Oxidationszustand und Verteilung der Übergangsmodelle Ti und Cr im unteren Erdmantel: Hochdruckexperimente - Elektronen-Energieverlust-Spektroskopie - Modellierung

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In dem hier vorgeschlagenen Projekt sollen die Oxidationszustände und Koordinatoren der Übergangsmodelle Chrom und Titan in den Hauptphasen des unteren Erdmantels, Magnesiowüsitit und Silikat-Perwskit, in Gegenwart von metallischem Eisen experimentell studiert werden. Die Untersuchungen werden fundamentale Erkenntnisse über die gegenwärtige Elementverteilung im unteren Erdmantel und über den Prozess der Kern-Mantel-Differentation aus einem Magmaozean liefern. Zur Bestimmung der Oxidationszustände und Koordinationen wird die Elektronen-EnergieverlustSpektroskopie (EELS) genutzt werden. Messungen an Referenzproben und Modellierungen mittels der Dichtefunktionaltheorie sollen ein vertieftes Verständnis und eine quantitative Auswertung der Ti L32- und Cr L32-EELS-Spektren ermöglichen. Mit Strukturverfahren (Röntgen- und Elektronenbeugung, HRTEM) soll auch geklärt werden, ob eine Substitution von Si dur Ti3+ oder Cr3+ im Silikat-Perowskit unter Bildung von Leerstellen erfolgt und die zu Überstrukturen führen kann. Diese Fragestellung ist für das Verständnis der physikalischen Eigenschaften des unteren Erdmantels bedeutend.