Überprüfung der Hypothese des „Big Mantle Wedge“ zur Erklärung des intra-kontinentalen Vulkanismus

• Antragsteller: Enrico Marzotto, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Geologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559893073

Die Identifizierung der Quelle von Intraplatten Vulkanismus ist eines der herausforderndsten wissenschaftlichen Probleme in den Geowissenschaften. In der klassischen Vorstellung wird Intraplattenvulkanismus durch heiße und auftriebsfähige Mantelplumes verursacht, die von der Kern-Mantel-Grenze aufsteigen. Die Herkunft solcher Mantelplumes gibt noch viele Rätsel auf, und die klassische Vorstellung, die den intraozeanischen Vulkanismus gut erklärt (z. B. Hawaii), versagt bei der Erklärung des intra-kontinentalen Vulkanismus, wie er im Europäischen Känozoischen Grabenbruchsystem (ECRiS) und den vulkanischen Gebieten in Frankreich und Deutschland zu sehen ist. Intra-kontinentaler Vulkanismus ist untypisch, weil er sporadische Aktivität, das Fehlen einer Altersprogression und Wärmequellenanomalien, ein niedriges 3He/4He-Verhältnis und das Vorhandensein sub-lithosphärischer Strukturen aufweist, die aus einer kalten Region in der Mantelübergangszone (MTZ) aufsteigen. Eine kürzlich vorgeschlagene Hypothese besagt, dass der intra-kontinentale Vulkanismus im ECRiS durch H2O-haltige Mantelplumes verursacht werden könnte, die aus der Dehydrierung der subduzierten ozeanischen Lithosphäre stammen und nun in der MTZ unter Europa stagnieren. Dieser geologische Kontext wird als Big Mantle Wedge (BMW) bezeichnet. Hier schlage ich vor, die BMW-Hypothese zu überprüfen, indem ich: 1) variable Wärmeleitfähigkeit in einer geodynamischen Software implementiere, um die thermo-mechanische Entwicklung der subduzierenden Platten zu berechnen; 2) die Auswirkungen temperaturabhängiger Parameter auf die Stagnation der Platte in der MTZ untersuche; 3) die Dehydrierung der Platte in der MTZ modelliere. Dieses Projekt wird: (a) eine einzigartige Methode zur Berechnung des Wärmetransports innerhalb der Platte bieten; (b) unser Wissen über den tiefen Wasserkreislauf der Erde vorantreiben; (c) entscheidende Einblicke für die Modellierung der Keimbildung von Mantelplumes aus der MTZ unter Europa und anderswo bieten

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen