Thermodynamik und Kinetik geodynamischer Prozesse
Das Studium des thermodynamischen Verhaltens komplexer Mineralsysteme unter
erhöten p,T-Bedingungen ist traditionell einer der Hauptschwerpunkte der
experimentellen Mineralogie. Für das Verständnis der im Erdinnern
ablaufenden Evolutinsvorgänge ist die Kenntnis speziefischer
Materialeigenschaften unerläßlich, so daß seit jeher enge
Wechselbeziehungen zwischen Geophysik, Geologie und Mineralogie bestanden.
Ein aktuelles Beispiel hierfür sind die Untersuchungen zur Kinetik
struktureller Phasenübergänge in der transition zone
des Erdmantels, mit weitreichenden Konsequenzen für die globale Dynamik
des Erdkörpers. Konkret wurden u. a. die thermische Rückwirkung der
freiwerden latenten Wärme am Olivine->Spinell Phasenübergang
in ~400 km Tiefe auf das Temperaturprofil einer abtauchenden Scholle aus der
ozeanischen Lithosphäre modelliert und mögliche Konsequensen
für das Entstehen tiefer Erdbeben abgeleitet.
Weitere Schwerpunkte unserer Forschungsarbeit sind Untersuchungen zur
Änderung des rheologischen Verhaltens eines Minerals/Gesteins in
Abhängigkeit von seinen mikrostrukturellen Eigenschaften sowie die
Nutzung spektroskopischer Methoden (Raman- bzw. IR-Spektroskopie) zur
Phasenanalyse von Flüssigkeits- und Schmelzeinschlüssen in
Mineralien. Die Fähigkeit zur interdisplinären Zusammenarbeit
erweist sich hierbei oftmals als ausschlaggebend für die Originalität
und Qualität der erreichten Resultate. Die Projektgruppe hat
diesbezüglich sowohl innerhalb der Universität Potsdam (Zentrum
für nichtlineare Dynamik), an der Universitä von Minnesota
(Department of Geology and Geophysics) als auch im GeoForschungsZentrum Potsdam
(Projektbereiche Dynamik geologisch-tektonischer Prozesse und
Stoffparameter und Transportprozesse) kompetente
Forschungspartner gefunden.
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Modell einer abtauchenden Scholle aus kalter ozeanischer Lithosphäre,
die in den warmen und hochviskosen Erdmantel eindringt und dabei in der
sognannten transition zone zwischen 400 und 650 km Tiefe eine Reihe
von physikalisch-chemischen Prozessen durchläuft: Chemische Differnzierung
und strukturelle Phasenübergänge in die Hochdruckmodifikationen
der Mantelminerale.
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