Technical note: Single-shell δ 11 B analysis of Cibicidoides wuellerstorfi using femtosecond laser ablation MC-ICPMS and secondary ion mass spectrometry
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Abstract. The boron isotopic composition (δ11B) of benthic foraminifera provides a valuable tool to reconstruct past deep-water pH. As the abundance of monospecific species might be limited in sediments, microanalytical techniques can help to overcome this problem, but such studies on benthic foraminiferal δ11B are sparse. In addition, microanalytics provide information on the distribution of δ11B at high spatial resolution to increase the knowledge of e.g. biomineralization processes. For this study, we investigated the intra- and inter-shell δ11B variability of the epibenthic species Cibicidoides wuellerstorfi, which is widely used in paleoceanography, by secondary ion mass spectrometry (SIMS) and femtosecond laser ablation multicollector inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-MC-ICPMS). While the average δ11B values obtained from these different techniques agree remarkably well with bulk solution values to within ± 0.1 ‰, a relatively large intra-shell variability was observed. Based on multiple measurements within single shells, the SIMS and LA data suggest median variations of 4.8 ‰ and 1.3 ‰ (2σ), respectively, where the larger spread for SIMS is attributed to the smaller volume of calcite being analyzed in each run. When analytical uncertainties and volume-dependent differences in δ11B variations are taken into account for these methods, the intra-shell variability is presumably in the order of ~ 3 ‰ and ~ 0.4 ‰ (2σ) on a ~ 20 µm and 100 µm scale, respectively. In comparison, the δ11B variability between shells exhibits a total range of ~ 3 ‰ for both techniques, suggesting that several shells need to be analyzed for accurate mean δ11B values. Based on a simple resampling method, we conclude that ~ 7 shells of C. wuellerstorfi must be analyzed using LA-MC-ICPMS to obtain an accurate average value within ± 0.5 ‰ (2σ) to resolve pH variations of ~ 0.1. Based on our findings, we suggest to prefer the conventional bulk solution MC-ICPMS over the in-situ methods for e.g. paleo-pH studies. However, SIMS and LA provide powerful tools for high-resolution paleoreconstructions, or for investigating ontogenetic trends in δ11B, possibly due to vital effects during chamber formation.
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- Titre Crossref
- Technical note: Single-shell δ <sup>11</sup> B analysis of <i>Cibicidoides wuellerstorfi</i> using femtosecond laser ablation MC-ICPMS and secondary ion mass spectrometry
- Date Crossref
- 16/07/2020
- Éditeur
- Copernicus GmbH
- Type
- posted-content
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Où se fait cette recherche
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Leibniz University Hannover pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Bremen pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Université Paris Cité pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Université de Paris pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Alfred-Wegener-Institut – Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Leibniz University Hannover, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung et University of Bremen, avec 6 autres affiliations.
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