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Universität Heidelberg
Institut für Geowissenschaften

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Isotopengeologie und Petrologie

 

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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

Toba Klein
Neue Studie über die Entwicklung der Toba Caldera nach der supervulkanischen Eruption in Zusammenarbeit mit Forschern aus den USA, Australien und Indonesien
https://www.nature.com/articles/ncomms15248

Foto: NASA/GSFC/MITI/ERSDAC/JAROS, and the U.S./Japan ASTER Science Team.

 

 

 

 

Rimgvol83-cover-klein
Vorstellung von HIP - Heidelberg Ion Probe auf dem RIMG Shortcourse (Wien 2017)
http://vienna2017.petrochronology.org/program/

 

 

 

 

 

Tierney Etal 2016 Cover Large-1
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.
 

 

 

 

 

Oman Exkursion
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.

 

 

Robinson Etal 2015 Gr

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.

 

 

Felix-463 Cro

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)

 

 

Wu Et Al 2015b

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).

 

 

 

Seitenbearbeiter: E-Mail
Letzte Änderung: 16.05.2017
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