Elektrische Leitfähigkeit und Dissoziation von Fluiden in Kruste und Mantel

• Antragsteller: Professor Dr. Hans Keppler
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 238445505

Die elektrische Leitfähigkeit von Fluiden im System H2O-NaCl wurde bis zu 1 GPa und 600 ˚C gemessen. Damit wurde der Druckbereich für elektrische Leitfähigkeitsmessungen in diesem System mehr als verdoppelt. Es wurde ein einfaches numerisches Modell entwickelt, mit dem man die Leitfähigkeit salzhaltiger Fluide für die gesamte Erdkruste und für den obersten Teil des Erdmantels voraussagen kann. Die erhöhte Leitfähigkeit im flachen Mantel vor Subduktionszonen kann durch nicht mehr als 1 % von salzhaltigem Fluid erklärt werden, sofern dieses Fluid einen kontinuierlichen Film oder ein Netzwerk bildet. In der Verlängerung des Projektes sollen die Leitfähigkeitsmessungen in den Systemen NaCl-H2O, KCl-H2O, HCl-H2O, und NaOH-H2O bis zu 3 GPa und 1000 ˚C ausgedehnt werden. Hiermit könnten die Dissoziationskonstanten gelöster Spezies und der pH von Fluiden im oberen Mantel bestimmt sowie verschiedene Voraussagen thermodynamischer Modelle getestet werden. Darüber hinaus könnten mit den Daten die elektrische Leitfähigkeit komplexer Fluide in der Kruste modelliert werden. Dies würde es erlauben, hydrothermale Systeme unter Vulkanen von Magmenkammern zu unterscheiden und damit die Abschätzung vulkanischer Risiken zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen