Von mikro- bis nanoskaligen Kristallisationskontrollen auf den Eruptionsstil südandiner Vulkane

• Antragsteller: Dr. Pedro Antonio Valdivia Munoz
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 582200136

Explosive Vulkanausbrüche stellen eine erhebliche Naturgefahr dar, und das Verständnis der Prozesse, die ihre Intensität steuern, ist entscheidend für die Modellierung vulkanischer Dynamik und die Risikoabschätzung. Dieses Projekt wird einen quantitativen, multiskaligen Rahmen entwickeln, um zu bestimmen, wie die Kristallisation von Fe–Ti-Oxiden und die Bildung von Nanolithen den Eruptionsstil südandiner Vulkane beeinflussen. Durch eine umfassende Charakterisierung natürlicher Proben der Vulkane Villarrica und Mocho-Choshuenco, kombiniert mit modernsten bildgebenden und spektroskopischen Techniken (FE-SEM, Raman-Spektroskopie, FIB-SEM-Nanotomographie, TEM und Synchrotron-Mikro-CT), werde ich untersuchen, wie die Verteilung von Fe–Ti-Oxiden die Geometrie, Konnektivität und Permeabilität von Vesikeln beeinflusst. Kontrollierte Hochtemperaturexperimente werden die Glasbildungsfähigkeit, die Nanolith-Nukleationsschwellen und die Viskosität der jeweiligen Ausgangsschmelzen bestimmen und damit andenspezifische Viskositätsmodelle liefern, die Nanokristallisation ausdrücklich berücksichtigen. Ergänzende Eindrückhärte- und einaxiale Kompressionstests an nanolithfreien und nanolithführenden Gläsern quantifizieren, wie nanoskalige Heterogenitäten die Bruchzähigkeit und Festigkeit beeinflussen und ermöglichen eine Untersuchung von Fragmentationsprozessen aus einer nanoskaligen Perspektive. Zusammengenommen werden diese Ansätze die mechanistischen Zusammenhänge zwischen nanoskaliger Kristallisation, Rheologie und Fragmentation aufzeigen, die Prognose gefährlicher andiner Eruptionen verbessern und neue Randbedingungen für moderne numerische Modelle der vulkanischen Dynamik bereitstellen.

• DFG-Verfahren: Stipendium
• Internationaler Bezug: Chile
• Gastgeberin: Dr. Loreto Troncoso Aguilera