Experimentelle Kalibrierung von Granat-Pyroxen Diffusionschronometrie für Anwendungen in terrestrische und planetare Proben

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Sumit Chakraborty, Ph.D.; Dr. Thomas Fockenberg; Dr. Katharina Marquardt
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321555708

Es wird zusehends ersichtlich, dass viele geologische Prozesse nicht kontinuierlich, sondern mit schwankenden Raten ablaufen. Oft sind die Ereignisse zu kurz, um mit klassischen langlebigen Isotopensystemen adäquat erfasst werden zu können. Dazu kommt, dass die thermische Geschichte von Gesteinen (Vulkanite, Plutonite und metamorphe Gesteinen) bei höheren Temperaturen sowohl in der Erde als auch in extra-terrestrischen Objekten (z.B. Asteroiden, Mondinneres, Marsinneres) oft einem nicht-linearen Pfad folgen.Die Untersuchung solcher Prozesse erfordert Werkzeuge, die Vorgänge über verschiedene Zeitskalen rekonstruieren lassen. Die zeitabhängige Diffusion von Elementen bietet solch ein Werkzeug durch die Methoden der Geospeedometrie bzw. Diffusionchronometry. Trotz schnell fortschreitender Entwicklungen in diesem Bereich, blieben noch viele experimentell zu bestimmende Parameter wegen technischer Grenzen bislang unerforscht. Neueste experimentelle Methoden sowie analytische Weiterentwicklungen erlauben es nun die fehlenden Parameter zu quantifizieren.Im vorliegenden Antrag wollen wir diese neuesten technischen Entwicklungen nutzen, um die Diffusions- und Verteilungskoeffizienten zwischen Granat sowie Klino- und Orthopyroxenen experimentell zu erforschen. In vielen der oben angeführten geologischen Rahmenbedingungen werden die zu entwickelnden Geothermo- und -speedometer eingesetzt werden. Wir erwarten, dass die zu erzielenden Ergebnisse die Bestimmung geologischer Zeitskalen nachhaltig verbessern werden. Ein zusätzlicher Vorteil des ausgewählten Systems liegt darin, dass Zusammensetzungen genau dieser Phasen häufig eingesetzt werden, um Druck, Temperatur oder Fluid-Aktivitäten zu charakterisieren. Damit können Zeitskalen, die aus diesen Systemen bestimmt werden, direkt bestimmten Prozessen und Zuständen während der Entwicklung eines Gesteins zugeordnet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen