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Projekt
Plateau-Vulkanismus in der Schnittstelle von Afrika und dem Südozean
Antragsteller
Privatdozent Dr. Jörg Geldmacher
Fachliche Zuordnung
Paläontologie
Förderung
Förderung seit 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 526403289
Die Öffnung des Südozeans ermöglichte die Entstehung des Antarktischen Zirkumpolarstroms (ACC), der eine kritische Rolle für die globale känozoische Abkühlung spielt. Südlich von Afrika ging diese Öffnung mit der Bildung mehrerer großer vulkanischer Plateaus (large igneous provinces = LIPs) einher, darunter das Agulhas-Plateau und die kleineren Nordostgeorgien- und Maud-Erhebungen. Plattentektonische Rekonstruktionen deuten darauf hin, dass die drei letztgenannten einst Teil eines viel größeren "Greater Agulhas Plateaus" (oder "super-LIP") waren und erst durch nachfolgendes Auseinanderdriften getrennt wurden. Es wird debattiert, ob und inwieweit die Bildung dieser großen Vulkangebirge den Austausch von Wassermassen in der entstehenden Meeresstraße zwischen dem Atlantik und dem Indischen Ozean behindert und dadurch die Entstehung des ACC verzögert hat. Das submarine Agulhas-Plateau wurde während der kürzlich durchgeführten IODP-Expedition 392 erbohrt. An zwei Stellen im südlichen Teil des Plateaus (U1579, U1580) und an einer Lokation am nördlichen Rand (U1582) wurden magmatische Gesteine geborgen. An Bord generierte, vorläufige Daten deuten darauf hin, dass an allen Standorten tholeiitische Basalte erbohrt wurden, die bei niedrigem Druck durch Fraktionierung von Olivin und Plagioklas entstanden sind (wie es für marine LIP-Laven typisch ist). Angelaufene Ar/Ar-Datierungen werden dazu beitragen, das Eruptionsalter des Plateaus einzugrenzen und seine zeitlich-räumliche Entwicklung besser zu verstehen. Gesteinsproben von den submarinen Nordostgeorgien- und Maud-Erhebungen wurden während früherer ODP-Expeditionen (Legs 114 und 113) erbohrt. Geochemische Untersuchungen der Gesteine von allen drei Plateaus werden uns Aufschluss über die Ursache des Vulkanismus, den tektonischen Gesamtzusammenhang und die Zusammensetzung der Magmenquelle geben. Im beantragten Projekt sollen die radiogenen (Sr-, Nd-, Hf-, Pb-) Isotopenzusammensetzungen der Gesteine bestimmt werden, um die Magmaquelle zu charakterisieren und sie mit anderen regionalen und globalen LIP-Magmen vergleichen zu können. Insbesondere wollen wir die offene Frage klären, ob der Magmatismus aller drei Vulkangebiete auf dieselbe Magmaquelle und tektonische Konfiguration (z.B. Interaktion eines Mantelplumes mit einer Spreizungsachse) zurückgeführt werden kann, um die bisherigen plattentektonischen Modelle zu überprüfen. Darüber hinaus stellt sich die Frage, ob der Magmatismus durch einen (tiefen?) Mantelplume ausgelöst wurde, und in welchem kausalen Zusammenhang er mit dem Aufbrechen der Südkontinente, der Öffnung der südlichen Ozeanbecken sowie der Struktur im tiefen Erdmantel steht. Die Isotopendaten (in Kombination mit den Ergebnissen der Altersdatierung und der Haupt- und Spurenelementgeochemie) werden uns helfen, den Ursprung und die Auswirkungen dieses LIP-Magmatismus auf die Tektonik, die Ozeanzirkulation und das globale Klima in der mittleren bis späten Kreidezeit besser zu verstehen.
DFG-Verfahren
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