Rückverfolgung der Entstehung und Entwicklung der kontinentalen Kruste im Archaikum-Proterozoikum anhand von In-situ-B-Isotopenanalysen ozeanischer Ablagerungen

• Antragsteller: Dr. Avishai Abbo
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie ; Geologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 539548092

Das Wachstum und die Akkumulation kontinentaler Kruste im Laufe der Erdgeschichte ist ein umstrittenes Thema in der geowissenschaftlichen Forschung, welches den Beginn sowie die Funktionsweise der modernen Plattentektonik während verschiedener geologischer Perioden betrifft. Rückschlüsse auf des Krustenwachstums in der frühen Erdgeschichte anhand von Fragmenten der archaisch-proterozoischen Kruste können durch deren partielle Erhaltung verzerrt sein. Zudem bereitet es Schwierigkeiten aus lokalen oder regionalen Datensätzen auf ein globales System zu extrapolieren, während es bei großen globalen Datensätzen fast unmöglich ist, die gleiche Gültigkeit und/oder Bedeutung jedes einzelnen Datenpunktes zu berücksichtigen. Im Rahmen dieses Projekts werde ich die Akkumulation kontinentaler Kruste auf der Erde, insbesondere ihre Freilegung und Heraushebung über den Meeresspiegel, durch die Untersuchung von B-Isotopen in archaisch-proterozoischen ozeanischen Ablagerungen bestimmen. Das Bor in den Ozeanen stammt hauptsächlich aus der kontinentalen Erosion und wird i.W. durch die Alteration ozeanischer Kruste verbraucht. Die Prozesse der kontinentalen Krustenbildung und -exposition wirken sich auf die ozeanische Zusammensetzung aus, die wiederum in den von mir untersuchten Meeressedimenten erhalten bleibt. Da Bor sich konservativ verhält und im Meerwasser über ca. 10^3 Jahren vollständig homogenisiert wird, ist das Borsignal aus chemischen Ablagerungen der Ozeane ein guter Hinweis auf das globale Regime. Hornstein und Eisenformationen (IFs) sind chemische Meeresablagerungen, die direkt aus dem Meerwasser ausgefällt werden und somit als Archiv des ozeanischen Chemismus dienen. Solange es keine freiliegende kontinentale Kruste über dem Meeresspiegel gibt, ist davon auszugehen, dass der Ozean eine sehr niedrige Borkonzentration aufweist, die im Gleichgewicht mit der ozeanischen Kruste oder dem Erdmantel steht. Mit zunehmender Exposition und dem Auftauchen von Kontinenten dürfte sich die Borkonzentration und die Isotopenzusammensetzung der Ozeane langsam den modernen Werten angenähert haben. Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Fraktionierungsfaktoren zwischen Meerwasser und Siliziumdioxid/Fe-Oxid werden meine neuen Daten es ermöglichen, ozeanische Bor-Element- und Isotopenentwicklungskurven für das Archaisch-Proterozoikum zu erstellen. Eine zeitabhängige Modellierung, die die verschiedenen Bor-Einträge und -Abflüsse der Ozeane berücksichtigt, sollte es mir ermöglichen, die am besten geeigneten Bedingungen für die Heraushebung der Kontinente, den Zeitrahmen, sowie das Wechselspiel zwischen Kontinentbildung und der Bildung ozeanischer Kruste zu quantifizieren. Die vorgeschlagene Studie wird daher die Frage des Krustenwachstums im Laufe der Zeit auf eine neuartige, revolutionäre und unerforschte Weise angehen und einen bedeutenden Beitrag zur Untersuchung der Krustenentwicklung, des Beginns der Plattentektonik und der Bor-Isotope der Ozeane leisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen