Quantitative Bestimmung von Denudationsraten basaltischer Gesteine und deren Beitrag an dem globalen Kohlenstoffdioxid Haushalt mittels kosmogenem Mn-53

• Antragsteller: Dr. Steven Binnie
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 339625557

Silikatverwitterung bindet atmosphärisches Kohlenstoffdioxid und hat somit das Potential Auswirkungen auf das globale Klima zu haben. Besonders die Verwitterung von Basaltgesteinen könnte als eine bedeutende Kohlenstoffdioxidsenke wirken. Begrenztes Wissen über die Kontrollmechanismen chemischer Verwitterungsraten war lange Zeit dadurch begründet, dass Prozessraten nicht über geomorphologisch signifikante Zeiträume bestimmt werden konnten. Die Entwicklung und Etablierung der Datierungsmethode mittels terrestrischer kosmogener Nuklide während der letzten zwei Dekaden, ermöglicht Denudation über Zeiträume von tausenden von Jahren und darüber hinaus zu quantifizieren und somit Rückschlüsse auf chemische Verwitterungsraten zu ziehen. Bis dato wurde Basaltregionen diesbezüglich wenig Aufmerksamkeit geschenkt. Dies ist zum Teil dem Fehlen geeigneter Target-Nuklide geschuldet, welche für aussagekräftige Denudationsratenbestimmungen mittelskosmogener Nuklide unabdingbar sind. Neueste Entwicklungen haben gezeigt, dass kosmogenes Mn-53 dazu geeignet ist, Denudationsraten in eisenoxid-haltigen Gesteinen zu quantifizieren, was bedeutet, dass es an Basalten angewendet werden kann. Ziel ist es diese neue Möglichkeit der Bestimmung von Denudationsraten an Basalten zu nutzen, um die Bedeutung der Basaltverwitterung als atmosphärische globale Kohlenstoffdioxidsenke zu quantifizieren. Um dieses Ziel zu erreichen werden wir zwei klimatisch unterschiedliche Millieus beproben: die Paraná Flutbasalte im humiden Süden Brasiliens sowie die Etendeka Flutbasalte im ariden Namibia. Diese Gesteine wurden ursprünglich als zusammenhängender Gesteinskörper extrudiert und anschließend im Zuge der Atlantiköffnung geteilt und geographisch voneinander getrennt. Demnach sind beide Regionen lithologisch identisch, unterscheiden sich allerdings drastisch in ihren Niederschlagsmengen. In Bezug auf die Temperatur sind beide Gebiete dramatischen Temperaturgradienten ausgesetzt. Kosmogene Mn-53 Konzentrationen in den Gesteinsproben werden die Bestimmung von Denudationsraten ermöglichen und somit folglich Aufschluss über den Einfluss klimatischer Faktoren auf die Verwitterungsraten von Basalt geben. Zusätzliche Untersuchungen der Beziehungen zwischen chemischer und physikalischer Verwitterung, in Kombination mit den Denudationsraten benachbarter nicht-basaltischen Lithologien, werden uns neue Erkenntnisse über basaltische Verwitterungsraten und ihren kontrollierenden Faktoren liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien, Großbritannien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Keith Fifield; Dr. Toshiyuki Fujioka; Professor Dr. Finlay Stuart; Professor Dr. Anton Wallner