedyre, preparere FeMn-skorper fra Norske-Grønlandshavet, analysere Be-isotoper for å aldersbestemme ulike stratigrafiske nivå, og deretter bruke aldrene til å undersøke vekstrater. I tillegg bør det vurderes om prøvemengde og dateringspresisjon er tilstrekkelig presise for at stratigrafiske variasjoner i grunnstoffsammensetning kan brukes til meningsfulle formål (metodedel). Relevante forskningsspørsmål (anvendt del):
• Hvordan endres skorpenes alder og vekstrate med avstand fra spredningsrygg?
• Har ulike basseng ulike aldre/vekstrater, og i så fall, hvor ulike og hvorfor?
Arbeid:
Prosjektet er lab-basert og arbeidet er todelt; metodeforbedring og datering av FeMn-skorper av hittil ukjent alder.
Figur 1: FeMn-skorpen som ble brukt til prosedyretesting og -utvikling av Hovde (2024). De første AMS-analysene fra en homogen prøve av skorpen ga Be-10/Be-9-verdier på omkring 4,6 x 10^-9, som indikerer en gjennomsnittsalder på omkring 4,7 Ma.
Referanser:
Hovde, M. B. 2024. Preparering av FeMn-skorper for datering med meteorisk 10Be. Prosedyretesting og -utvikling med prøvemateriale fra Norske-Grønlandshavet. Masteroppgave i geovitenskap, Institutt for geovitenskap, Universitetet i Bergen, 121 s.
Lachner J, Ploner M, Steier P, Sakaguchi A, Usui A. 2020. Accumulation of ferromanganese crusts derived from carrierfree 10Be/9Be. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 467, 146-151. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2019.11.047
Li S., Goldstein, S. L., Raymo, M. E. 2021. Neogene continental denudation and the beryllium conundrum. PNAS 118, (42) e2026456118. https://doi.org/10.1073/pnas.2026456118
Foreslåtte emner i spesialiseringen (60 stp)
H-2024
GEOV222 Paleoklimatologi 10
GEOV243 Miljøgeokjemi 10
GEOV336 Lab- og metodekurs i kvartærgeologi 10
Spesialpensum Intensivkurs "Fluid inclusions in hydrothermal mineral deposits" 5
V-2025
3 av disse:
GEOV231 Maringeologisk felt- og laboratoriekurs 10
GEOV302 Datanalyse i geovitskap 10
GEOV342 Den geokjemiske verktøykassen 10
GEO-3130 Ore geology (UiT) 10
Prerequisites
GEOV329 (10 sp) Kvartær geokronologi
Felt- lab- og analysearbeid
Lab-arbeid
H-2024 Lære lab-teknikker og -prosedyre
V-2025 Produsere egne data med fokus på: stratigrafisk materiale, blank-monitorering
H-2025 Produsere egne data med fokus på: vekstrater, overvære AMS-analyse i Aarhus
Analysearbeid
V-2025 Analyse av egne data for metodeforbedring (delprosjekt 1)
H-2025 Analyse av egne data for å svare på vitenskapelige spørsmål (delprosjekt 2)
Skriving
H-2025 Utkast til mastergradsoppgave
V-2026 Ferdigstille mastergradsoppgave