Carbonate und Schock-Kompression: Stabilität, Phasentransformation und chemische Reaktionen mit Silikaten

• Antragsteller: Professor Dr. Edwin Kroke
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242495784

Das beantragte Teilprojekt 05 soll sich mit dem Verständnis von Stabilitäten, Phasentransformationen und der Bildung von Hochdruckphasen von Carbonaten sowie mit chemischen Reaktionen ausgewählter Carbonate unter dynamischem Hochdruck oberhalb von 15 GPa befassen. Zunächst werden grundlegende Studien an reinen synthetischen Carbonaten der Elemente Ca, Mg und Sr, durchgeführt, gefolgt von Experimenten unter Verwendung von CaMg(CO3)2und FeCO3. Darüber hinaus werden weitere Untersuchungen anhand von Mischungen dieser Carbonate mit ausgewählten Silikaten durchgeführt. Parallel zu diesen synthetischen Arbeiten sollen methodische Weiterentwicklungen der ¿flyer-plate¿ Schockwellensynthese, die in unserem Labor bereits gut etabliert ist, erfolgen. Diese Arbeiten dienen dem Ziel, die Kohlendioxid-Bildung und die Rekombination mit Oxiden zu den entsprechenden Carbonaten auf der Entlastungskurve zu vermeiden. Dies wird durch laminierte Flugplatten erreicht, die es uns ermöglichen werden, Drücke von > 200 GPa bei relativ niedrigen Temperaturen zu erzeugen, um so ein Schmelzen der Proben zu verhindern. In allen Experimenten wird eine vollständige Probenrückgewinnung durch einen speziell ausgelegten Impedanz-korrigierten Probencontainer garantiert. Dadurch können die erhaltenen Produkte umfassend auch mit Analysemethoden untersucht werden, welche größere Substanzmengen erfordern. Dazu zählen u.a. die Elementanalyse zur quantitativen Bestimmung der leichten Elemente C, O und H, Pulver-XRD mit Rietveld Analyse, Festkörper-NMR Messungen, thermische Analysen (TG-MS, DTA, DSC) und genauere Untersuchungen der Produktmorphologien. Daneben werden die erzeugten Feststoffe auch mit den (in situ) Techniken untersucht, die für die Experimente mit Diamantstempelzellen von den anderen Gruppen der FOR2125 eingesetzt werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2125: "Structures, properties and reactions of carbonates at high temperatures and pressures"
• Beteiligte Person: Professor Dr. Gerhard Heide