Stud.IP Uni Oldenburg
University of Oldenburg
02.08.2021 17:37:31
mar393 - Major Study Area Geochemistry/Analytics (Complete module description)
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Module label Major Study Area Geochemistry/Analytics
Module code mar393
Credit points 21.0 KP
Workload 630 h
Institute directory Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment
Applicability of the module
  • Master's Programme Marine Environmental Sciences (Master) > Mastermodule
Responsible persons
Brumsack, Hans-Jürgen (Module counselling)
Dittmar, Thorsten (Module counselling)
Köster, Jürgen (Module counselling)
Niggemann, Jutta (Module counselling)
Schnetger, Bernhard (Module counselling)
Scholz-Böttcher, Barbara (Module counselling)
Wurl, Oliver (Module counselling)
Seidel, Michael (Module counselling)
Wilkes, Heinz (Module responsibility)
Prerequisites
Modul mar360 Basiskompetenzen
Skills to be acquired in this module
Studierende besitzen nach erfolgreichem Besuch des Moduls vertieftes Wissen

VL Grundlagen der molekularen organischen Geochemie
  • über Prozesse, die die molekulare Zusammensetzung organischen Materials in geologischen Systemen steuern, und Anwendungsmöglichkeiten, die aus diesen Kenntnissen resultieren; den strukturellen Aufbau und die physikalischen und chemischen Eigenschaften wichtiger Bestandteile der Biomasse lebender Organismen sowie die chemischen Transformationen, denen diese organischen Verbindungen während der Diagenese und Katagenese unterliegen; molekulare Parameter in der Paläoozeanographie und der Paläoklimatologie; molekulare Parameter bei der Bestimmung der Herkunft organischen Materials, der Ablagerungsbedingungen sowie der geothermischen Reifeentwicklung

VL Spezielle anorganische Geochemie
  • über aktuelle Forschungsthemen der Anorganischen Geochemie, insbesondere die Biogeochemie von Wattsedimenten, die Interpretation anorganisch-geochemischer Proxies sedimentärer Archive, die Ablagerungsräume kohlenstoffreicher Sedimente und die Nutzung nicht-traditioneller Metallisotopen-Systeme.

VL Meeresgeochemie
  • über meeresgeochemische Aspekte und geochemisch bedeutsame Elementkreisläufe, insbesondere von Spurenmetallen, Sedimentgeochemie, anorganische Paläo-Proxies, Frühdiagenese und Hydrothermalsysteme

VL Gekoppelte Massenspektrometrische Methoden
  • über die Prinzipien, das Potential und die Anwendung moderner massenspektrometrischer Verfahren in der organischen Analytik komplexer Proben

SE Geochemisches Seminar
-über aktuelle Forschungsthemen der organischen und anorganischen Geo- und Meereschemie

SE Biogeochemische Stoffwechselprozesse und Stoffkreisläufe
über den organischen Kohlenstoffkreislauf und die eng mit diesem assoziierten geochemischen Kreisläufe anderer Elemente (Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel); die an diesen Kreisläufen auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen beteiligten Prozesse; die Biochemie wichtiger Stoffwechselprozesse in geologischen Systemen; die abiotische Genese mikrobieller Substrate; die Bedeutung des mikrobiellen Stoffwechsels für die Stoffflüsse in und den Stoffaustausch zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre; die Klimarelevanz geobiologischer Stoffwechselprozesse; die Evolution des Lebens im Kontext geobiologischer Stoffwechselprozesse; geeignete Untersuchungsmethoden.

VL Organische Isotopengeochemie
  • über Isotopensysteme der Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel; Isotopeneffekte physikalischer und chemischer Prozesse; Methoden zur Bestimmung von Isotopenverhältnissen; Einflussfaktoren auf die Kohlenstoffisotopensignatur biogenen organischen Materials; Isotopenfraktionierungsprozesse; Anwendungen in der Klimaforschung, im Umweltmonitoring und in der Exploration fossiler Brennstoffe; spezielle Aspekte der organischen Isotopengeochemie wie z.B. 14C-Datierung, Isotopenmarkierungsexperimente, „Stable Isotope Probing“ oder „Clumped Isotopes“.

