SPP 1833:  Building a Habitable Earth

• Fachliche Zuordnung: Geowissenschaften ; Medizin ; Physik
• Förderung: Förderung seit 2015
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255641687

Das Schwerpunktprogramm SPP 1833 "Building a Habitable Earth" geht der zentralen Frage nach, wie die Erde zu einem bewohnbaren Planeten wurde. Eine einzigartige Kombination von Prozessen ist vermutlich für die Habitabilität der Erde verantwortlich - welche diese genau waren, und welcher Art ihr Zusammenspiel war, ist jedoch kaum bekannt. Die drei wesentlichen Aspekte sind dabei (i) die Zusammensetzung und Herkunft der Baumaterialien der Erde, (ii) die früheste Differenzierung der Erde in Kruste, Mantel und Kern und (iii) die Entwicklung des Ozean-Atmosphäre-Systems. In unserem Ansatz, die Umstände zu rekonstruieren, die die Erde zu einem bewohnbaren Planeten werden ließen, und wie sich die Erdoberfläche durch die Interaktion mit der Biosphäre entwickelte, konzentriert sich SPP 1833 auf geowissenschaftliche Ansätze zur Erforschung extraterrestrischer Proben und Gesteine aus der Frühzeit der Erde. Diese stellen ein direktes Archiv der damaligen Bedingungen dar und liefern somit mehr Informationen als Analogstudien oder rein theoretische Ansätze. Aufgrund des schwierigen Zugangs zu seltenem Probenmaterial sowie mangels geeigneter analytischer Methoden konnten die Umstände, die die Erde zu einem bewohnbaren Planeten machte, bisher nur unzureichend untersucht werden. Diese Situation hat sich in den vergangenen Jahren jedoch dramatisch verändert und gänzlich neue Möglichkeiten zu innovativer Forschung haben sich eröffnet. Diese beinhalten die zunehmende Verfügbarkeit an geeignetem Probenmaterial und neue analytische, experimentelle und modellierende Ansätze. SPP 1833 "Building a Habitable Earth" ist das erste koordinierte geowissenschaftliche Forschungsprogramm, das sich der Frage der Habitabilität der Erde aus verschiedenen Blickwinkeln widmet - unter Einbindung verschiedener Disziplinen wie der Geologie, Geochemie, Kosmochemie, Petrologie, Planetologie, Geobiologie und der geophysikalischen Modellierung.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Internationaler Bezug: Australien, Dänemark, Frankreich, Großbritannien, Indien, Kanada, Niederlande, Schweden, Schweiz, Südafrika, USA

