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Projekt
Neue Erkenntnisse über die Zusammensetzung und stoffliche Entwicklung der Erde durch La-Ce Isotopenmessungen
Antragsteller
Professor Andreas Stracke, Ph.D.
Fachliche Zuordnung
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255952258
Mit Hilfe der Entwicklung von hochpräzisen La-Ce Isotopenmessungen soll das geplante Projekt neue Erkenntnisse über die Gesamtzusammensetzung der silikatischen Erde liefern. Jüngste Studien belegen einen Unterschied in der 142Nd Isotopenzusamennsetzung der silikatischen Erde und chondritischen Meteoriten. Eine Möglichkeit diese Beobachtung zu erklären wäre ein Unterschied in der relativen Häufigkeit der seltenen Erd Elemente (REE) zwischen Erde und Chondriten, welcher sich anhand der 142Nd Isotopendaten allerdings nicht eindeutig belegen lässt. Hochpräzise 138La-138Ce und 147Sm-143Nd Daten in Meteoriten und terrestrischen Mantelgesteinen könnten eindeutig zeigen, ob die relative Häufigkeit der seltenen Erd Elemente (REE) in der Erde chondritisch ist. Bisher wurde das La-Ce Isotopensystem nur selten angewandt, da die Präzession existierender Ce Isotopendaten häufig nicht ausreicht, um Erkenntnisse zu liefern, die andere Isotopensysteme (Sr-Nd-Pb-Hf) nicht ermöglichen. Die Entwicklung einer neuen Generation von Thermionen-Massenspektrometern (TIMS) erlaubt jedoch bis zu viermal präzisere Ce-Isotopen-messungen als bisher. Das primäre Ziel des Projekts ist es neue Erkenntnisse über die Gesamt-zusammensetzung und Differenzierung der silikatischen Erde zu gewinnen. Ausserdem können La-Ce und Sm-Nd Isotopenmessungen zwischen verschiedenen Hypothesen über den stofflichen Austausch zwischen Erdkruste und Erdmantel unterscheiden. Es könnte geklärt werden welche Bedeutung dem Recycling von verschiedenen marinen Sedimenten oder der Erosion und anschliessender Subduktion von Gesteinen der unteren Erdkruste zukommt. Zudem wäre es möglich den Grad der Verarmung des oberen Erdmantels näher zu bestimmen. Letzterer ist ein maßgebender Parameter zur Bestimmung globaler Massenbilanzen, und ist entscheidend dafür, ob die Existenz eines isolierten Reservoirs im tiefen Erdmantel plausibel ist. Im Rahmen dieses Projekts soll deshalb die Ce und Nd Isotopenzusammensetzung einer repräsentativen Auswahl von Meteoriten und verschiedenen terrestrischen Mantelgesteinen bestimmt werden. Zu letzteren gehören Basalte von Mittelozeanischen Rücken (MORB), Peridotite der subkontinentalen Lithosphäre und Ozeaninselbasalte (OIB). Der vegleich der Ce-Nd Isotopenverhältnisse in diesen gesteinen wird zeigen, ob die Gesamterde chondritische REE Zusammensetzung hat. Die MORB, Peridotit und OIB Ce-Isotopendaten werden durch bereits existierende Sr-Nd-Hf-Pb Isotopen- und Spurenelementdaten ergänzt. Das geplante Projekt wird grundlegend zum besseren Verständnis der Gesamtzusammensetzung der silikatischen Erde beitragen, sowie der Prozesse, die ihre stoffliche Entwicklung steuern.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
Internationaler Bezug
Frankreich, USA