VL Anorganische Isotopengeochemie
  • über Isotopensysteme von Metallen und Halbmetallen, die in der marinen Geochemie von Bedeutung sind; Grundlagen dieser Isotopensysteme; Anwendungen als Anzeiger für biogeochemische Prozesse im Meer, Herkunft und Eintrag von Material in den Ozean und Transport im Strömungssystem der Meere; Beispiele aus der chemischen Ozeanographie, Paläozeanographie/Klimaforschung und den marinen Umweltwissenschaften.
VL Klastische Sedimente: Transport und Ablagerungsräume
Vertieftes Wissen über Erosion- und Transportprozesse von Lockersedimenten sowie deren Ablagerung in küstennahen und küstenfernen Bereichen

PR/SE Anorganische Geochemie
  • analytische Methoden zur Bestimmung von geochemisch bedeutsamen Elementen in flüssigen und festen Proben aus der Geosphäre

PR/SE Organische Geochemie
  • analytische Methoden zur Bestimmung der Zusammen-setzung und Bedeutung der molekularen Bestandteile des organischen Materials der Geosphäre

VL+PR/SE Spezielle Meereschemie/Meereschemisches Praktikum
  • über organische Biogeochemie mariner Systeme, von Küstenregionen bis zum offenen Ozean.
  • über die Verfahren zur Beprobung und molekularen Charakterisierung von gelöstem organischen Material im Meerwasser
Module contents
VL Grundlagen der molekularen organischen Geochemie
Prozesse, die die molekulare Zusammensetzung organischen Materials in geologischen Systemen steuern, und Anwendungsmöglichkeiten, die aus diesen Kenntnissen resultieren; den strukturellen Aufbau und die physikalischen und chemischen Eigenschaften wichtiger Bestandteile der Biomasse lebender Organismen sowie die chemischen Transformationen, denen diese organischen Verbindungen während der Diagenese und Katagenese unterliegen; molekulare Parameter in der Paläoozeanographie und der Paläoklimatologie; molekulare Parameter bei der Bestimmung der Herkunft organischen Materials, der Ablagerungsbedingungen sowie der geothermischen Reifeentwicklung

VL Spezielle anorganische Geochemie
Bedeutung des advektiven Porenwasserflusses in Watt-sedimenten, Nährstoff- und Spurenmetallgehalte der Wassersäule und der partikulären Fracht von Wattsystemen im Tiden- und Jahreszyklus, Interpretation von Hauptele¬menten und Spurenmetallen in Auftriebssedimenten und anoxischen Meeresbecken, Paläoproxies in Sedimenten des Arktischen Ozeans, Nutzung von Fe- und Mo-Isotopen bei geochemischen Prozessen.

VL Meeresgeochemie
Die Erde als Wasser-Planet, Wasserkreislauf (Reservoir-größen und Flussraten), Topographie und Struktur der Ozeane, Hauptionen und Gase im Meerwasser, Begriffe der Phys. Ozeanographie, Spurenmetalle im Meerwasser, Klassifikation von Sedimenten, Transportprozesse, Karbonatgesteine, C- und O-Isotope, Ablagerungsräume Corg-reicher Sedimente und frühdiagenetische Prozesse, S-Isotopie, submarine Hydrothermalsysteme, Mn-Knollen, Datierungsmethoden, anthropogene Aktivität und das marine Ökosystem.

VL Gekoppelte Massenspektrometrische Methoden
Grundlagen der Massenspektrometrie, Trennprinzipien verschiedener Analysatoren (Sektorfeld-, Quadrupolgeräte, Ion-Trap, Orbi-Trap, FT-ICR); Grundlagen von Ionisie¬rungstechniken, Kopplung mit chromatographischen Verfahren (Gaschromatographie, Flüssigchromatographie): Grundbedingungen, Voraussetzungen, Beschränkungen, massenspektrometrische Aufnahmemodi, Spektren-Bibliotheken, Isotopenverdünnungsanalyse, Probleme des realen Systems, Kopplungstechniken, API-Quellen Anwendungsbeispiele; MS-MS-Techniken; Praktische Übungen an Beispielen.

