Isotopengeologie und Petrologie
Isotopengeologie
Die Isotopengeologie interpretiert isotopische Signale, um daraus geologische Vorgänge zu rekonstruieren. Diese Signale resultieren aus der physikalischen und chemischen Trennung von Isotopen oder aus radioaktiven Prozessen. Radiometrische Altersdatierung ermöglicht es, geologischen Ereignissen ein absolutes Alter zuzuordnen. Diese Methode basiert auf dem radioaktiven Zerfall eines Mutterisotops in ein Tochterisotop, wobei mit Hilfe der Halbwertszeit (Zeitintervall, nach dem die Hälfte der anfänglichen Menge an Mutterisotopen zerfallen ist) ein Alter berechnet werden kann. Je nachdem welchem geologischen Milieu das Gestein entstammt, welche Minerale darin zu finden sind und welche Isotopensysteme verwendet werden, lässt sich daraus die zeitliche Abfolge wichtiger geologischer Ereignisse rekonstruieren, wie z.B. die magmatische oder metamorphe Kristallisation, die Abtragung und Abkühlung von Gesteinen, vulkanische Eruptionen oder die Ablagerung und Diagenese von Sedimenten.
Unsere Forschungsgruppe beschäftigt sich überwiegend mit der Entwicklung magmatischer Systeme. Dabei werden selbst bei magmatischen Temperaturen resistente Minerale untersucht, die das radioaktive Element Uran (U) enthalten, wie z.B. Zirkon, Allanit, Baddeleyit oder Monazit. Zerfallsprodukte von U sind teils kurzlebig (z.B. 230Th) und teils stabil (z.B. Pb und He). Die Anwendung der Ionensonde (SIMS = Sekundärionen Massenspektrometrie) ist dabei entscheidend, um die Dauer des Kristallwachstums über natürliche Zeitskalen zu bestimmen. Der isotopische Fingerabdruck dieser Minerale erlaubt es auch, deren Herkunft im geologischen oder archäologischen Kontext zu klären, zum Beispiel in der Datierung und Korrelation vulkanischer Ablagerungen.
Petrologie
Gesteine archivieren die geologische Vergangenheit der Erde und sind gleichzeitig Zeugen verborgener, sich in der Tiefe der Erde abspielender Prozesse, die für die Entwicklung des Planeten entscheidend sind. Die Zusammensetzung, Textur und Struktur von Gesteinen erlaubt es, ihren Ursprung in Bezug auf physische und chemische Bedingungen während ihrer Entstehung zu entschlüsseln. Geologische Prozesse wie Magmatismus, Verwitterung, Diagenese oder Metamorphose hinterlassen ihre Spuren in den Mineralkomponenten, deren isotopische Zusammensetzung im Mikro- bis Nanobereich variieren kann. Die petrologische Forschung verwendet daher eine Vielzahl mikroskopischer Methoden (vom petrographischen Mikroskop bis zur Ionensonde), die in einmaliger Weise am Institut für Geowissenschaften Heidelberg vorhanden sind.
Aktuelles
„Student Poster Award“ beim DMG Sektionstreffen Geochemie/Petrologie & Petrophysik in Mainz (2022) geht an Anne Sturm. Herzlichen Glückwunsch, Anne!
Anne Sturm hat am vergangenen Wochenende den Student Poster Award für ihren Beitrag: „Permian magmatism and a billion years of crustal evolution below the Eifel, Germany: Deep insights from crustal xenoliths and zircon” erhalten. Anne Sturm promoviert derzeit bei uns in der Forschungsgruppe Isotopengeologie und Petrologie.
Blaue Gläser aus Kalköfen wurden in der Barockarchitektur als Ersatz für teuren Lapislazuli verwendet. Woher die Farbe kam war bislang ungeklärt. Durch Elektronenmikroskopie wurde das Rätsel dieser Gläser an einem Stück, das Goethe auf seiner italienischen Reise gesammelt hat, geklärt. [Zur Publikation]
Ein Schrecken ohne Ende
Supervulkane bleiben auch tausende von Jahren nach ihrem Ausbruch aktiv und gefährlich, wie ein internationales Forscherteam mit Beteiligung von Prof. Dr. Axel Schmitt vom Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg in einer Studie über den Toba-Vulkan, der vor ca. 75.000 Jahren auf der Insel Sumatra (Indonesien) ausbrach, herausfand. [Zur Pressemitteilung]
Herzlichen Glückwunsch zur Promotion, Bjarne Friedrichs!
Titel der Doktorarbeit: "Eruptive recurrence and magma accumulation for Quaternary stratovolcanoes in Central Anatolia"
Paul-Ramdohr-Preis an Bjarne Friedrichs
Bjarne Friedrichs wurde mit dem Paul-Ramdohr-Preis 2020 ausgezeichnet. Dieser Preis der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft wird jährlich für die zwei besten Beiträge von Nachwuchswissenschaftlern verliehen.
Wir gratulieren!
Herzlichen Glückwunsch zur Promotion, Alejandro Cisneros!
Titel der Doktorarbeit: "Magmatic processes and timescales of explosive volcanoes of the Chiapanecan and Central American volcanic arcs through zircon petrochronology"
Das Geheimnis des Maya-Blau
Maya-Blau war ein Farbstoff der Maya, den diese durch Mischen von besonderen Tonmineralen mit Indigo herstellten. Wie diese Tone entstanden, war bislang ungeklärt. Alejandro Cisneros und eine Gruppe Heidelberger Studierender konnte nun zeigen, dass es sich dabei um ehemalige vulkanische Aschen handelt, die aus etwa 40–50 Millionen Jahre alten Vulkanen stammen. [Mehr]
Der Wurf einer römischen Münze...
