Synergy Grant geht an Stephan Sobolev vom GFZ
Stephan Sobolev (GFZ Potsdam, Deutschland), sein Zwillingsbruder Alexander Sobolev (IsTerre, Grenoble) und John Valley (University of Wisconsin, Madison, USA) erhalten einen „Synergy Grant" des Europäischen Forschungsrates ERC in Höhe von insgesamt 12,8 Mio. € über einen Zeitraum von sechs Jahren (ab 2020). Koordiniert von Alexander Sobolev in Grenoble werden die Forschungsteams die Entwicklung der chemischen Zusammensetzung der Erde und die zugrunde liegenden physikalischen Prozesse seit 4,4 Milliarden Jahren untersuchen. Ihr gemeinsames Projekt trägt den Titel "Monitoring Earth Evolution through Time" (MEET).
Stephan Sobolev (GFZ Potsdam, Deutschland), sein Zwillingsbruder Alexander Sobolev (IsTerre, Grenoble) und John Valley (University of Wisconsin, Madison, USA) erhalten einen „Synergy Grant" des Europäischen Forschungsrates ERC in Höhe von insgesamt 12,8 Mio. € über einen Zeitraum von sechs Jahren (ab 2020). Koordiniert von Alexander Sobolev in Grenoble werden die Forschungsteams die Entwicklung der chemischen Zusammensetzung der Erde und die zugrunde liegenden physikalischen Prozesse seit 4,4 Milliarden Jahren untersuchen. Ihr gemeinsames Projekt trägt den Titel "Monitoring Earth Evolution through Time" (MEET).
Die Erde ist ein einzigartiger Planet. Kein anderer Körper in unserem Sonnensystem hat alle drei Phasen des Wassers: fest, flüssig und gasförmig. Und kein anderer Planet hat eine Plattentektonik. Warum ist das so? Und wie ist das Verhältnis der Plattentektonik zum Wasser? Um diese Fragen zu beantworten, ist es notwendig, die Bewegung von Masse und Energie zwischen dem tiefen Mantel der Erde, der Oberfläche und wieder zurück zu verstehen – das, was Geologen als Recycling bezeichnen. Geologisches Recycling ist die Ursache für die dramatischen Veränderungen der Erdkruste und des Erdmantels in den letzten 4500 Millionen Jahren seit der Entstehung des Planeten, für die Kontinente, die über dem Meeresspiegel liegen, und für die Ressourcen, die die Menschen heute nutzen. Die Evolution der Erde hat tiefgreifende Auswirkungen auf Fragen in anderen Disziplinen wie den Ursprung des Lebens und die Bedingungen auf Exoplaneten. Trotz der offensichtlichen Bedeutung ist die Evolution der Erde allerdings noch wenig verstanden.
MEET-Projekt mit zwei Hauptfragen
Das Projekt MEET untersucht zwei Hauptfragen: Wie hat sich die chemische Zusammensetzung der Erde im Laufe der Zeit entwickelt? Und welche physikalischen Prozesse sind für diese Veränderungen verantwortlich? Bisherige Versuche, die frühe Erde zu verstehen, werden erschwert, weil Gesteine, die aus dieser Zeit stammen, entweder zerstört oder verändert worden sind, so dass die ursprüngliche chemische Information verschwunden ist.
Es gibt jedoch eine einzigartige Möglichkeit, die chemischen Zeugen abzurufen, die am empfindlichsten auf Veränderungen des Erdmantels und der Erdkruste reagieren. Diese Informationen werden als Schmelzeinschlüsse in Kristallen der feuerfesten Mineralien Olivin und Zirkon gespeichert. Es handelt sich um winzige Schmelztropfen, die gefangen wurden, als das Mineral kristallisierte. Sie messen typischerweise weniger als 15 Mikrometer und wiegen nur wenige Nanogramm.
Die Teams aus Grenoble und Madison, Wisconsin, werden Millionen von Körnern untersuchen und Tausende von Schmelzeinschlüssen in Olivin und Zirkon auf Haupt-, Spuren- und flüchtige Elemente und Isotope untersuchen. Dies wird neue Erkenntnisse über das Recycling chemischer Elemente in der Erde und über die Bildung ihrer Kruste seit etwa 4,4 Milliarden Jahren bis heute liefern.
Das Potsdamer Team wird mit Hilfe physikalischer Modellierung den Austausch und das Recycling von der tiefen Erde bis zur Oberfläche quantifizieren. Stephan Sobolev und sein Team werden neue geochemische und petrologische Daten von Grenoble und Madison nutzen, um neue Ideen zu testen, wie sich die tektonischen Prozesse der Erde in den letzten 4400 Millionen Jahren entwickelt haben. Insbesondere wird das GFZ-Team in Zusammenarbeit mit dem Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung eine neue Klasse von Erdsystemmodellen entwickeln, die Modelle der Mantelkonvektion, Plattentektonik, Oberflächenerosion und des Klimas kombinieren werden, um ihre Hypothese über die wichtige Rolle von Oberflächenprozessen bei der Kontrolle der Entstehung und Entwicklung der Plattentektonik zu testen, die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde.
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Stephan Sobolev (stephan.sobolev@gfz-potsdam.de)
Weitere Informationen:
https://www.gfz-potsdam.de/medien-kommunikation/meldungen/alle-meldungen/article/schmierende-sedimente-versetzten-kontinente-in-bewegung/ (Hintergrund zur Modellierung und der zu testenden Hypothese)