Leichte Elemente im Kern einer bewohnbaren Erde

• Antragsteller: Professor Dr. Leonid Dubrovinsky
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276313641

Die entscheidenden Informationen über die Entstehung unseres Planeten und darüber, wie er bewohnbar wurde, könnten unter unseren Füßen liegen, und zwar im Erdkern. Art und Vorkommen leichter Elemente (insbesondere C, Si, O oder S) stehen in enger Verbindung mit der Planetenbildung sowie mit dem Geodynamo, der die Erdoberfläche vor den lebenszerstörenden Auswirkungen des Sonnenwindes schützt. Die leichten Elemente stellen daher äußerst wichtige Parameter für Kenntnisse über die Entwicklung der Erdatmosphäre. Systematische experimentelle Daten zu Legierungen und Verbindungen aus Eisen mit (einem) in Frage kommenden leichten Element(en) unter Bedingungen des Erdkerns (Multimegabar-Drücke, Temperaturen oberhalb von 3000 K) sind nur begrenzt vorhanden, widersprüchlich oder fehlen. Untersuchungsziel dieses Projekts sind daher Phasenbeziehungen und thermo-elastische Phaseneigenschaften im binären System Fe-L (L=Si, O, S, C); dabei soll eine neuartige Methode für in-situ Einkristall-Röntgenbeugungsmessungen in laserbeheizten Diamantstempelzellen zum Einsatz kommen. Die zu gewinnenden Informationen sind für unser Verständnis der chemischen Differentiation der Erde, die zu einem metallischen Kern führte, von immenser Bedeutung. Mit diesen Daten können wir die Vergangenheits- und Gegenwartsgeschichte des Erdkerns sowie die Auswirkung einer Kernbildung auf die Entwicklung eines bewohnbaren Planeten modellieren. Dabei steht die Untersuchung folgender Verbindungen unter besonderer Beachtung: FeO, Fe3C, Fe7C3, Fe3S, Fe2S, FeS, Fe3Si und FeSi. Zusätzlich zu den Röntgenbeugungsmethoden wird das Probenmaterial mit weiteren komplementären Verfahren (Mössbauer-, Raman- und Infrarot-Spektroskopie, TEM, SEM, Mikrosonde etc.) untersucht.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1833: Building a Habitable Earth