Klärung der präerosiven Ausdehnung und des Volumens der magmatischen Großprovinz Dekkan mit Hilfe der Niedrig-Temperatur Thermochronologie: Implikationen für den langfristigen Kohlenstoffkreislauf

• Antragsteller: Dr. Cody Colleps
• Fachliche Zuordnung: Geologie ; Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 538063624

Die heutige magmatischen Großprovinz (LIP) Dekkan in West-Zentral-Indien erzählt eines der außergewöhnlichsten vulkanischen Ereignisse der Erdgeschichte. Dessen präerosive Ausdehnung war sogar noch weitläufiger. Um den Einfluss des Dekkan LIP auf globale Klimaveränderungen seit dem Ende der späten Kreidezeit zu verstehen, ist es wichtig, die präerosive Ausdehnung und das Volumen des Dekkan LIP zu bestimmen. Es wurde vorgeschlagen, dass die ersten Dekkan Eruptionen einen abrupten Anstieg des atmosphärischen CO2 verursachten, der für die Erwärmung im späten Maastricht verantwortlich war. Die Verwitterung der Dekkan-Basalte wurde als effizienter Mechanismus zur Absenkung des atmosphärischen CO2 durch Silikat-Verwitterungsreaktionen vorgeschlagen, was eine langfristige Abkühlung während des Känozoikums gefördert haben könnte. Es ist zwar bekannt, dass diese Mechanismen den langfristigen Kohlenstoffkreislauf direkt beeinflussten, aber das Ausmaß dieses Einflusses ist noch wenig verstanden und wird heftig diskutiert. Eine der Hauptursachen für die Ungewissheit ist das Fehlen direkter Angaben über die präerosive Ausdehnung und das Volumen des LIP—beträchtliche Mengen an Dekkan-Basalten sind seit ihrer Formation erodiert worden, und die heutige Erhaltung erlaubt nur minimale direkte Schätzungen der eruptiven Mengen. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit soll eine neuartige, hochmoderne thermochronometrische Methode eingesetzt werden, um (1) die flächenmäßige Ausdehnung des präerosiven Dekkan LIP und (2) das Volumen der seitdem erodierten Dekkan-Basalte zu bestimmen. Eine kürzlich durchgeführte Proof-of-Concept Studie von Colleps et al. (2021) zeigt, dass thermochronometrische Daten aus Apatit (U-Th)/He (AHe) direkt einschränken können, wo nun erodierte Dekkan-Basalte einst abgelagert wurden. Um diese frühere Studie zu erweitern, wird ein umfassender thermochronometrischer Niedrig-Temperatur-Datensatz—einschließlich AHe-Daten, hochauflösenden 4He/3He-Profilen und Apatit-Spaltungsspurdaten—von Gesteinen gesammelt, die die Ränder der modernen Dekkan-LIP-Aufschlüsse umgeben. Diese Daten ermöglichen nicht nur neue minimale flächenmäßige Beschränkungen für die ursprüngliche Ausdehnung des Dekkan LIP, sondern gestatten auch die Extraktion von außergewöhnlichen hochauflösenden Modellen der thermischen Geschichte, aus denen (1) erosive Volumina und (2) räumlich-zeitliche Muster der Erosion von Dekkan-Basalten ermittelt werden können. Neu ermittelte Schätzungen der präerosiven Ausdehnung und des Volumens des Dekkan LIP werden in hochentwickelte Kohlenstoffkreislauf-Langzeitmodelle integriert werden, die die Auswirkungen des Dekkan LIP auf das Erdklima so detailliert bewerten können, dass bestehende Unklarheiten diesbezüglich beseitigt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen