Mobilität von kohlenstoffreichen Schmelzen im oberen Mantel: eine kombinierte experimentelle und theoretische Studie von Karbonatit-Schmelzdichten

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Das Verständnis der Mechanismen des Kohlenstofftransports und der Kohlenstoffspeicherung in der Tiefe ist der Schlüssel, um die Kohlenstoffflüsse zwischen oberflächennahen und tiefen Reservoirs und damit den globalen Kohlenstoffkreislauf zu beschränken. Karbonat-reiche Schmelzen sind wichtige Quellen von Kohlenstoff im Mantel. Allerdings sind die physikalischen Parameter wie etwa Dichte und Viskosität, welche die Mobilität und Migrationsraten der Schmelzen steuern, unter relevanten Bedingungen kaum bekannt. Dies gilt insbesondere für kohlenstoffreiche Zusammensetzungen, z.B. Karbonat/Karbonatit, welche durch den Beginn der Schmelzbildung von karbonathaltigen Peridotiten und Eklogiten erzeugt werden. Dieses Projekt nutzt jüngste experimentelle Fortschritte mit der Synchrotron-Röntgenabsorptionsmethode in Verbindung mit der Paris-Edinburgh-Presse und Moleküldynamiksimulationen zur Bestimmung der Dichte von Karbonatitschmelzen unter Bedingungen des oberen Mantels. Die kombinierten Dichtedatensätze werden in einem kontinuierlichen Dichtemodell für kohlenstoffreiche Schmelzen implementiert. Dieses Modell findet direkt Anwendung, um die Umverteilung von Kohlenstoff in magmatischen Prozessen über einen breiten Bereich von Krusten- und Mantelzuständen zu modellieren. Die erwarteten Ergebnisse werden insbesondere zur Entwicklung von Quantifizierungsmodellen für die Extraktionen von Karbonat/Karbonatit-Schmelzen aus subduzierenden Platten und deren Migration/Aufstieg/Einlagerung im Mantel verwendet, was letztlich zu einem neuen Verständnis der Kohlenstoffmobilität und des Kohlenstoffrecyclings in der tiefen Erde führt.