Mechanisms of metal-silicate segregation during formation of the Martian core

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Das hier vorgeschlagene Projekt befasst sich mit der grundsätzlichen Frage der Kern-Mantel-Differentiation terrestrischer Planeten am Beispiel des Mars. Es soll experimentell festgestellt werden, ob eine Segregation von geschmolzenem Metall aus einer kristallinen Silikatmatrix mit Mars-ähnlicher Mantelzusammensetzung möglich ist. Hochdruckexperimente mit Bedingungen von bis zu 25 GPa und 2000°C sollen durchgeführt werden, um das Benetzungsverhalten und damit den Segregationsmechanismus von flüssigem Metall in einem Silikataggregat zu studieren. Der Marsmantel ist deutlich Fe-reicher als der Erdmantel. Deshalb werden sich die Experimente vor allem auf die Fe-reichen Hauptphasen des oberen und unteren Marsmantels sowie der Übergangszone (Olivin, Ringwoodit, Silikatperowskit) konzentrieren. Gefüge, Schmelzgeometrien, Mikrostrukturen, Benetzungsgrad und -winkel werden mittels kombinierter raster- und transmissionselektronenmikroskopischer Untersuchungen bestimmt. Die Resultate dieser Studie werden fundamentale Erkenntnisse über die frühe thermische Geschichte des Mars liefern. Falls eine Metallseparation aus einer kristallinen bzw. partiell aufgeschmolzenen Silikatmatrix sich als unmöglich erweist, kann die Kernbildung nur durch massives Silikatschmelzen erklärt werden, d. h. durch die Bildung eines Magmaozeans.