Verwendung der chemischen Stratigraphie in magmatischen Kristallen zur Rekonstruktion dynamischer plumbing Systeme

• Antragstellerin: Dr. Maren Kahl
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 213452865

Das beantragte Projekt verfolgt das Ziel, die dynamische Entwicklung magmatischer plumbing Systeme unter aktiven Vulkanen zu rekonstruieren. Hierzu wird die Stratigraphie, die in chemisch zonierten magmatischen Kristallen enthalten ist schrittweise kinetisch modelliert. Die Darstellung chemischer Zonierungsdaten in einer sog. Systemanalyse ist hilfreich, um die mehrstufige Entwicklungsgeschichte magmatischer Systeme zu analysieren. Die numerische Modellierung diffusiv veränderter chemischer Zonierungen ermöglicht es, zeitliche Beziehungen von einzelnen Magmenbewegungen zwischen unterschiedlichen Segmenten eines solchen plumbing Systems zu bestimmen. Durch die Anwendung einer neuen 2-D basierten Modellierungssoftware soll die Generierung von Zeitinformationen effizienter und schneller erfolgen. Die verwendete Methodik (Systemanalyse zonierter Kristalle plus 2-D Modellierung) ist ein neuartiges und zugleich einmaliges Instrumentarium, das es ermöglicht, die thermodynamische und zeitliche Entwicklung eines magmatischen plumbing Systems auszuarbeiten. In dieser Studie wird die vorgestellte Methode angewendet, um (i) das plumbing System eines Vulkans mit bekannter plumbing Struktur zu rekonstruieren (Kilauea-Vulkan, Hawaii), (ii) die Zeitskalen von Magmenbewegungen zwischen unterschiedlichen Einheiten dieses plumbing Systems (Kilauea) zu erhalten und (iii) eine routinemäßigere Anwendbarkeit der Methodik zu erzielen. Das Endziel dieser Studie besteht darin, einzelne Magmenbewegungen innerhalb eines rekonstruierten plumbing Systems mit diversen monitoring Signalen (z.B. Seimizität, Verformung des Vulkangebäudes, usw.) zu verknüpfen. Dies soll dazu beitragen verlässlichere Eruptionsprognosen und monitoring Methoden zu entwickeln. Der Versuch magmatische Prozesse in der Tiefe mit Beobachtungen an der Erdoberfläche zu verknüpfen ist derzeit ein einzigartiges Unterfangen und wurde in diesem Umfang bisher noch nicht durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Gastgeber: Dr. Daniel Joseph Morgan, Ph.D.