Aragonit-Aragonite Diagenese: Relevanz für Karbonat Archive und Proxy Interpretation

• Antragsteller: Professor Dr. Adrian Immenhauser
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Geologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541132158

Aragonit ist ein wichtiges Karbonat Polymorph in Ozeanen und auf Kontinenten. Die volumetrisch bedeutendsten Erscheinungsformen sind Aragonite in marinen Ökosystemen, vor allem in Riffen und Karbonatplatformen, sowie abiogene Aragonit Zemente. Aragonit ist aber auch in der Sedimentologie, Karbonat Diagenese, Biomineralisation, Materialwissenschaften, Archäologie oder metamorphen Petrologie von Bedeutung. Im den vergangenen Jahrzenten hat sich die Forschung oft auf Aragonit als Archiv (Speläotheme, Steinkorallen, Mollusken usw.) der jüngeren Erdgeschichte konzentriert. In diesem Sinne ist es überraschend, dass bisher bestenfalls sporadisch über die frühe diagenetische Umwandlung von Aragonit in sekundären Aragonit berichtet wurde. Wir stellen hier die These auf, dass (vor allem abiogene) Aragonite eine frühe diagenetische Rekristallisation zu einer sekundären Aragonit Phase durchlaufen, die oft arm an Organik ist und sich durch ein gröberes Gefüge auszeichnet. Dieser Prozess wird an den Reaktionsfronten zwischen Aragonit und Kalzit beobachtet, ist aber auch ein Produkt der Aragonit-Stabilisierung. Die bisher verfügbaren Daten beruhen auf der Beobachtung natürlicher Aragonite, sind inzwischen aber auch in Alterationsexperimenten dokumentiert. Wissen wir, ob die Aragonit-Aragonit-Rekristallisation in natürlicher Umgebung häufig vorkommt oder auf bestimmte Randbedingungen beschränkt ist? Nein. Wissen wir, welche Auswirkungen die Aragonit-Aragonit-Rekristallisation auf Proxydaten hat? Nein. Wenn es zu einer geochemischen Veränderung kommt, wird dies vor allem für diejenigen von Bedeutung sein, die mit Datierungsanalysen oder räumlich/zeitlich hoch aufgelösten analytischen Verfahren arbeiten. Die Übergangsstadien der Aragonit-zu-Kalzit-Neomorphose sind nicht erforscht, da sich bisherige Studien oft auf das Edukt (primärer Aragonit) und das Produkt (stabiler Calcit) konzentriert habne. Im diesem Forschungsvorhaben wenden wir eine Kombination von experimentellen Ansätzen an und untersuchen natürliche, frühdiagenetische Aragonite. Dieser Ansatz geht über die meisten bisherigen Studien hinaus, die entweder auf Feld- oder auf experimentellen Arbeiten basieren. Wir werden ein Spektrum an Proxy-Systemen (C, O, gekoppelte delta47 - delta48 und Element-Verhältnisse) analysieren, um die Bedeutung der Aragonit-Aragonit Diagenese auf das geochemische Archiv dieser Materialien zu erforschen und ein verfeinertes Aragonit-zu-Kalzit-Neomorphose-Modell zu erstellen. Unser Ziel ist es, ein Protokoll zur Erkennung von sekundärem Aragonit in natürlichen und experimentell veränderten Proben zu erarbeiten. Wir wollen untersuchen, inwieweit Hydrogeochemie und Organik Aragonit-Aragonit-Diagenese fördern oder hemmen. Die hier vorgeschlagenen Forschungsarbeiten sind für ein breites Spektrum von Disziplinen in der Karbonat Forschung bedeutend und haben das Potenzial, wichtige Lücken in unserem Verständnis der Karbonat Diagenese unter Erdoberflächenbedingungen zu schließen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Kooperationspartner: Professor Dr. Martin Dietzel