Experimental constraints on majorite stability in the Earth's interior

• Applicant: Professor Stephan Klemme, Ph.D.
• Subject Area: Mineralogy, Petrology and Geochemistry
• Term: from 2009 to 2014
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 154174661

Das Erdinnere besteht aus Mineralen, die mit zunehmender Tiefe eine Reihe von Phasentransformationen durchlaufen. Eine der wichtigsten Minerale, die in großer Tiefe im Erdinneren angefunden wird, ist Majorit. Majorite sind Minerale, deren Kristallstruktur von der Granatstruktur ableitbar ist. Im Gegensatz zu normalen Erdmantelgranaten, die Silizium nur in tetraedrischer Koordination enthalten, befindet sich im Majorit Silizium auch in sechsfacher Koordination. Majoritgranate werden in fertilen Zusammensetzungen ab etwa 150 km Tiefe stabilisiert, die Stabilität von Majorit in verarmten Erdmantelzusammensetzungen dagegen ist weitgehend unbekannt, obwohl verarmte Zusammensetzungen im tiefen Erdinneren sehr häufig anzutreffen sind. Im geplanten Forschungsprojekt soll nun zum ersten Mal die Stabilität von Majorit experimentell systematisch als Funktion von Druck, Temperatur, und chemischer Zusammensetzung untersucht werden. Die dafür notwendigen Experimente sollen bei hohem Druck und hoher Temperatur durchgeführt werden. Dadurch wird es möglich Prozesse zu simulieren, die tief im Erdinneren ablaufen. Die experimentellen Ergebnisse werden dazu beitragen, neue Erkenntnisse zum mineralogischen und chemischen Stoffbestand des Erdinneren zu gewinnen, mit denen man die Entstehung der natürlich vorkommenden Majoritgranate besser verstehen kann. Da Majoritgranate häufig als Einschlüsse in Diamanten gefunden werden, können die experimentellen Ergebnisse auch benutzt werden, um neue quantitative Aussagen über die Entstehungsbedingungen von Diamanten zu treffen.

• DFG Programme: Research Grants