Ett sandkorn begravt under en längre tid i markarbeten eller på havets botten, ackumulerar en luminescenssignal. Forskare använder denna signal för att avgöra hur länge ett visst sandkorn har begravts. Med en ny, mycket känslig kamera, de kan fotografera dessa signaler med stor noggrannhet. Faktiskt, de försöker till och med avgöra var sandkornet kommer ifrån och hur det har spridit sig över havsbotten.

Ett nedgrävt sandkorn bygger upp en luminescenssignal på grund av närvaron av en låg dos av naturligt förekommande radioaktiv strålning. När ljus från utsidan träffar sandkornet, luminescenssignalen släpps. Det är därför det är mycket viktigt att inget ljus når provet innan det kan undersökas vid Dutch Centre for Luminescence Dating (NCL).

Mörkrum för sandkorn från Vadehavet

Detta laboratorium påminner något om ett mörkrum. Dock, istället för att bearbeta foton, forskare analyserar sandkorn. I laboratoriet, det nedgrävda sandkornet utsätts för ljus för första gången. Det är då luminescenssignalen släpps. Genom att mäta mängden ljus som släpps ut, forskare kan uppskatta när sandkornet begravdes.

Detta ger information om åldern på ett jordarbete, men Ph.D. elev Anna-Maartje de Boer använder denna teknik för att lära sig mer om fördelningen av sandpåfyllning i Vadehavet. "Under 2018, 5 miljoner kubikmeter sand levererades till tidvattendeltat mellan Vadeöarna Terschelling och Ameland som en del av ett större sandpåfyllningsprogram för att skydda kustlinjen. Vi använder luminescenstekniker i samband med modeller för att kartlägga fördelningen av påfyllningen och förstå dess fysiska och ekologiska effekter på kustekosystemet. Vi arbetar tillsammans med Delft University of Technology och NIOZ om detta."

Mycket känslig kamera

Tillsammans med forskargruppen TRAILS, De Boer tog sedimentprover på olika platser i Vadehavet. Tillbaka på laboratoriet, en mycket känslig kamera tar bilder av fotoner (ljuspartiklar) som ett sandkorn avger när de utsätts för ljus under kontrollerade förhållanden. Luminescenssignalerna för påfyllnadssand och lokal sand från Vadehavet jämförs och bör skilja sig, eftersom sandkornen har en annan sedimentationshistoria. Identifieringen av påfyllnadskorn i en sandklump från Vadehavet är grunden för luminescensspårning.

Kameran som används för att analysera sandkorn köptes speciellt för detta projekt. Den konventionella metoden stimulerar korn för korn och mäter med ett PMT (Photon Multiplier Tube), räknar antalet fotoner (ljuspartiklar) som frigörs, medan kameran skapar bilder av ljuset som avges av upp till 100 sandkorn per mätskiva. Programvara analyserar dessa bilder och får ett specifikt värde från dem. Detta gör det möjligt för forskare att snabbare och mer exakt avgöra när ett sandkorn senast exponerades för ljus och särskilt från vilken population det kommer.

Att spåra sandpåfyllningen är därför inte det enda målet för detta projekt. "Vi arbetar ständigt med att vidareutveckla metoden och teknikerna bakom luminescens. Den nya kameran ger oss också möjlighet att studera termoluminescenssignaler per sandkorn; denna luminescenssignal nollställs inte av ljus, men efter temperatur."