SPP 527 - Teilprojekt: Calcium Isotopenfraktionierung bei Transport- und Rekristallisationsprozessen in marinen Tiefseesedimenten

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Biogene Kalziumkarbonatschalen aus marinen Sedimenten sind wichtige Archive für Veränderungen im System Erde durch die Erdgeschichte, da ihre Element- und Isotopenzusammensetzung in vielfältiger Weise als Paläo-Umwelt-Proxies verwendet werden. Die Zuverlässigkeit der Proxy-basierten Rekonstruktionen hängt dabei, neben primären Faktoren, auch von der Erhaltung der biogenen Karbonate ab, die wiederum von diagenetischen Prozessen im Sediment, wie partieller Lösung oder Rekristallisation bedingt wird. Die während IODP Expeditionen 320/321 erbohrten Sedimente liefern ein hochaufgelöstes Klimaarchiv durch das Känozoikum mit guter Karbonaterhaltung, und sind damit die Basis für vielfältige, wichtige Klima Rekonstruktionen. Trotz der überwiegend sehr guten Erhaltung der Karbonate, zeigen Porenwasseranalysen Hinweise für Rekristallisation an. Ein Werkzeug zur Untersuchung diagenetischer Prozesse in marinen Sedimenten, u.a. der Bestimmung von Rekristallisationsraten, ist die Isotopenzusammensetzung des Elements Calcium. Ein wesentliches Ziel dieses Vorhabens ist die Bestimmung der Kalziumkarbonatrekristallisation in den Tiefseesedimenten der IODP Expeditionen 320/321 für eine bessere Einschätzung der Proxy-Erhaltung. Dazu wird zuerst die Ca-Isotopenzusammensetzung im Porenwasser und dem dazugehörigen Sediment analysiert und daraus die Kalziumkarbonat-Rekristallisationsrate modelliert. Calciumisotope werden in marinen Sedimenten nicht nur durch Rekristallisation beeinflusst, sondern auch von weiteren Prozessen, deren genauer Beitrag teilweise noch nicht vollständig untersucht ist. Ein Prozess, der noch nicht hinreichend charakterisiert ist, ist diffusiver Ca Transport. Wir werden experimentelle Versuche zur Quantifizierung massenabhängiger Isotopenfraktionierung bei der Diffusion durch Sedimente durchführen, um diese Effekte bei der Bestimmung von Rekristallisationsraten zu berücksichtigen. Diese Ergebnisse werden dazu beitragen systematische Fehler beim Modellieren zu vermeiden und zu einem besserer Verständnis von Prozessen führen, die im Porenwasser mariner Sedimente ablaufen.