Zeitliche Eingrenzung der Ankunft volatiler Elemente auf der Erde mit Hilfe von Ru und Mo Isotopen des Archaischen Mantels

• Antragsteller: Dr. Mario Fischer-Gödde
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404676364

Das Vorhandensein von volatilen Elementen ist die Grundvorrausetzung für die Geburt und die Entwicklung des Lebens auf der Erde. Während es weithin anerkannt ist, dass Wasser und andere volatile Elemente durch die Akkretion von kohligem Chondrit-Material aus dem äußeren Sonnensystem auf die Erde gelangten, so ist der genaue Zeitpunkt zu dem dieses Material der Erde zugeführt wurde stark umstritten. Zahlreiche Studien gehen davon aus, dass volatile Elemente der Erde durch die späte Akkretion einer aus volatil-reichen Meteoriten bestehenden "Late Veneer" zugeführt wurden, nachdem die Kernbildung bereits abgeschlossen war. Diese Hypothese wurde jedoch kürzlich durch eine Studie über die Ruthenium-Isotopenzusammensetzung von Meteoriten wiederlegt, deren Ergebnisse eindeutig anzeigen, dass die "Late Veneer" nicht aus volatil-reichen kohligen Chondriten zusammengesetzt war, sondern im Gegenteil aus volatil-verarmten Material des inneren Sonnensystems bestand. Daher müssen die volatilen Elemente zu einem früheren Zeitpunkt bereits während der Haupt-Akkretionsphase auf die Erde gelangt sein, noch bevor die Kernbildung abgeschlossen war. Wann genau die volatilen Elemente auf die Erde kamen, ist jedoch nicht genau bekannt. Das Ziel dieser Studie ist es, herauszufinden zu welchem Zeitpunkt der Haupt-Akkretionsphase volatile Elemente der Erde zugeführt wurden. Diese Frage wird durch die präzise Messung der Ruthenium (Ru) and Molybdän (Mo) Isotopensignaturen von früh-Archaischen Komatiiten untersucht. Es wird davon ausgegangen, dass diese Gesteine die Isotopenzusammensetzung des "prä-Late Veneer" Mantels (des Mantels vor der Akkretion der "Late Veneer") überliefert haben. Dieser Forschungsansatz baut auf die Ergebnisse neuerer Studien über nukleosynthetische Isotopenanomalien auf, die gezeigt haben, dass sich die Ru and Mo Isotopen-Signaturen von volatil-reichen kohligen Chondriten deutlich von den Signaturen volatil-armer Meteorite unterscheiden. Die unterschiedlichen Isotopensignaturen dieser Materialen können daher als genetische Fingerabdrücke verwendet werden, um das Vorhandensein signifikanter Mengen volatil-reichen Materials in der Mantelquelle der früh-Archaischen Komatiite festzustellen. Dies würde man anhand ihrer Ru and Mo Isotopen-Zusammensetzung feststellen können, da diese sich von dem heutigen Mantel unterscheiden würde. Die Ergebnisse dieser Studie werden es ermöglichen, zwischen den beiden vorrangigen Akkretionsmodellen zur Erdentstehung zu unterscheiden: der heterogenen und der homogen Akkretion.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1833: Building a Habitable Earth