VL Klastische Sedimente: Transport und Ablagerungsräume
Vertieftes Wissen über Erosion- und Transportprozesse von Lockersedimenten sowie deren Ablagerung in küstennahen und küstenfernen Bereichen

SE Geochemisches Seminar
Vorträge und Diskussion über ausgewählte Themen der organischen und anorganischen Geochemie und der Meereschemie

SE Biogeochemische Stoffwechselprozesse und Stoffkreisläufe
Organischer Kohlenstoffkreislauf und die eng mit diesem assoziierten geochemischen Kreisläufe anderer Elemente (Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel); die an diesen Kreisläufen auf unterschiedlichen räumlichen und zeitlichen Skalen beteiligten Prozesse; die Biochemie wichtiger Stoffwechselprozesse in geologischen Systemen; die abiotische Genese mikrobieller Substrate; die Bedeutung des mikrobiellen Stoffwechsels für die Stoffflüsse in und den Stoffaustausch zwischen Atmosphäre, Hydrosphäre und Lithosphäre; die Klimarelevanz geobiologischer Stoffwechselprozesse; die Evolution des Lebens im Kontext geobiologischer Stoffwechselprozesse; geeignete Untersuchungsmethoden.

VL Organische Isotopengeochemie
Isotopensysteme der Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel; Isotopeneffekte physikalischer und chemischer Prozesse; Methoden zur Bestimmung von Isotopenverhältnissen; Einflussfaktoren auf die Kohlenstoffisotopensignatur biogenen organischen Materials; Isotopenfraktionierungsprozesse; Anwendungen in der Klimaforschung, im Umweltmonitoring und in der Exploration fossiler Brennstoffe; spezielle Aspekte der organischen Isotopengeochemie wie z.B. 14C-Datierung, Isotopenmarkierungsexperimente, „Stable Isotope Probing“ oder „Clumped Isotopes“.

VL Anorganische Isotopengeochemie
Isotopensysteme von radiogenen, stabilen und radioaktiven Metallen und/oder Halbmetallen, die in den marinen Geowissenschaften Anwendung finden; Methoden zur Messung von Isotopenverhältnissen in Meerwasser, marinen Sedimenten und Paläoarchiven; Nutzen dieser Isotopensysteme als Anzeiger für biogeochemische Prozesse im Meer, Herkunft und Eintrag von Material in den Ozean, Zirkulation im heutigen Ozean und in der Vergangenheit.

VL Klastische Sedimente: Transport und Ablagerungsräume
Vertieftes Wissen über Erosion- und Transportprozesse von Lockersedimenten sowie deren Ablagerung in küstennahen und küstenfernen Bereichen

PR/SE Anorganische Geochemie
Analyse von marinen Sedimenten, Gesteinen und Wässern, Anwendung verschiedener Aufschlusstechniken, Einarbei¬tung in analytischen Geräte (RFA, ICP-OES/MS, AAS), Optimieren von Geräteparametern, Erkennen von Fehlern, Kontaminationsproblematik bei der Spurenelement¬-bestimmung. Interpretation hinsichtlich Zusammensetzung, Ablagerungsmilieu, Diagenese, Verwitterung und Klima.

