Jedyny w Niemczech bezmetalikowy laboratorium czystego pomieszczenia geotechnicznego na TUBAF otwarty

Widok na nowy metal-free laboratorium czystego pomieszczenia. / View of the new metal-free clean room laboratory.

Mapa geologiczna z różnymi ciałami granitowymi Aue-Schwarzenberg, Kirchberg i Eibenstock. Poniżej: Porównanie opublikowanych dat ziarna cyrkonu (dane z literatury) z nowymi danymi z wysokoprecyzyjnego datowania cyrkonu (TUBAF) dla trzech ciał granitowych.

Laboratorium czystego pomieszczenia posiada automatyczne sterowanie techniką laboratoryjną.

Laboratorium czystego pomieszczenia dla dziedziny Fizyki Stosowanej ma już TU Bergakademie Freiberg – teraz dołącza do niego drugie. Nowe laboratorium czystego pomieszczenia Instytutu Mineralogii ma jednak wyjątkową cechę: jest wolne od metali. Oznacza to, że wystrój i urządzenia są w pełni wykonane z materiałów niemetali­cznych, a niezbędne części metalowe są osłonięte tworzywem sztucznym. Gdyby w pomieszczeniu znajdowały się otwarte metale, bardzo czułe analizy datowania skał mogłyby zostać zafałszowane.

Pierwszym zespołem, który wprowadzi się do laboratorium, jest profesor Marion Tichomirowa wraz ze swoimi pracownikami. Wraz z doc. Maximilianem Lau, prof. Johannesem Heitmannem oraz przedstawicielami Wydziału Budownictwa Uniwersytetu (Ingolf Kähler, Eric Dalke), mineralogini otworzyła nowe, wolne od metali laboratorium czystego pomieszczenia na TUBAF 16 kwietnia 2024 roku.

Za pomocą tzw. datowania uran-ołów naukowcy w laboratorium wolnym od metali mogą bardzo precyzyjnie określić wiek geologiczny skał. Prof. Marion Tichomirowa kieruje istniejącym laboratorium izotopowym na uniwersytecie i znacząco przyczyniła się do powstania nowego laboratorium czystego pomieszczenia w budynku Clemens-Winkler. „Laboratorium izotopowe Freiberg na Instytucie Mineralogii jest jedynym laboratorium w Niemczech, które przeprowadza wysoce precyzyjne datowania skał. W porównaniu z innymi metodami datowania, możemy z tą metodą określić wiek skał dziesięciokrotnie dokładniej” – wyjaśnia profesor Tichomirowa. To sprawia, że datowanie uran-ołów jest obecnie najdokładniejszym „zegarem geologicznym”, dostępnym dla nauki.

Ważne wnioski dla historii Ziemi

Gdy na przykład chodzi o ustalenie dokładnego kolejności różnych wydarzeń geologicznych, które miały miejsce w krótkim odstępie czasu, naukowcy sięgają po datowanie uran-ołów. „Weźmy wymieranie dinozaurów: długo trwały spory, czy spowodowało je uderzenie meteorytu sprzed około 66 milionów lat, czy silna aktywność wulkaniczna. Za pomocą wysoce precyzyjnej metody datowania udało się wykazać, że oba te wydarzenia przyczyniły się do wyginięcia dinozaurów” – mówi.

Innym przykładem jest powstawanie złóż w Rudawach. W tym zakresie nowe odkrycia dostarczyło datowanie uran-ołów z laboratorium izotopowego Freiberg: „Udało nam się wykazać, że sąsiednie duże masy granitowe w Górach Zachodnich nie są tak samo stare, jak się przypuszczało. Pierwsze powstały granity z Aue-Schwarzenberg (sprzed około 323–321 milionów lat), a około dwa miliony lat później (od 321 do 319 milionów lat temu) wniknął granit Kirchberg. Jeszcze około pięciu milionów lat później (od 316 do 314 milionów lat temu) zastygała magma granitu Eibenstock” – wyjaśnia prof. Marion Tichomirowa.

Wolne od metali laboratorium zapewnia mniej ołowiu i precyzyjniejsze analizy

Nowe laboratorium w budynku Clemens-Winkler jest jednym z nielicznych na świecie wolnych od metali. Ponieważ wszystkie metale zawierają ołów, w metodzie datowania z użyciem „zanieczyszczeń ołowiem” nawet w laboratorium wolnym od metali mogą wystąpić zafałszowania: „Ilość ołowiu powstałego w wyniku rozkładu promieniotwórczego w badanym minera­le zirkonu jest ekstremalnie mała; wynosi około 50 pikogramów, czyli 0,00000000005 gramów. Ilość ołowiu, która może się dostać do laboratorium podczas analiz, powinna być co najmniej 50- do 100-krotnie mniejsza. Tylko w laboratorium wolnym od metali można osiągnąć tak niskie „wartości ślepe” dla ołowiu” – podkreśla.

W nowym laboratorium naukowcy mogą teraz badać także mniejsze i młodsze zirkony oraz jeszcze precyzyjniej określać wiek tych skał niż dotychczas. W dziedzinie nauk o Ziemi TU Bergakademie Freiberg dysponuje unikalnym laboratorium czystego pomieszczenia, które umożliwia najbardziej nowoczesne badania. Na świecie istnieje tylko około 10 do 15 innych laboratoriów wolnych od metali. Koszt wyposażenia tego laboratorium, wynoszący około 2 miliony euro, pokrywa Saksonia.