Cr(III)-Mobilität und Isotopeneffekte durch die Adsorption an Mn- und Fe-(Hydr-)Oxide in der Kritischen Zone und marinen Sedimenten: Zweifel das Mesoarchaische Cr Isotopenvariationen direkt freien atmosphärischen aufzeichnen

• Antragsteller: Professor Dr. Ronny Schönberg, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277010024

Kürzlich gefundene Variationen stabiler Cr Isotopenzusammensetzungen in 3 Milliarden Jahre alten gebänderten Eisenformationen (BIFs, 53Cr-angereichert) und Paläoböden (53Cr-verarmt), wurden als Hinweise für freien atmosphärischen Sauerstoff zu dieser Zeit interpretiert. Dies ist jedoch um die 600 Millionen Jahre früher als das 2.4 Milliarden Jahre alte Grosse Oxidations-Ereignis (GOE), welches durch das Entfallen massenunabhängiger Fraktionierung von Schwefelisotopen (MIF-S) und durch makroskopische Hinweise für oxidative Verwitterung im Gesteinsbestand definiert wurde. Die Interpretation dieser Cr Isotopendaten beruht auf der Annahme, das oxidative Cr Verwitterung in Böden zur Bildung eines Cr(VI)-löslichen Reservoirs führte, welches über Flüsse in die Ozeane transportiert wurde, wo Cr durch reduktive Wechselwirkung und Adsoprtion mit Eisen in BIFs eingelagert wurde. Gleichzeitig führte die oxidative Cr Verwitterung zur Bildung von 53Cr-verarmten Böden. Inzwischen sind jedoch neue Hinweise erschienen, wie zum Beispiel schwere stabile Cr Isotopenzusammensetzungen serpentinitisierter ultramafischer Gesteine, das Fehlen von Cr Isotopenvariationen in proterozoischen Sedimenten welche nahe der Meeresoberfläche unter (leicht) oxidierenden Bedingungen abgelagert wurden, oder unsere eigenen 53Cr-angereicherten Werte eines 1.85 Milliarden Jahre alten Post-GOE Paläobodens mit deutlichem oxidativen Cr Verlust und Fe Retention, welche gegen einen Uniformismus der Interpretation von stabilen Cr Isotopendaten in alten chemischen Sedimenten und Paläoböden argumentieren. In dieser Studie wollen wir die Mobilität von Cr in reduzierten Grundwasserleitern und Ozeanwasser und stabile Cr Isotopenfraktionierung bei der Adsorption von Cr(III) an unterschiedlichen Mineraloberflächen untersuchen. Die Resultate von Experimenten zur Bestimmung der Cr Isotopenfraktionierung und der Cr Speziierung und Isotopenzusammensetzung von Grundwasserprofilen werden mit der Cr Isotopenzusammensetzung eines 2.45 Milliarden Jahre alten Prä-GOE Paläobodens verglichen, um alternative Modelle für die Cr Isotopenvariationen in alten chemischen Sedimenten zu erörtern.

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