Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie es den Karbonaten im Erdinneren ergeht

04.02.2015

Karbonate sind die wichtigsten Kohlenstoffspeicher der Erde. Doch welche Rolle spielen sie im Erdinneren? Wie reagieren sie auf die Bedingungen im Erdmantel?

Mit diesen Fragen befasst sich jetzt eine Forschergruppe von Wissenschaftlern aus Frankfurt, Bayreuth, Berlin/Potsdam, Freiberg und Hamburg, die von der DFG gefördert wird. Die Forschergruppe bringt Experten verschiedener geowissenschaftlicher Disziplinen sowie hochmoderne Technik zusammen.

Die Erde hat einen Radius von durchschnittlich rund 6400 Kilometern. Die tiefste Bohrung, zu der der Mensch bisher in der Lage war, ging jedoch nur bis in zwölf Kilometer Tiefe. Und selbst bei enormem technischem Fortschritt sei es undenkbar, die tiefen Schichten jemals empirisch erforschen zu können, sagt Björn Winkler, Professor für Kristallographie an der Goethe Universität Frankfurt und Koordinator der neuen Forschergruppe.

„Wie es da drinnen aussieht, das können wir nur durch die Kombination von Experimenten und Modellrechnungen herausfinden“, erklärt er. Während es über Silikate, die ein wesentlicher Bestandteil des Erdmantels sind, schon genauere Erkenntnisse gibt, sind Karbonate bislang noch wenig erforscht. „Der Erdaufbau ist ohne Karbonate erklärbar – die Frage ist allerdings: wie gut?“, sagt Winkler.

„Strukturen, Eigenschaften und Reaktionen von Karbonaten bei hohen Temperaturen und Drücken“ („Structures, Properties and Reactions of Carbonates at High Temperatures and Pressures“) lautet der Titel des Projekts, das die DFG von Mitte Februar an fördert. „Wir wollen verstehen, wie die Erde funktioniert“, umschreibt Winkler das übergeordnete Forschungsinteresse der rund 30 Wissenschaftler und ihrer Teams. Welche Möglichkeiten unser Planet hat, Kohlenstoff zu lagern, wie viel Kohlenstoff es überhaupt auf der Erde gibt – der gesamte Kohlenstoffkreislauf sei nach wie vor ein Geheimnis.

Im Fokus der Forschergruppe, die sieben Einzelprojekte verbindet, steht der Erdmantel, die 2850 Kilometer mächtige mittlere Schale im inneren Aufbau der Erde. Ziel ist das bessere Verständnis von Phasenbeziehung, Kristallchemie und physikalischen Eigenschaften der Karbonate. Dazu sollen die Bedingungen der Mantelübergangszone sowie des darunterliegenden unteren Erdmantels – also sehr hohe Temperaturen und ein sehr hoher Druck – simuliert werden. Jedes der sieben Projekte nimmt einen anderen Aspekt unter die Lupe, zum Beispiel das Karbonat Calcit oder die Kombination von Karbonaten mit Eisen, mit Silikaten oder unter Schock.

Winkler und sein Team befassen sich schon seit sechs Jahren mit der Thematik. Sein Mitarbeiter Dr. Lkhamsuren Bayarjargal wurde für die Arbeit mit Hochleistungslasern bereits mit dem Max-von-Laue-Preis der Deutschen Gesellschaft für Kristallographie ausgezeichnet sowie vom Fokus-Programm der Goethe-Universität gefördert. Und auch die überregionale Zusammenarbeit der Forscher ist nicht ganz neu. Mit Hilfe der DFG-Mittel können jetzt jedoch spezielle Apparaturen konstruiert werden, um die Bedingungen im Erdmantel zu simulieren. So genannte Diamantstempelzellen erlauben Drücke, die eine Million mal so stark sind wie der Atmosphärendruck; Hochleistungslaser sind in der Lage, Temperaturen von bis zu 5000 Grad Celsius zu erzeugen. Dass dies die Bedingungen sind, die im Erdmantel herrschen, wurde durch entsprechende Berechnungen belegt.

Winzigste Mengen eines Karbonats genügen schon für ein Experiment. Die Substanz wird im Experiment den entsprechenden Bedingungen ausgesetzt und gleichzeitig von den Wissenschaftlern auf Veränderungen hin untersucht. Hierbei wird mit unterschiedlichen Techniken gearbeitet – in Frankfurt z.B. mit Raman-Spektroskopie, in Potsdam mit Infrarot-Spektroskopie. „Wenn wir auf unterschiedlichen Wegen zum selben Ergebnis kommen, wissen wir, dass wir richtig liegen“, so Prof. Winkler.

Information: Prof. Dr. Björn Winkler, Facheinheit Mineralogie, Institut für Geowissenschaften, Campus Riedberg, Tel: (069) 798-40107, b.winkler@ kristall.uni-frankfurt.de.

Dr. Anke Sauter | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-frankfurt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Neues Forschungsspecial zu Meeren, Ozeanen und Gewässern
18.01.2017 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

nachricht Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?
17.01.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise