Shock effects in sulfates: nature - experiments - modeling

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Durch den Chicxulub-Impakt wurden aus karbonatisch-sulfatischen Sedimenten die klimawirksamen Gase CO2 bzw. S0x freigesetzt. Eine Quantifizierung der dadurch ausgelösten drastischen, globalen Kurz- und Langzeiteffekte ist derzeit nicht möglich, da das Verhalten von Karbonaten und Sulfaten bei der Impaktmetamorphose nur unzureichend bekannt ist. Ziele unseres Vorhabens sind (i) die Erfassung von Schockeffekten in Kalzit bzw. Anhydrit im niedrigen Druckbereich und (ii) Festlegung des pT-Feldes, in dem bei Impaktprozessen C02 bzw. S0x aus diesen Phasen entweicht. Die Kompressionsphase natürlicher Impaktereignisse soll mit 1) Sprenganordnungen (kleiner 100Gpa; Vorheizung kleiner 900K), die schnelle (kleiner 15 s) Entlastung nach nunmehr erfolgreichem Abschluß der Eichungen in einer 2) Multianvil-Presse (kleiner 20 Gpa, 2.500 K) simuliert werden; das für die Entgasung wichtige pT-Feld soll durch Versuche in einer 3) Piston-Zylinder-Apparatur eingegrenzt werden. Zum Verständnis der experimentellen Daten werden Zustandsgleichungen für CaC03 bei hohen p, T neu berechnet und die Schockexperimente numerisch simuliert (B.A. Ivanov, Moskau). Die Charakterisierung der rückgewonnenen Proben erfolgt licht- und elektronenoptisch, röntgenographisch sowie mit Ramanspektroskopie; der Schwerpunkt liegt auf TEM-Analysen, darunter Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie (EELS). (iii) Zum Vergleich werden karbonatische Gesteine aus den Kratern Chicxulub, Haughton, Popigai und Ries untersucht und die Kraterbildung numerisch simuliert (B.A. Ivanov).