Kohlenstoff Recycling durch Magmatismus an Subduktionszonen: Untersuchung an experimentell homogenisierten Schmelzeinschlüssen in Olivinen

• Antragsteller: Professor Roman Botcharnikov, Ph.D.; Professor Dr. Francois Holtz
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429657633

Subduktionszonen sind bevorzugte geodynamische Gebiete, in denen intensives Recycling von CO2 stattfindet. Dabei wird CO2 zusammen mit der ozeanischen Lithosphäre und den aufliegenden Sedimenten in den Mantel subduziert und teilweise über Vulkanismus in die Atmosphäre zurückgeführt. Die Mengen an CO2, die im Mantel zurückbleiben, und die in die Atmosphäre freigesetzt werden, sind jedoch nur mit großem Fehler quantifiziert. Die verfügbaren Modelle beruhen im Wesentlichen auf Daten, die von der Messung von vulkanischen Hochtemperaturgasen gewonnen wurden.Dieses bilaterale deutsch-russische Forschungsprojekt zielt darauf ab, grundlegende und derzeit fehlende Informationen über den CO2-Zyklus in Subduktionszonen zu liefern. Die Konzentrationen von Volatilen werden in primitiven Schmelzen von drei aktiven Vulkanbögen ermittelt werden: Kuril-Kamtschatka, Zentralamerika und kalabrische Subduktionszone. Diese drei Beispiele decken den gesamten Bereich der CO2/S-Verhältnisse, die in vulkanischen Gasen weltweit gemessen wurden. Hierfür sollen Schmelzeinschlüsse in Olivin mit hohem Forsterit-Gehalt analysiert werden. Bei diesen Einschlüssen geht man davon aus, dass es sich um die primitivsten basaltischen Schmelzzusammensetzungen handelt. Da Schmelzeinschlüsse jedoch aus mehreren Phasen (Glas, Kontraktionsblase, Tochterminerale) bestehen, müssen sie vor der Analyse rehomogenisiert werden um die Konzentrationen der volatilen Komponenten, insb. CO2, akkurat zu bestimmen. Die Homogenisierung wird bei hoher Temperatur, entweder bei 1 atm oder bei hohem Druck durchgeführt. Die Daten werden verwendet, um den Einfluss von Schmelzzusammensetzung und Karbonaten auf den Transfer von CO2 durch Magmen in Subduktionszonen zu untersuchen. Die erhaltenen Ergebnisse werden entscheidend sein, um zu testen ob es eine direkte Verbindung der Chemie der Vulkangase mit der Zusammensetzung magmatischer Schmelzen gibt. Weiterhin wird geprüft werden, ob Spurenelementverteilungen oder Isotope als mögliche Proxies für die CO2 Bilanzierung genutzt werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research, bis 3/2022
• Mitverantwortlich: Dr. Maxim Portnyagin
• Kooperationspartner: Dr. Nikita Mironov, bis 3/2022