Projekte

• Anstieg und Fall von Sauerstoff in der Archaischen Atmosphäre - Spielte die temporäre Versenkung von Kohlenstoff als Fe(ox)-DOM Komplexe eine modulierende Rolle? (Antragsteller Hallmann, Ph.D., Christian )
• Anwendung von D17O von sedimentären Karbonaten als Einphasen-Thermometer: Waren die archaischen Ozeane wirklich heiß oder war der d18O der Ozeane niedriger? (Antragsteller Pack, Andreas )
• Archaische Gesteine als Isotopenarchiv für geodynamische Prozesse im Hadeum (Antragsteller Münker, Carsten )
• Aufklären von früharchaischen geodynamischen Prozessen unter Anwendung von multiplen Schwefelisotopen (Antragstellerinnen / Antragsteller Hoffmann, Jörg Elis ;  Schwarzenbach, Esther ;  Strauß, Harald )
• Biogener Kohlenstoff in magmatischen Mineralen und Rückschlüsse auf Erhalt und Zerstörung isotopischer Biosignaturen aus dem Hadaikum (Antragsteller Schmitt, Ph.D., Axel Karl ;  Trieloff, Mario )
• Cr(III)-Mobilität und Isotopeneffekte durch die Adsorption an Mn- und Fe-(Hydr-)Oxide in der Kritischen Zone und marinen Sedimenten: Zweifel das Mesoarchaische Cr Isotopenvariationen direkt freien atmosphärischen aufzeichnen (Antragsteller Schönberg, Ph.D., Ronny )
• Das Ausweiten von Bio in Bio-Geochemie: Cyanobakterien und die große Sauerstoffkatastrophe (Antragstellerin Gehringer, Michelle )
• Der Einfluss atmosphärischer, biologischer und geologischer Prozesse auf die Große Sauerstoffkatastrophe (Antragsteller Grenfell, John Lee )
• Der Ursprung des Baumeterials der Erde: Woher stammen die Planetesimale und die Pebbles? Numerische Modellierung der Akkretionsphase der Erde. (Antragsteller Klahr, H. Hubertus )
• Der Ursprung des Stickstoffs auf der Erde: Folgerungen aus Isotopenmessungen und petrologischen Studien planetarer Materialien auf der Sub-Mikrometerskala. (Antragsteller Leitner, Jan )
• Dichte und Verbleib von Silikatschmelzen im frühen Erdmantel (Antragsteller Petitgirard, Sylvain )
• Die Entstehung des Erde-Mond Systems und die Umverteilung volatiler Elemente auf dem Mond - Eine Untersuchung mittels Kadmiumisotopen (Antragsteller Wombacher, Frank )
• Die Entstehung granitischer Gesteine im Archaikum und der Anfang der Plattentektonik. (Antragsteller Kaus, Boris J.P. )
• Die Entwicklung des marinen Redoxzustands vor dem Great Oxidation Event anhand von stabilen Wolfram-Isotopenmessungen an Eisenformationen (Antragsteller Kurzweil, Ph.D., Florian )
• Die Erde im Archaikum - Kopplung zwischen Geodynamik und 3D Klimamodellierung (Antragstellerin Carone, Ludmila )
• Die Ermittlung des Mechanismus der frühzeitigen Oxidation des Erdinneren (Antragsteller Frost, Daniel J. )
• Die Rolle früharchaischer terrestrischer Ablagerungsräume in Verwitterung, Sedimenttransport und Besiedlung des Landes (Antragsteller Heubeck, Christoph )
• Die Rolle von Fe(II)-Silikat und Fe(III)-Silikat Komplexen und Nanopartikeln für das Überleben von Cyanobakterien und phototrophen Eisenoxidierern auf der frühen Erde (Antragsteller Kappler, Andreas )
• Die zeitliche Entwicklung isotopischer Heterogenitäten im Frühen Erdmantel (Antragsteller Willbold, Matthias )
• Einfluss der Erdrotation auf die Differenzierung eines terrestrischen Magma-Ozeans (Antragsteller Hansen, Ulrich )
• Eisen-60 als Wärmequelle zum Schmelzen und Differenzieren erdbildender Planetesimale und planetarer Embryos (Antragsteller Hoppe, Peter ;  Vollmer, Christian )
• Entgasungsgeschichte und frühe atmosphärische Prozesse abgeleitet von paläoatmosphärische Edelgasen in Archaischen Gesteinen (Antragsteller Ott, Ulrich ;  Trieloff, Mario )
• Entstehung und Entwicklung des Magmaozeans und Differentiation von Kern und Mantel während der Akkretion der Erde (Antragsteller Rubie, David )
• Entziffern der frühen archaischen Krustengeschicht in den Kaapvaal und Zimbabwe Kratonen (Antragsteller Kröner, Alfred )
