Partitionierung flüchtiger Elemente im tiefen Magma Ozean der Erde

• Antragsteller: Dr. Liang Yuan
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457492921

Der Austausch flüchtiger Elemente zwischen dem Inneren der Erde und der Oberfläche übt einen starken Einfluss auf die chemische und dynamische Entwicklung unseres Planeten sowie auf das Klima und Ökosysteme. Neue Untersuchungen weisen darauf hin, dass der Erdkern wahrscheinlich der größte Speicher von Wasser- und Kohlenstoff ist; über die Verteilung anderer volatiler Elemente, wie Helium, die Halogene oder Stickstoff weiß man dagegen wenig – auch wegen der unbekannten Zusammensetzung des Erdkerns. Forschung zur Lagerung, zum Transport sowie zum Austausch von flüchtigen Elementen in und zwischen tiefen Speicherorten sowie der Oberfläche ist deshalb von großem geologischem Interesse. Wir werden in unserer vorgeschlagenen Arbeit zu diesem Thema Elektronenstruktur-Berechnungen im Rahmen der Dichtefunktionaltheorie durchführen. Im Einzelnen umfasst dies Molekulardynamik-Simulationen für zwei-Phasen Berechnungen sowie zur thermodynamischen Integration. Wir werden die Speziation, Löslichkeit und Verteilung von Helium, den Halogenen und Stickstoff in Silikatschmelzen sowie flüssigem Eisen bei Druck- und Temperatur-Bedingungen des tiefen Magmaozeans in der frühen Erde berechnen, mit dem Ziel deren Verteilung und Konzentration im Erdkern und Erdmantel besser zu charakterisieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Gerd Steinle-Neumann