Bayreuther Geowissenschaftler erhält "ERC Advanced Grant" des Europäischen Forschungsrats

Großer Erfolg für die geowissenschaftliche Hochdruck- und Hochtemperaturforschung in Bayreuth: Dr. Dan Frost, Wissenschaftler am Bayerischen Geoinstitut (BGI) der Universität Bayreuth, gehört zu den Siegern im europaweit ausgeschriebenen Wettbewerb um die „ERC Advanced Grants“ des Europäischen Forschungsrats (European Research Council, ERC).

Mit diesen hochdotierten Preisen zeichnet der ERC herausragende Forscherpersönlichkeiten aus, die in den letzten zehn Jahren ausgezeichnete wissenschaftliche Beiträge in ihrem Fach geleistet haben und für besonders vielversprechende Projekte den erforderlichen Freiraum erhalten sollen. Dabei werden insbesondere grundlagenorientierte Forschungsvorhaben gefördert. Für sein Projekt „Deep Earth Elastic Properties and a Universal Pressure Scale“ erhält Dr. Dan Frost für die nächsten 5 Jahre eine Fördersumme von insgesamt 2 Mio. Euro.

Dr. Dan Frost befasst sich in seinen Forschungsarbeiten mit physikalisch-chemischen Zuständen und Prozessen im Erdinneren, insbesondere im Erdmantel, der sich unterhalb der Erdkruste in einer Tiefe von ca. 40 bis zu 2.900 km erstreckt. Seine Untersuchungen zielen darauf ab, Antworten auf grundlegende Fragen bezüglich des Ursprungs von Vulkanismus, Erdbeben und tektonischen Prozessen zu ermöglichen.

Wissenschaftliche Erkenntnisse über das Erdinnere stützen sich insbesondere auf die Messung von Geschwindigkeiten, mit denen Schallwellen durch die Schichten des Erdinneren übertragen werden. Um aus diesen Messdaten Rückschlüsse auf Temperaturen und mineralische Strukturen im Erdmantel gewinnen zu können, sind technisch anspruchsvolle Simulationen im Labor erforderlich. Von besonderer Bedeutung ist dabei die sog. „diamond anvil cell“, eine Forschungsapparatur, in der Gesteinsproben zwischen zwei gegenüber liegenden Diamanten unter hohem Druck eingespannt werden. In den Laboratorien des Bayerischen Geoinstituts werden Mineralien extrem hohen Drücken bis zu 1.000.000 atm und Temperaturen bis zu 4.000 Grad Celsius ausgesetzt, so dass die experimentellen Simulationen den Echt-Bedingungen im Erdmantel sehr nahekommen. Dabei werden die Eigenschaften und Verhaltensweisen dieser Einkristall-Mineralien in Beziehung gesetzt zu der Geschwindigkeit, mit der im Labor erzeugte Schallwellen durch sie hindurch geleitet werden. Vor allem die elastischen Eigenschaften von Gesteinen im Erdinneren lassen sich auf diese Weise präzise bestimmen.

In diesem Zusammenhang wird Dr. Dan Frost ein neuartiges Verfahren entwickeln, das es erstmals ermöglicht, extrem hohe Drücke temperaturunabhängig zu messen. Dieses Verfahren erlaubt die Festlegung einer neuen, universell anwendbaren Skala für Druckmessungen. Es beruht auf der Kombination zweier Messmethoden, die in der Mineralphysik bisher unabhängig voneinander eingesetzt wurden, der Brillouin-Spektroskopie und der Einzelkristall-Röntgen-Diffraktion. „Auf diese Weise“, so erläutert Dr. Frost, „können wir zuverlässig den im Labor gemessenen Druck zur Tiefe im Erdmantel in Beziehung setzen und eine Fülle seismischer Daten mit einer bisher nicht gekannten Präzision interpretieren. Daraus lassen sich neue Erkenntnisse über die Bedingungen und Prozesse gewinnen, die sich im Erdinneren abspielen und indirekt die Lebensbedingungen auf der Erde beeinflussen.“

Dr. Dan Frost (37) ist seit 1998 am Bayerischen Geoinstitut, einer Zentralen Wissenschaftlichen Einrichtung der Universität Bayreuth, tätig. Nach seinem Bachelorexamen an der University of London promovierte er an der University of Bristol mit einer Arbeit zur Hochdruck- und Hochtemperaturforschung; 1996 folgte ein zweijähriger Forschungsaufenthalt als Postdoc am Geophysical Laboratory der Carnegie Institution of Washington. Dr. Dan Frost ist Träger der James B. Macelwane-Medaille der American Geophysical Union und der Max Hey-Medaille der Mineralogical Society of Great Britain and Ireland.

Ansprechpartner für weitere Informationen:

Dr. Dan Frost
Bayerisches Geoinstitut (BGI)
Universität Bayreuth
D-95440 Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 55-3737
E-Mail: dan.frost@uni-bayreuth.de