• Geodynamische Modellierung der Initialisierung von Plattentektonik in einer sich differenzierenden frühen Erde (Antragsteller Kaus, Boris J.P. )
• Globale Kreisläufe der volatilen Elementen auf der frühen Erde (Antragstellerin Noack, Lena )
• Herkunft von flüchtigen und organischen Stoffen auf der Erde, IDPs, Meteoriten und Kometen (Antragsteller Semenov, Dmitry )
• Hochauflösende Bestimmung der thermischen und tektonischen Entwicklung archaischer Terrane: Methodenentwicklung anhand einer Fallstudie im Western Dharwar-Kraton und im Coorg-Block Südindiens (Antragsteller Chakraborty, Ph.D., Sumit )
• Hochauflösende Elektronenmikroskopie (UltraSTEM) der primitivsten organischen Materie in Chondritenmutterkörpern und Kometen - Bildung und Entwicklung des organischen Inventars der frühen Erde (Antragsteller Vollmer, Christian )
• Kerogen in archaischen Gesteinen: Biotische vs. abiotische Signaturen – Teil II (Antragsteller Duda, Jan-Peter ;  Reitner, Joachim ;  Thiel, Volker )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Münker, Carsten )
• Kristallisation des irdischen Magmaozeans: Thermo- und Geodynamik (Antragsteller Steinle-Neumann, Gerd ;  Tosi, Nicola )
• Leichte Elemente im Kern einer bewohnbaren Erde (Antragsteller Dubrovinsky, Leonid )
• Modellierung der Akkretion und der Differenzierung der Proto-Erde und ihrer Bausteine (Antragsteller Neumann, Wladimir )
• Nicht-detritales Gallium und Aluminium in frühpräkambrischen marinen chemischen Sedimenten und die mögliche Anwendung des Ga/Al Verhältnisses als geochemisches Proxy für Metallquellen und relative Stoffeinträge in den frühen Ozean (Antragsteller Bau, Michael )
• Partielle konvektionsbedingte Umwälzung im Barberton Grünsteingürtel: Die Verbindung zwischen tiefen Krusten-Mantel- und Oberflächenprozessen mittels integrierter sedimentärer und struktureller Analyse der syntektonischen Moodies-Gruppe (Antragsteller Heubeck, Christoph )
• Spherulenlagen aus Südafrika als Zeugnisse des Paleoarchaischen Meteoritenbombardements der Erde - Evidenzen von Os und W Isotopen und hochsiderophilen Elementen (Antragsteller Schulz, Toni )
• Stromatolite als Archive für die Mobilität von Metallen und Metabolismen des frühen Lebens? Uran und Mo Isotopenstudie von modernen und Archaischen Stromatoliten und Karbonaten. (Antragsteller Weyer, Ph.D., Stefan )
• Terrane spotting – Eine Untersuchung unterschiedlicher Modelle zur Entstehung der ersten Kontinente (Antragstellerin Dziggel, Annika )
• Triple oxygen, triple silicon, and trace elements of cherts for the reconstruction of d18O of seawater deep in time (Antragsteller Pack, Andreas )
• Untersuchung der biologischen Prozesse zur Freisetzung von Sauerstoff in der frühen Erdgeschichte -Vereinbarung biologischer und geochemischer Perspektiven (Antragstellerin Gehringer, Michelle )
• Uran und Vanadium Isotopenvariationen in Archaischen Sedimenten: Hinweise auf die Mobilisierung von Metallen und enzymatische Reduktion in einer weitgehend anoxische Welt (Antragsteller Schuth, Stephan ;  Weyer, Ph.D., Stefan )
• Ursprung von küstennahen gebänderten Eisenerzen, Barberton Grünsteingürtel (3.2 Ga) (Antragstellerin Köhler, Inga )
• War das Great Oxidation Event durch einen abrupten oder oszillierenden Sauerstoffanstieg gekennzeichnet? Eine kombinierte S-Mo-Se Isotopenstudie einer kontinuierlichen Bohrkernaufnahme durch die Duitschland/ Rooihoogte- und Untere Timeball Hill-Formationen, Transvaal Becken, Südafrika (Antragsteller Schönberg, Ph.D., Ronny ;  Strauß, Harald )
• Zeitliche Eingrenzung der Ankunft volatiler Elemente auf der Erde mit Hilfe von Ru und Mo Isotopen des Archaischen Mantels (Antragsteller Fischer-Gödde, Mario )

• Sprecher: Professor Dr. Carsten Münker