Noble gases in the subcontiental and oceanic mantle: implications for structure and evolution of the Earth´s mantle and the evolution of the atmosphere.

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Edelgase spielen eine wichtige Rolle in der Mantelgeochemie.Sie sind gegenwärtig die einzigen Isotopensysteme, die noch eindeutig auf ein minderentgastes, primitives Mantelreservoir hinweisen. Andere Isotopensysteme (Nd, Sr, Pb) deuten inzwischen eher darauf hin, daß die angereicherte Natur von Plumes auf subduzierte/ recycelte lithosphärische Komponenten zurückzuführen ist. Das Forschungsprojekt bearbeitet einerseits offene Fragen der allgemeinen terrestrischen Edelgassystematik, etwa eine Präzisierung der Edelgassignatur des oberen verarmten Erdmantels und der Hawaii-Mantelquelle als Stellvertreter des tieferen Erdmantels (Analyse von Loihi-Xenolithen). Auf dieser Grundlage wird die Entwicklung des Erdmantels und des MantelAtmosphäre-Systems quantitativ rechnerisch simuliert. Andererseits werden auch Fragen zur lokalen Struktur und Entwicklung des Erdmantels bearbeitet: am Beispiel des Ostafrikanischen Riftsystems sollen Edelgase ihre Schlüsselrolle bei der Identifizierung von Plumes unter Beweis stellen, um Plume-Einflüsse im Kenia-Riftsystem, der Arabischen Halbinsel und im nördlichen Roten Meer zu quantifizieren (Analysen von Xenolithen und Zabargad-Peridotiten). Desweiteren soll ein AsthenosphärenPlume-Mischungsmodell für Laven des Hawaii Scientific Drilling Project geprüft werden. Darüberhinaus sollen für die untersuchten Proben Korrelationen der Isotopensystematik der Edelgase und Charakteristika ihrer Trägerphasen evaluiert werden, etwa P-T-, Spurenelement- und Isotopensystematik (Nd,Sr,Pb,Os). Das geplante Forschungsvorhaben nutzt die - in Deutschland einmalige - Verbindung von Gesamtedelgas- und 40Ar-39Ar-Analysen, um Manteledelgase mit geeigneten Aufschlußmethoden (stufenweises Heizen und "Knacken") zu trennen und ihren Trägerphasen in Mantelgesteinen zuzuordnen.