Kohlendioxid in ultrapotassischen Silikatschmelzen: Mechanismen und Raten der Magma-Entgasung und deren Einfluss auf die Intensität und den Stil der Vulkanausbrüche.

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Burkhard Schmidt; Professorin Dr. Sharon Webb, seit 7/2020
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390873681

Eigene der gefährlichsten aktiven vulkanischen Gebiete der Welt haben ihre Magmenkammern und Förder-Systeme innerhalb von Karbonaten: z.B. Ätna, Vesuv, Phlegräische Felder, Albaner Berge (Italien); Popocatépetl und Colima (Mexico); Merapi (Indonesien). Die Magma-Karbonat Interaktion bei metamorphen Kontaktreaktionen führt zu einer signifikanten Anwesenheit von CO2 in diesen Systemen. Bislang fehlen experimentelle Daten zu physikalischen Eigenschaften von CO2-dominierten Magmen (CO2 Löslichkeit, Diffusion, Viskosität, etc.), insbesondere für ultrapotassischen Magmen. Die Bestimmung der Rolle von CO2 in der Dynamik des Magma Aufstiegs ist eine Voraussetzung für das Verständnis und die Modellierung von Entgasungs- und Fragmentierungsprozessen nicht nur bei CO2 dominierten vulkanischen Systemen, sondern auch in der Tiefe, wo das im Vergleich zu Wasser relativ unlösliche CO2 eine wichtige Rolle spielen kann. Darüber hinaus sind diese Informationen entscheidend für die eindeutige Definition der Rolle, die verschiedene Volatile in Silikatschmelzen spielen. Diese Arbeit wird an ultrapotassischen Magma Serien (d. h. foiditischen und phonolithischen Schmelzen) durchgeführt. CO2-H2O-Löslichkeitsexperimente und CO2-Diffusionsexperimente werden in Hochdruck-Hochtemperatur-Apparaten durchgeführt, um Magmaeigenschaften bei nahezu Gleichgewichtsbedingungen zu untersuchen. Die erfassten Informationen sind nützlich, um langfristige Prozesse in der Tiefe (d.h. in der Magma-Kammer) wie Kristallisation, Magma-Differenzierung oder Assimilation zu verstehen und zu beschreiben. Darüber hinaus werden Dekompressionsexperimente in einer Hochdruck-Hochtemperatur-Apparatur durchgeführt, die eine kontrollierte Dekompression ermöglicht, um die Kinetik von kurz- bis mittelfristigen Prozessen wie Keimbildung und Wachstum von CO2 Blasen zu untersuchen. Phasenbeziehung und Entgasungsprozesse können die rheologischen Magmaeigenschaften und damit die Fragmentierung und den eruptiven Stil des Vulkanismus erheblich beeinflussen.Die experimentellen Daten sollen mit der Informationen verglichen werden, die aus der Struktur und der Chemie der natürlichen Proben von Albaner Berge und Vesuv abgeleitet werden können.Unsere experimentellen Daten werden dazu beitragen die Gefährdungsbeurteilung von Hochrisiko-Vulkangebieten zu verbessern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Italien
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Harald Behrens; Professor Danilo Palladino; Dr. Lucia Pappalardo, Ph.D.; Dr. Gianluca Sottili
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Sara Fanara, Ph.D., bis 6/2020