Planetare Geochemie

Diese Forschungsthemen werden hauptsächlich mit Hilfe der Isotopengeochemie bearbeitet. Die Isotopengeochemie erforscht eine Vielzahl von geologischen Prozessen, indem sie die Häufigkeit von Isotopen in verschiedenen Proben miteinander vergleicht. Isotope sind Atome eines bestimmten Elements mit einer unterschiedlichen Zahl Neutronen im Atomkern. Dadurch haben sie eine unterschiedliche Masse und die Häufigkeiten der Isotope können mittels Massenspektrometern bestimmt werden.

Einige Isotope sind radioaktiv und zerfallen mit der Zeit in Isotope eines andern Elements. Dieser Zerfall kann als Uhr benutzt werden, um zum Beispiel das Alter eines heutigen Gesteins zu bestimmen oder um geologische Prozesse wie die Erdkernbildung zu datieren. Neben dem Zerfall führen diverse andere chemische und physikalische Prozesse ebenfalls zu leichten Änderungen in der Häufigkeit der stabilen Isotope eines Elements und können helfen, die Entstehung und Geschichte der Erde besser zu verstehen.

Die Voraussetzung für diese Art der Forschung sind höchstempfindliche Massenspektrometer, die dem neuesten Stand der Technik entsprechen, wie auch hochmoderne Reinraumlabore. Das Labor für Isotopengeochemie an der ETH Zürich ist eines der am besten ausgerüsteten Labore weltweit für Analysen von stabilen und radioaktiven Isotopen sowie von Edelgasen. Es wird zusammen mit der Gruppe Oberflächengeochemie betrieben. Neue Methoden für Isotopenanalysen und neue Gerätetypen werden hier ebenfalls entwickelt.

Auf Grund von Untersuchungen an Meteoriten, Erd- und Mondproben erforscht die Gruppe von Maria Schönbächler die Entstehung der Erde und des Sonnensystems aus dem sogenannten solaren Nebel, einer Scheibe aus Staub und Gas, welche die neugeborene Sonne umkreiste und aus welchem alles Material im Sonnensystem stammt.