Experimentelle Modellierung hydrothermaler Lösungen am Ozeanboden

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Gerhard Ballhaus
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 314568258

Hydrothermale submarine Lösungen können deutlich sauer sein. Lösungen, die an mittelozeanischen Rücken gefördert werden, liegen häufig in einem pH-Intervall von ca. 3 bis 5. Niedrigere pH-Werten werden in Lösungen an Spreizungszentren in Backarc Becken gemessen. Die niedrigsten bisher dokumentierten Werte liegen zwischen pH 1 und 3, alle aus dem Westpazifik. Mehrere Gründe werden in der Literatur diskutiert, warum Hydrothermallösungen häufig sauer sind; Entgasung von magmatischem SO2 unterhalb der Spreizungszentren, Austauschreaktionen zwischen heißem Meerwasser und Gesteinen der ozeanischen Lithosphäre, und die Fällung von Phasen (Hydroxiden und Hydroxy-Sulfaten) aus Meerwasser, die retrograde Löslichkeit haben und der Lösung OH entziehen können. Eine potentiell wichtige Reaktion ist die Hydrolyse von NaCl in Wasser (zu HCl and NaOH). Das Molekül HCl ist deutlich volatil und würde bei Phasentrennung in die Gasphase fraktionieren. Weil HCl in Meerwasser aber auch durch Ausfällung pH-activer Festphasen wie Portlandit, Brucit und Caminit produziert werden kann, lässt sich die Hydrolyse von NaCl in Abhängigkeit von Temperatur und Salinität nur im simplen H2O-NaCl System quantifizieren, nicht aber in Meerwasser. In diesem Antrag werden neue experimentelle Methoden vorgestellt, mit denen die Hydrolyse von NaCl in Wasser zwischen 250 und 390°C entlang der Zweiphasen-Kurve untersucht werden kann. Es wird angestrebt, die Rolle des Gleichgewichtes NaCl (liq) + H2O = HCl (vap) + NaOH in submarinen Hydrothermalsystemen besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen