Schmelzen und Fluide in Geomaterialien: Von First-Principles zu geologischen Prozessen

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Die Dynamik geologischer Systeme wird wesentlich von Schmelzen und Fluiden bestimmt. Die zu Grunde liegenden Prozesse finden dabei auf der atomaren Skala statt und sind bisher noch unzureichend verstanden. Ziel der hier beantragten Nachwuchsgruppe wird es sein, mit Hilfe atomistischer Modellansätze atomare Strukturen komplexer Geomaterialien zu simulieren und eine Verbindung zu makroskopisch messbaren Eigenschaften herzustellen. Dabei sollen sowohl firstprinciples Methoden als auch klassische Wechselwirkungsmodelle verwendet werden. Als Basis für die Bewertung und Kalibrierung der Simulationen sind zusätzlich experimentelle Studien (z.B. mittels Neutronen- und Röntgenstreuung) geplant. Ausgehend von der Untersuchung reiner Schmelzen und Fluide bei krustalen und Erdmantelbedingungen soll der Schwerpunkt schrittweise zur Modellierung von Fluid-Mineral- bzw. Schmelze-Mineral-Grenzflächen verschoben werden. Die Ergebnisse dieser Studien können dann in größerskalige geochemische oder geophysikalische Modelle einfließen und die Interpretation von geologischen Beobachtungen sowie experimenteller Daten unterstützen.