Lithosphäre in Zeit und Raum - zeitliche und (isotopen-)geochemische Entwicklung von überlagernden Krusten- und Mantelsegmenten

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Die Entstehung und Entwicklung der Kontinente ist ein grundlegender Aspekt der Erdwissenschaften, der u.a. auch die Fragen der Entstehung des Lebens, der Erzgenese, des Materialzyklus auf der Erde berührt. Trotz Jahrzehnte intensiver Forschungen entziehen sich die Details der Kopplung von kontinentaler Kruste und ihres darunter liegenden Mantels und ihrer nachfolgenden Entwicklung nach wie vor unserer Erkenntnis. In dem hier vorgeschlagenen Projekt sollen Krustensegmente unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher geotektonischer Position – archaisch, proterozoisch, paläozoisch, (aktiver und) passiver Kontinentalrand und tertiäres Rift – mit ihrem darunterliegenden lithosphärischen Erdmantel in Bezug auf ihre Lu-Hf und Sm-Nd Isotopie verglichen und ihre Schmelz- und Metasomatosegeschichte datiert werden. Dadurch soll ermittelt werden, (1) inwieweit Krusten- und Mantelprozesse gekoppelt sind, (2) wann und wie oft Schmelzprozesse im lithosphärischen Erdmantel unter jungen und alten Krustenbereichen stattgefunden haben (Lu-Hf), (3) ob, wann und durch welche Agenzien der Erdmantel metasomatisch überprägt wurde (Sm-Nd und Spurenelemente) und (4) ob es eine sekuläre Veränderung dieser Prozesse gegeben hat. Der Vergleich archaische und proterozoische Kruste mit dem darunterliegenden Erdmantel soll in einem „E-W-Profil“ des südlichen Afrikas vom Kaapvaalkraton bis zur Atlantikküste Namibias gezogen werden. Paläozoische Kruste und Erdmantel sollen im tertiären Riftsystem Europas (Kaiserstuhls, Schwarzwald, Vogesen, Vogelsbergs, Rhön) untersucht werden. Oberdevonischer und unterkarbonischer Vulkanismus in der Umgebung von Marburg förderte Spinellperidotite und Krustenmaterial an die Erdoberfläche, so dass hier durch den Vergleich Devon-Tertiär noch zeitliche Entwicklungen betrachtet werden können.