Kohlenstoffdioxid (CO2) ist das bedeutendste anthropogene Treibhausgas, obwohl die durch menschliche Aktivität verursachten Flüsse nur einen Bruchteil der natürlichen CO2-Flüsse ausmachen. Umso wichtiger sind genaue Kenntnisse der Quellen und Senken von CO2. Da verschiedene chemische und biochemische Vorgänge das 13C-Isotop des CO2 diskriminieren, erlaubt dessen Gehaltsbestimmung in CO2 eine Quellenzuordnung sowie Flussmessungen in die Biosphäre.
Für die Analyse der stabilen Isotope von CO
2 gibt es zurzeit kein kontinuierliches Messverfahren. Dieses wäre aber für die Untersuchung von CO
2-Quellen und -Senken von grösstem Interesse, denn damit könnten Prozesse – z.B. Photosynthese und Respiration – untersucht werden, welche ausgeprägte Tagesgänge aufweisen. Zudem führen die bisher nötige Entnahme, der Transport und die Lagerung von Gasproben zu einer deutlichen Erhöhung der Messunsicherheit. In einem umfangreichen Forschungsprojekt wird die EMPA ein auf Quantenkaskadenlasern beruhendes Messgerät für stabile CO
2-Isotope entwickeln und an NABEL-Standorten testen. Dabei werden wichtige Erfahrungen für den zukünftigen Einsatz dieser Technik im Messnetz gewonnen. Die Methode erlaubt nämlich auch die Messung weiterer Verbindungen (z.B. NH
3, N
2O, CH
4, NO
2), denn Quantenkaskadenlaser sind Lichtquellen im mittleren Infrarot, wo fast alle Moleküle ihre stärksten Rotationsübergänge haben. Dank moderner Halbleitertechnologien ist kein flüssiger Stickstoff zur Kühlung mehr notwendig, was eine Bedingung ist für den Einsatz in einem Messnetz. Der Einsatz an NABEL-Standorten und der Vergleich mit der heute üblichen Methode ermöglicht die Beurteilung der Möglichkeiten und Grenzen von QCL-basierter Messtechnik für zukünftige Aktivitäten des NABEL.
