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Projekt
Chemische Entwicklung der Metallkerne von Kleinplaneten in der Frühgeschichte des Sonnensystems
Antragsteller
Professor Dr. David Rubie
Fachliche Zuordnung
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Physik des Erdkörpers
Physik des Erdkörpers
Förderung
Förderung von 2014 bis 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 248632057
Die Erde ist durch Aggregation von zahlreichen 10 bis 100 km großen Kleinplaneten (Planetesimalen) und einer kleineren Zahl von mond- bis marsgroßen Planeten (Embryos) entstanden. Neuere Modelle der Entstehung des Erdkerns nehmen an, dass bereits in den die Erde bildenden, planetaren Körpern Kernbildung stattgefunden hat. Die Bedingungen unter denen sich diese Kerne gebildet haben, waren vermutlich stark reduzierend, das sollte zu größeren Mengen von Si und Cr in den Metallkernen dieser Objekte führen. Es wird gewöhnlich angenommen, dass Eisenmeteorite Metallkerne von früh entstandenen Kleinplaneten sind, die durch Fragmentierung differenzierter Kleinplaneten auf Grund von Kollisionen entstanden sind. Die Gehalte der zwei schwach siderophilen Elemente Si und Cr in Eisenmeteoriten sind jedoch in den meisten Fällen extrem niedrig (unter einem ppm). Dies wird auf den zunehmend lithophileren Charakter von Cr und Si bei abnehmenden Temperaturen zurückgeführt. Durch ständigen Austausch zwischen flüssigem Kern und darüberliegender Silikatschmelze (Magmaozean) nehmen die Gehalte an Si und Cr in der Metallphase währen der Abkühlung kontinuierlich ab. Um diese Hypothese zu testen, sollen die Diffusionskoeffizienten von Si und Cr in flüssigem Eisen experimentell, bei 1-25 Gigapascal und theoretisch mittels molekulardynamischer Methoden bestimmt werden. Außerdem wollen wir Modelle für die Abkühlung von Kleinplaneten entwickeln, wobei beide Phasen, der flüssige Metallkern und die darüberliegende Silikatschmelze, konvektieren. Die Veränderung im Chemismus des Metallkerns wird dabei im Wesentlichen durch Diffusion zwischen der Metall- und der Silikatphase bestimmt.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
