Descrizione del progetto
Svelare il mistero dell’ossigenazione nell’interno della Terra
Gli scienziati sono da tempo affascinati dal processo di ossigenazione esistente nell’interno della Terra, che costituisce tuttora un enigma. Per chiarire questo fenomeno, il progetto OZ, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, affronterà questa problematica. A differenza dell’interno degli altri pianeti, quello della Terra è sottoposto a ossigenazione a causa dell’affondamento delle placche tettoniche ossidate presso i margini convergenti. Ciononostante, stime recenti suggeriscono che alcuni elementi chimici in subduzione fondamentali non vengano mantenuti in condizioni di equilibrio a livello di scale temporali geologiche dai fenomeni di magmatismo e vulcanismo globali. OZ determinerà l’efficacia con cui i fluidi delle placche in subduzione ossidano il cuneo del mantello e generano il magmatismo più ossidato sulla Terra, quello dell’arco. Il progetto si propone di conseguire quattro obiettivi specifici mediante l’implementazione di tecniche innovative, tra cui la caratterizzazione delle associazioni minerali tra ossidi e solfuri nei campioni naturali e lo sviluppo di questi processi nelle zone di subduzione.
Obiettivo
In contrast to other known terrestrial planets, the Earth's interior is oxygen-breathing through the sink of oxidised tectonic plates at convergent margins since the late Archean to Paleoproterozoic. Recent estimates suggest that the redox capacity of some key subducting chemical elements is not balanced on geological time scales by global magmatism and volcanism, thus implying a puzzling deep oxygenation of our planet. Although current models presume that the redox state of subducting slabs is irreversible, my most recent results demonstrate that mixing of fluids from different slab lithologies can dramatically change the redox capacity of such fluids and the deeply subducted residues. The OZ project will provide an unprecedented quantitative framework to account for such interactions in order to determine the effectiveness of subduction slab fluids to oxidise the mantle wedge and generate the most oxidised magmatism on Earth: arc magmatism. To achieve this ambitious goal, OZ will address four specific goals: (1) the experimental determination of the effect of oxygen (fO2) and sulphur (fS2) fugacity on the stability of critical mineral assemblages during the prograde metamorphic evolution of serpentinites by using a novel triple capsule buffering technique in high pressure experiments; (2) the determination of sulphur mobility at high pressure due to gradients in fO2 and fS2 by means of an original experimental capsule design with interconnected reservoirs representative of the heterogeneity of the slab; (3) the characterization of sulphide-oxide mineral associations in natural samples from exhumed paleo-subduction terranes to demonstrate the scales of fluid mixing in nature; and (4) the upscaling of these processes to subduction zones by using two types of equilibrium reactive transport models at the scale of the slab and the mantle wedge.
Campo scientifico
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeologylithology
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeologyvolcanology
- natural sciencesphysical sciencesastronomyplanetary sciencesplanets
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeologyseismologyplate tectonics
Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC - Support for frontier research (ERC)Istituzione ospitante
28006 Madrid
Spagna