...könnte auf ihrer Rückseite einen Vulkan in der heutigen Türkei zeigen. Ist dieser Vulkan zur Zeit der Römer ausgebrochen, wie manche glauben? [Mehr zu Bjarne Friedrichs Untersuchung hier.]
Blaue Zirkone
Blaue Zirkone sind in der Natur sehr selten. Natürlich vorkommende braunrote Zirkone können allerdings durch Erhitzen zu wertvollen blauen Edelsteinen umgewandelt werden. Yi Sun hat jetzt die Ursache der natürlichen Blaufärbung von Zirkonen des Vesuv herausgefunden. [Zur Publikation]
Preis der "Mineralogical Society of America" für die Bachelor Arbeit von Yi Sun. Herzlichen Glückwunsch!
Die ersten Vulkanologen? Forscher aus der Türkei, Australien und von der Universität Heidelberg haben in der westlichen Türkei eine Eruption aus der Bronzezeit dokumentiert, die von Menschen beobachtet und möglicherweise in einer Felsmalerei dargestellt wurde. [Lesen Sie hier die Pressemitteilung der Hacettepe Universität].
Vortrag von Prof. Olivier Bachmann, zurzeit Gastprofessor in der Forschungsgruppe "Isotopengeologie und Petrologie"
Titel: "Dynamics of transcrustal magmatic systems, and their consequences on volcanic behaviour"
Wann: Fr, 22.03.19, 11:15 Uhr
Wo: INF236 R516
Posterpreis für Bjarne Friedrichs auf der GeoBonn 2018 (Jahrestagung von DGGV, DMG und PalGes) für sein Poster "Holocene Silicic Volcanism at Mt. Erciyes, Central Anatolia, Turkey“
Anschaffung eines neuartigen korrelativen Raman-Rasterelektronenmikroskops (RISE von ZEISS und WITec) erfolgt
Mitglieder der Forschungsgruppe auf dem Gipfel des Hasan Dagi (3253 m) zur Probennahme im Rahmen des DFG Projekts „Eruptive recurrence and magma accumulation for Quaternary stratovolcanoes in Central Anatolia“
Neue Studie über die Entwicklung der Toba Caldera nach der supervulkanischen Eruption in Zusammenarbeit mit Forschern aus den USA, Australien und Indonesien [Link zur Publikation]
Foto: NASA/GSFC/MITI/ERSDAC/JAROS, and the U.S./Japan ASTER Science Team.
Vorstellung von HIP - Heidelberg Ion Probe auf dem RIMG Shortcourse (Wien 2017)
http://vienna2017.petrochronology.org/program/
Publikation & Titelfoto in der Fachzeitschrift "Geology":
Tierney, C. R.*, Schmitt, A. K., Lovera, O. M., & de Silva, S. L. (2016). Voluminous plutonism during volcanic quiescence revealed by thermochemical modeling of zircon. Geology, 44(8), 683-686.
Studenten-Exkursion in den Oman:
Im März ist eine kleine Gruppe von Heidelberger Geologiestudenten und Professoren in den Oman geflogen, um dort im Oman-Ophiolith die Petrologie der Ozeankruste zu studieren und über geochemische und tektonische Prozesse zu lernen. Der Ophiolith stellt eine vollständige Sequenz von ozeanischer Erdkruste und oberem Erdmantel dar, die normalerweise in vielen Kilometern Tiefe und unter einigen Kilometern Wasser liegt und den Augen der Forscher verborgen bleibt. Im Omangebirge tritt diese Sequenz zu Tage und bietet die seltene Möglichkeit, viele Millionen Jahre alte ozeanische Gesteine an der Erdoberfläche zu untersuchen.
2015 Gondwana Research Preis für beste Publikation:
Robinson, Paul T., Robert B. Trumbull, Axel Schmitt, Jing-Sui Yang, Jian-Wei Li, Mei-Fu Zhou, Jörg Erzinger, Sarah Dare, and Fahui Xiong. "The origin and significance of crustal minerals in ophiolitic chromitites and peridotites." Gondwana Research 27, no. 2 (2015): 486-506.
Die Publikation berichtet über das überraschende Vorkommen von Krustenmineralen in ozeanischen Mantelgesteinen aus Tibet, dem Oman und Russland.
Ist auf einer 35000 Jahre alten Höhlenmalerei in Südostfrankreich ein strombolianischer Vulkanausbruch (Foto) dargestellt? Das vermuten französische Wissenschaftler, die Proben vulkanischer Gesteine aus der Bas-Vivarais Region auf ungefähr dieses Alter datiert haben. In einem Interview der Zeitschrift NATURE kommentierte Axel Schmitt vom Heidelberger Institut für Geowissenschaften die Ergebnisse.
Foto: Stromboli (Felix Wicke)
Publikation der Master-Studentin Wan-Ning-Wu „U-Th baddeleyite geochronology and its significance to date the emplacement of silica undersaturated magmas” in Oktober-Ausgabe der Zeitschrift „American Mineralogist“ als „Highlight and Breakthrough“ vorgestellt (Bernal, J. P., 2015, Reaching new boundaries for in-situ U-Th geochronology. American Mineralogist, 100[10], 2017-2017).
