Nicht nur Kohlenstoff: Die Rolle des Intraplatten-lithosphärischen Mantels in globalen Volatilzyklen

• Antragstellerin: Dr. Sonja Aulbach
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 566692259

Die Zyklen volatile Elemente in der tiefen Erde und ihre Wechselwirkung mit den Oberflächenreservoiren im Verlauf der Zeit stellen grundlegende Aspekte der planetarischen Entwicklung dar und haben tiefgreifende Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit der Erde und ihre Ressourcen. Der lithosphärische Mantel (LM) wird zunehmend als bedeutendes Reservoir für volatile Elemente wahrgenommen, jedoch bestehen große Unsicherheiten hinsichtlich ihrer Häufigkeiten und Flüsse und der Bedingungen, unter welchen sie im LM zurückgehalten oder mobilisiert werden. Volatilreiche Schmelzen, die typischerweise in Intraplatten Settings entstehen, verändern den Erdmantel durch Metasomatose und enthalten oft Fragmente von Wehrlit, welcher durch die Wechselwirkung von Erdmantelgestein mit solchen Schmelzen entstehen kann. Die verschiedenen Arten der Metasomatose, die an der Wehrlitbildung beteiligt sind, und die daraus resultierende Freisetzung von Mantel-CO2 in die Atmosphäre, die sich in passiven, oberflächlichen Gasemissionen äußert, sind bereits bekannt. Im Gegensatz dazu wurden allgegenwärtige volatilreiche Minerale, wie Sulfide und wasserhaltige Minerale, oder flüchtige Spurenbestandteile (z. B. Wasserstoff in nominell wasserfreien Mineralen; F und Cl in Amphibol und Phlogopit) in Wehrliten bisher erstaunlich wenig beachtet. Wir schlagen vor, repräsentative refraktäre bis stark überprägte, wehrlitische Mantelxenolithe aus kontinentalen kratonischen und off-kratonischen sowie ozeanischen Intraplatten-Lokalitäten umfassend zu untersuchen, indem wir modernste Mikrostrahl- und hochauflösende spektroskopische Techniken mit den neuesten oxythermobarometrischen Methoden kombinieren. Durch die Kombination petrographischer, geochemischer und multi-isotopischer Daten mit Modellierung von Diffusionsprofilen und Phasengleichgewichten werden wir die Häufigkeit und Herkunft volatiler Elemente bestimmen, sowie die involvierten Zeitskalen, physikalisch-chemischen Bedingungen (P-T-ƒO2) und die Prozesse eingrenzen, die an ihrer Sequestrierung bzw. Freisetzung im LM in verschiedenen tektonischen Umgebungen beteiligt sind. Dies wird eine weitaus genauere Abschätzung des Budgets und der Verweildauer volatiler Elemente im LM als bisher möglich, welche für die Modellierung globaler Reservoire und Stoffflüsse unabdingbar sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Kooperationspartner: Dr. Federico Casetta