PR/SE Organische Geochemie
Im Rahmen des Praktikums werden Grundoperationen der organisch-geochemischen Analytik an natürlichem Proben¬material (Sedimente unterschiedlicher Herkunft und geolo¬gischer Geschichte) durchgeführt. Nach der Bestimmung von Basis- und Bezugsparametern (Cges, Sges, Corg, Nges, H) werden die organischen Bestandteile in unterschiedlicher Weise isoliert. Schwerpunkte des Praktikums bilden die Auftrennung und Analyse der komplexen Extrakte unter Anwendung klassischer und moderner chromatographischer und spektroskopischer Methoden (Säulenchromatographie, UV-Spektroskopie, Gaschromatographie, Kopplung Gas-chromatographie/Massenspektrometrie). Die Ergebnisse werden quantifiziert und hinsichtlich geochemischer Kriterien (z. B. Ablagerungsmilieu, Reife) interpretiert. Ein wichtiger Aspekt ist das quantitative und kontaminations-freie Arbeiten mit sehr kleinen Substanzmengen.

VL+PR/SE Spezielle Meereschemie / Meereschemisches Praktikum
Chemische Ozeanografie mit Schwerpunkt organische Biogeochemie: Eintrag, Produktion, Umsetzung und Abbau von organischem Material in Wassersäule und Oberflächensediment, Prozesse an der Grenze Wasser/Sediment, Porenwasserchemie, frühdiagenetische Umsetzungen, Photochemie; Spezielle Ozeanografie und Biogeochemie ausgewählter mariner Systeme: z.B. Nordsee mit Wattenmeer, Ostsee, Ästuare, Fjorde, Polarmeere, Schwarzes Meer, Totes Meer, Hydrothermalsysteme, ozeanische Wüsten, Probenahme und Probenvorbehandlung für Wasser- und Porenwasserproben, Extraktion von gelöstem organischen Material, Bestimmung der Konzentrationen von gelöstem organischen Kohlenstoff und gelöstem Stickstoff. Charakterisierung der molekularen Zusammensetzung des gelösten organischen Materials mittels ultrahochauflösender Massenspektrometrie (FT-ICR-MS). Analyse der Datensätze mit multivariaten statistischen Methoden.
Reader's advisory
Wird in den Veranstaltungen bekannt gegeben.
Links
Language of instruction German
Duration (semesters) 2 Semester
Module frequency jährlich
Module capacity unlimited
Reference text
21 KP | VL; Ü; SE; PR | 2. und 3. FS | Wilkes
Modullevel / module level ---
Modulart / typ of module je nach Studiengang Pflicht oder Wahlpflicht
Lehr-/Lernform / Teaching/Learning method Sommersemester:
VL Grundlagen der molekularen organischen Geochemie
(2 SWS, 3 KP)
VL Meeresgeochemie (2 SWS, 3 KP)

VL Gekoppelte massenspektrometrische Methoden
(2 SWS, 3 KP)
PR/SE Anorganische Geochemie (4 SWS, 6 KP)
PR/SE Organische Geochemie (4 SWS, 6 KP)
VL Spezielle Meereschemie (2 SWS, 3 KP)
PR/SE Meereschemisches Praktikum (4 SWS, 6 KP)
VL Klastische Sedimente: Transport und Ablagerungsräume (2 SWS, 3 KP)

Wintersemester:
VL Spezielle anorganische Geochemie (2 SWS, 3 KP)
SE Biogeochemische Stoffwechselprozesse und Stoffkreisläufe (2 SWS, 3 KP)
VL Organische Isotopengeochemie (2 SWS, 3 KP)
VL Anorganische Isotopengeochemie (2 SWS, 3 KP)


ganzjährig:
SE Geochemisches Seminar (1 SWS, 1 KP)

Hinweis:
Studierende, die das Forschungsprojekt- und/oder Abschlussmodul im Bereich Geochemie anstreben, wird dringend empfohlen mindestens ein einschlägiges Praktikum und die zugehörigen fachverwandten Vorlesungen des geochemischen Schwerpunktes im Vorfeld zu belegen.
Vorkenntnisse / Previous knowledge
Examination Time of examination Type of examination
Final exam of module
Die Festlegung des Termins der mündlichen Prüfung erfolgt individuell mit den Lehrenden. Die zweite Prüfungsleistung wird jeweils zu Beginn der entsprechenden Veranstaltung bekannt gegeben.
G
Course type Course selection
SWS 4
Frequency WiSe
Workload attendance 56 h