Das Verhältnis der Neodymisotope, üblicherweise als 143Nd/144Nd oder normiert als εNd angegeben, gemessen in authigenen Phasen und Meerwasser; weit verbreitet als Tracer für Wassermassenprovenienz und zur Bestimmung kontinentaler versus mantelbedingter Beiträge auf mittleren Zeitskalen.

Prinzip

Die Nd-Isotopenzusammensetzung variiert mit Alter und Lithologie kontinentaler Kruste, da 143Nd durch Zerfall von 147Sm entsteht; aufgrund relativ kurzer ozeanischer Verweilzeiten im Vergleich zu Sr spiegeln Nd-Isotope stärker regionale Signale von Wassermassen und Mischungswegen wider.

Demonstration

Unterschiedliche εNd-Signaturen im Pazifik- versus Atlantik-Tiefenwasser dokumentieren verschiedene Quellregionen und Mischungen; authigener Nd in Sedimenten, erhalten in Fe–Mn-Beschichtungen oder Fischzähnen, kann vergangene Advektion von Wassermassen und Provenanzwechsel aufzeichnen.

Fehlanwendung

Die Behandlung von εNd aus Bulk-Sedimenten als einfache Quellfingerabdruck ohne Berücksichtigung detritischer Kontamination, Boundary-Exchange oder postdepositionalem Austausch mit Interstitialwässern führt zu irreführenden Interpretationen der Wassermassengeschichte.

Konsequenz

Kombiniert mit physikalisch-ozeanographischen Zwängen und Prüfung auf nicht-authigene Beiträge erlauben Nd-Isotopenverhältnisse die Kartierung vergangener und gegenwärtiger Wassermassenwege, liefern Informationen zu kontinentalen Einträgen und verfeinern Zirkulationsmodelle.

Umkehrung

Nur konservative Tracer wie Salzgehalt zur Provenienzbestimmung zu verwenden kehrt die diagnostische Feinheit um: Salzgehalt zeigt Mischung und Süßwassereintrag, besitzt aber nicht die lithologische Provenanzinformation und die Zeitskalenempfindlichkeit, die Nd-Isotope liefern.

Abgrenzung

Gilt für radiogene Nd-Isotopenmessungen in Meerwasser, authigenen Mineralen und bestimmten biogenen Phasen; schließt direkte Datierung aus, außer in Kombination mit anderen Systemen, und ist durch Austauschprozesse an Grenzflächen und variable Verweilzeiten begrenzt.

Semantische Spannung

Es besteht Spannung zwischen der Interpretation von εNd als streng regionalem Wassermassentracer und als Provenanzindikator für Sedimentquellen; zur Auflösung sind phasespezifische Messungen und Bewertung der Grenzprozesse erforderlich.

Synthese

Das Neodymisotopenverhältnis ist ein radiogener Tracer mit mittlerer Verweilzeit, der regionale Wassermassenprovenienz und lithologische Einträge erfasst; mit sorgfältiger Probenwahl und ergänzenden ozeanographischen Daten schränkt es Zirkulationswege und Quellenbeiträge ein.