Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dynamik im Erdinneren

28.04.2014

Eine neue Emmy Noether-Nachwuchsgruppe an der Universität Bayreuth untersucht die Grundlagen von Prozessen wie Erdbeben oder Vulkanausbrüchen.

Von allen Naturereignissen, die oft katastrophale Folgen für die Menschen haben, lassen sich Erdbeben besonders schwer vorhersagen. Bis heute liegen die unterirdischen Prozesse, welche die Plattentektonik antreiben und dadurch Erdbeben oder Vulkanausbrüche auslösen, weitgehend im Dunkeln.


Dr. Hauke Marquardt, Leiter der neuen Emmy Noether-Nachwuchsgruppe im Bayerischen Geoinstitut (BGI), vor dem Hydrauliksystem einer Hochdruckpresse (rechts im Bild).

Foto: Chr. Wißler; zur Veröffentlichung frei.

Daher ist eine intensive geowissenschaftliche Grundlagenforschung erforderlich, damit solche Prozesse eines Tages umfassend verstanden werden können. Diesem Ziel dient auch ein Forschungsvorhaben am Bayerischen Geoinstitut (BGI) der Universität Bayreuth, das im April 2014 gestartet ist.

Eine neue, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Emmy Noether-Nachwuchsgruppe unter der Leitung von Dr. Hauke Marquardt befasst sich mit den Eigenschaften von Mineralen im Erdmantel, der unterhalb der Erdkruste in einer Tiefe von rund 40 km beginnt und sich bis in eine Tiefe von rund 2.900 km erstreckt.

Im Emmy Noether-Programm der DFG erhalten hervorragende Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler die Chance, ein junges Forschungsteam an einer Universität in Deutschland mehrere Jahre lang erfolgreich zu leiten und sich damit für die Übernahme einer Professur zu qualifizieren. Dr. Hauke Marquardt ist erst vor kurzem vom Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam an die Universität Bayreuth gekommen.

Gemeinsam wird er mit einer Gruppe hochqualifizierter Doktorandinnen und Doktoranden untersuchen, wie Minerale im Erdmantel ihre Eigenschaften infolge äußerst hoher Drücke und Temperaturen verändern. „Elastische und strukturelle Eigenschaften von Geomaterialien unter extremen Bedingungen“ lautet das Thema der Nachwuchsgruppe, die in den kommenden fünf Jahren mit mehr als 1,5 Millionen Euro gefördert wird. Im Mai 2014 wird der erste Doktorand seine Arbeit in der Emmy Noether-Nachwuchsgruppe beginnen.

Die Mitglieder der Nachwuchsgruppe wollen eine Reihe ungewöhnlicher Minerale unter die Lupe nehmen, die in der Übergangszone des Erdmantels in einer Tiefe zwischen 410 bis 660 km lagern. Dabei interessieren sie sich insbesondere für die physikalischen Eigenschaften von Wadsleyit, Ringwoodit und Majorit. Zudem wollen sie herausfinden, wie sich die im unteren Erdmantel gelagerten Minerale Magnesium/Eisen-Perowskit und Ferroperiklas verhalten, wenn sie dort extrem hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind.

Bei diesen Untersuchungen in den Hochdrucklaboratorien des BGI kommt insbesondere die Laser-Spektroskopie zum Einsatz. Es soll geklärt werden, wie schnell sich Schallwellen in unterschiedlichen Mineralen ausbreiten. Deren Geschwindigkeit entspricht der Geschwindigkeit, mit der sich Erdbebenwellen in den Mineralen fortsetzen würden; wobei die Geschwindigkeit in beiden Fällen von der Ausbreitungsrichtung der Wellen abhängen kann.

Ergänzende Röntgenbeugungsexperimente werden am Deutschen Elektronensynchrotron (DESY) in Hamburg durchgeführt. Einige der in Bayreuth geplanten Experimente haben Pilotcharakter: Sie richten sich auf die elastischen Eigenschaften von Calcium-Perowskit und post-Perowskit, eines Materials, das in einer Tiefe von etwa 2600 km aus Perowskit durch eine Phasentransformation entsteht.

„In unseren teilweise sehr speziellen Untersuchungen untersuchen wir Materialien, die in der Natur fast ausschließlich tief im Erdinneren vorkommen“, erklärt Dr. Marquardt. „Für solche Forschungsarbeiten bieten die Laboratorien des Bayerischen Geoinstituts eine besonders leistungsstarke Infrastruktur, wie sie so nirgendwo anders in Europa vorhanden ist.

Von den Ergebnissen versprechen wir uns wertvolle Hinweise für die Interpretation seismologischer Modelle und Beobachtungen. Durch die Kombination dieser großskaligen Beobachtungen mit unseren Labordaten kann es gelingen, Prozesse besser zu verstehen, die sich tief unter unseren Füßen abspielen. Diese Dynamik im Erdinneren hat die bisherige Entwicklung unseres Planeten wesentlich geprägt und treibt auch die heutige Plattentektonik an. Meistens sind es erst Naturkatastrophen wie Erdbeben oder Vulkanausbrüche, die uns diese Prozesse bewusst machen.“

Zur Person:

Dr. Hauke Marquardt (34) stammt aus Wolfenbüttel und hat von 2002 bis 2006 an der Freien Universität Berlin sowie an der Universität Tübingen Mineralogie und Materialwissenschaften studiert. An der Freien Universität Berlin wurde er 2009 mit einer Arbeit über elastische Eigenschaften von Kristallen promoviert. Es folgten Forschungsaufenthalte an der University of California in Berkeley und am Deutschen GeoForschungsZentrum in Potsdam. Dr. Hauke Marquardt wurde 2010 mit dem Deutschen Studienpreis der Körber-Stiftung ausgezeichnet, 2013 erhielt er den Hermann Credner Preis der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften.

Kontakt:

Dr. Hauke Marquardt
Bayerisches Geoinstitut (BGI)
Universität Bayreuth
D-95440 Bayreuth
Telefon: +49 (0)921 55-3718
E-Mail: hauke.marquardt@uni-bayreuth.de

Christian Wißler | Universität Bayreuth
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen
18.08.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Klimawandel: Bäume binden im Alter große Mengen Kohlenstoff
17.08.2017 | Universität Hamburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie