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Projekt
FOR 2881: Diffusions-Chronometrie von magmatischen Systemen
Fachliche Zuordnung
Geowissenschaften
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 405665352
In und auf der Erde finden geologische Prozesse in einer breiten Variation von Zeitskalen statt, welche eine ineinandergreifende, hierarchische Struktur bilden. Die Bestimmung der kurzweiligeren Prozesse stellte bislang eine große Herausforderung dar. Diffusionschronometrie hat ein hohes Potential für die Lösung solcher Fragestellungen beizutragen. Magmatische Hochtemperatur-Systeme bilden ein hervorragendes natürliches Labor, in dem die Instrumente der Diffusionschronometrie an natürlichen Systemen, wie zum Beispiel aktiven Vulkanen, entwickelt und kalibriert werden können, insbesondere da diese Vulkane ständig überwacht werden und damit die Ergebnisse überprüft werden können. Weiterhin können die neu entwickelten und überarbeiteten Instrumente auf einen breiteren geologischen Anwendungsbereich übertragen werden. Dieses Projekt soll Feldgeologen, experimentelle Wissenschaftler, Theoretiker und Modellierer aus den Geowissenschaften, sowie Wissenschaftler aus den benachbarten Gebieten der Physik und Materialwissenschaften zusammenbringen, um die Entwicklung solcher Werkzeuge voranzutreiben. Einige der Hauptziele der ersten Antragsphase dieser Forschungsgruppe waren: die Bestimmung fehlender Diffusionsparameter in Pyroxenen und Plagioklasen, die vertiefte Untersuchung diffusionsgesteuerter Isotopenfraktionierung bei hohen Temperaturen, die Kalibration von Phasenbeziehungen zur Festlegung von Rahmenbedingungen in hochauflösenden Diffusionsmodellen, die Untersuchung der Rolle textureller Entwicklungen, sowie die Anwendung der Diffusionsparameter an divergenten und konvergenten Plattengrenzen (siehe Oman und Kamchatka). Dies wurde ergänzt durch die Entwicklung benutzerfreundlicher Software, in der diese Entwicklungen berücksichtigt werden. In der zweiten Projektphase sollen die wesentlichen Ziele der Forschungsgruppe bestehen bleiben. Allerdings werden die Projekte erweitert unter Berücksichtigung der methodischen Entwicklungen aus der ersten Phase. Experimente zur Bestimmung von noch unbekannten Diffusionskoeffizienten für die Minerale Spinell, Klinopyroxen und Amphibol (zum ersten Mal) sind geplant, so wie auch die experimentelle Bestimmung der Isotopenfraktionierung von Fe, Mg und Li durch Diffusion in einigen Mineralen (Pyroxene, Feldspäte, Spinell). Die Phasengleichgewichtsexperimente werden ausgedehnt auf alkaline Systeme, in Hinblick auf die Anwendung für die geplanten Feldstudien in der Eifelregion. Die Entwicklung der nutzerfreundlichen Software und die Modellierung des Gefüges mittels der Phasenfeldmethoden wird basieren auf den Algorithmen, die in der ersten Projektphase entwickelt wurden.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
Internationaler Bezug
Belgien, Großbritannien
Projekte
- Anwendung der Phasenfeldsimulation der Erstarrung und Texturentwicklung für die Diffusionschronometrie. (Antragstellerin Kundin, Julia )
- Chronometrie in plutonischen Gesteinen: Abkühlraten alter ozeanische Erdkruste (Antragstellerinnen Faak, Kathrin ; Kirchenbaur, Maria )
- Diffusion in wichtigen Mineralphasen. Teil 3: Kettensilikate: Pyroxene und Amphibol (Antragsteller Dohmen, Ralf ; Holtz, Ph.D., Francois )
- Diffusion in wichtigen Mineralphasen: Teil 4: Spinell (Antragsteller Chakraborty, Ph.D., Sumit )
- Diffusionsbedingte Isotopenfraktionierung in Feldspäten, Kettensilikaten und Oxiden (Antragsteller Oeser-Rabe, Martin ; Weyer, Ph.D., Stefan )
- Koordinationsfonds (Antragsteller Chakraborty, Ph.D., Sumit )
- Nutzerfreundliche Computerprogramme für universelle Anwendungen der Diffusionschronometrie (Antragsteller Chakraborty, Ph.D., Sumit )
- Skalierbare Mineralanalyse mittels Künstlicher Intelligenz - Charakterisierung von Vulkangestein für die Diffusions-Chronometrie (LS-MAIner) (Antragstellerinnen / Antragsteller Almeev, Ph.D., Renat ; Sester, Monika )
- Stabilität und Chemie von Amphibol in mafischen kalk-alkalischen und alkalischen Magmen (Antragsteller Holtz, Ph.D., Francois ; Marxer, Felix )
- Zeitskalen von Prozessen in "magma mush zones" - eine Fallstudie aus dem Pulvermaar, Eifel-Region, Deutschland (Antragsteller Chakraborty, Ph.D., Sumit ; Weyer, Ph.D., Stefan )
