Eignung vulkanischer Gläser verschiedener Zusammensetzung und Entstehung zur Gewinnung von Paläointensitätsdaten

• Antragsteller: Professor Dr. Stuart Alan Gilder, seit 10/2020
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259336036

Für viele geowissenschaftliche Probleme wie zum Beispiel der Zustand des Erdmagnetfeldes während langer magnetischer Ruhephasen (sogenannter superchrons) oder die Altersbestimmung von archeologischen Artefakten sind qualitativ hochwertige Paläointensitätsdaten von großer Wichtigkeit. Die Bestimmung dieser ist jedoch sehr zeitintensiv und die Erfolgsraten der Experimente sind gering. Verschiedene Studien legen nahe, dass durch die Verwendung idealer Materialien wie vulkanischer Gläser sowohl die Qualität als auch die Quantität der Intensitätsdaten verbessert werden kann, doch Fragen, die die Remanenzträger, den Ursprung der Remanenz, den Einfluss von chemischer Zusammensetzung, Abkühlrate, Hydratisierung und Devitrifizierung betreffen, sind noch immer unbeantwortet. Wir möchten deshalb sowohl synthetische Gläser für die Zusammensetzung, Sauerstofffugazität und Intensität des Magnetfeldes bekannt sind, sowie natürliche Gläser mit unterschiedlichen Zusammensetzungen untersuchen. Während mit Hilfe der synthetischen Gläser der Ursprung der Remanenzträger und somit die Art der Remanenz analysiert werden können, helfen differenzierte vulkanische Gläser, d. h. Obsidiane, mit unterschiedlichen geologischen Ursprungsorten (z. B. mittelozeanischer Rücken, kontinentale Kollision) und Entstehungsprozessen (z. B. subaerisch, subglazial; hydriert, perlitisiert, entglast) sowie mit verschiedenen Zusammensetzungen (z. B. Rhyolit, Phonolit) die Einflüsse dieser unterschiedlichen Umstände zu verstehen. Die benötigten Obsidianproben sind bereits vorhanden (von früheren Geländefahrten nach Armenien und Island) bzw. sollen im Laufe des Projekts auf einer Geländefahrt nach Island gesammelt werden. Zusätzlich werden basaltische Gläser submarinen bzw. subglazialen Ursprungs auch auf Alterungseffekte hin untersucht werden. Für die gesamte Studie werden wir einen kombinierten gesteins- und paläomagnetischen sowie vulkanologischen Ansatz verfolgen, um die verschiedenen Proben zu analysieren: Dazu werden wir Remanenzträger und magnetische Eigenschaften, Paläorichtungen und -intensitäten, Glasübergangstemperaturen, natürliche Kühlraten und flüchtige Komponenten bestimmen. Die zusätzlichen Informationen aus den Experimenten werden es uns ermöglichen die Palaointensitätsdaten um Einflüsse wie Kühlratenabhängigkeit und Hydration zu korrigieren. Die paläomagnetischen Daten werden in paläo- und/oder archäomagnetische Datenbanken eingespeist und unser neues Wissen über den Einfluss der verschiedenen Evolutionsgeschichten der Gläser wird in einem Katalog von Eignungskriterien für Paläointensitätsproben resultieren. Außerdem werden falls nötig Anpassungen der bisher verwendeten Paläointensitätsmethoden vorgeschlagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Annika Ferk, bis 10/2020