Dichte und Verbleib von Silikatschmelzen im frühen Erdmantel

• Antragsteller: Dr. Sylvain Petitgirard
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 276731265

Die Entstehungsgeschichte der Erde ist durch große Schmelzereignisse gekennzeichnet, welche die Segregation des metallischen Erdkerns ermöglichten. Es wurde kürzlich vorgeschlagen, dass sich ein tiefer, basaler Magmaozean (BMO) während der letzten Phase der Akkretion der Erde gebildet haben könnte. Die Bildung einer solchen Magmaschicht an der Grenzfläche zwischen Erdmantel und Kern würde sich weitreichend auf die Entstehung der Erde auswirken. Einerseits würde diese Magmaschicht den thermischen Zustand des Mantels und des Kerns beeinflussen, was mit einem verzögerten Einsetzen des magnetischen Dynamos der Erde einhergehen würde. Andererseits könne die Schicht an inkompatible Elemente angereichert sein und so ein verborgenes Reservoir für diese Elemente darstellen. Obwohl die Bildung eines BMO eine Erklärung für viele Aspekte der frühen Erde bietet, ist es noch unklar wie eine solche dicke Magmaschicht an der Kern-Mantel Grenze bestehen bleiben kann. Dies liegt überwiegend an einem Mangel an experimentellen Daten was Dichte und Zusammensetzung von Schmelzen anbetrifft, die in solch großen Tiefen generiert werden. Ziel dieses Antrags ist es zu untersuchen, ob ein basaler Magmaozean existiert haben kann. Dazu wird sowohl die Dichte von Schmelzen unterschiedlicher Zusammensetzung, als auch das Verteilungsverhalten von Eisen zwischen festen und flüssigen Phasen bei Bedingungen des BMO untersucht. Darüber hinaus werden die im Rahmen dieses Vorhabens ermittelten Daten im Hinblick auf Modelle zur Kristallisation eines Magmaozeans, zur chemischen Entwicklung und dem Redoxzustand der frühen Erde relevant sein, wie sie von Dr. Steinle-Neumann, Prof. Rubie und Prof. Frost vorgeschlagen werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1833: Building a Habitable Earth
• Internationaler Bezug: Frankreich, Schweiz
• Kooperationspartner: Dr. Louis Hennet; Dr. Wim Malfait, Ph.D.; Dr. Georg Spiekermann