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Universal Model of the Density of Deep Silicate Melts

Projektbeschreibung

Fortgeschrittene Lasertechnologie hilft bei der Bestimmung des Verhaltens von geschmolzenem Gestein im Erdinneren

Die Dichte von Silikatschmelzen ist bei der Gestaltung der Erdentwicklung und der Dynamik des Erdmantels wichtig. Sie beeinflusst, ob kristallisierende Materialien aufsteigen oder absinken, und steuert die Verteilung und Migration von Schmelzen. Die Messung dieser Dichten unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen im Erdmantel war allerdings aufgrund der geringen Probengröße, der chemischen Reaktivität und der fehlenden kristallinen Struktur äußerst schwierig. Im Rahmen des ERC-finanzierten Projekts Glass2Melt wird eine neuartige Klasse von Methoden der weißen Laserspektroskopie eingesetzt, um synthetische Silikatgläser und -schmelzen über einen breiten Zusammensetzungsbereich und bei Druck-Temperatur-Bedingungen von der Erdkruste bis zum Erdkern zu analysieren. Der vorgeschlagene Ansatz soll dazu beitragen, ein universelles Dichtemodell zu erstellen, das Silikatschmelzen beschreibt und Einblicke in die Erstarrung des Magmaozeans, die Heterogenität des Mantels, seismische Geschwindigkeitsstrukturen und das Verhalten von Magmen in der modernen Erde erlaubt.

Ziel

The starting conditions for the Earth’s evolution were set by gravitational differentiation in the solidifying magma ocean. Yet, a thorough understanding of the magma ocean dynamics and thus of the primordial Earth is lacking. One key unknown is the density of silicate melts at high pressure, which determines whether the crystallizing phases rise or sink. Magma density also governs the storage, spatial distribution, and migration of melts in the present-day Earth. Densities of silicate liquids at mantle pressures and temperatures are extremely difficult to measure because of the tiny sample size, melt chemical reactivity, and its lack of crystalline structure. The use of glasses as proxies of melts lifts some but not all of these challenges. Albeit needed for a holistic picture of planet Earth, no density systematics exists for glasses or melts across the pressure range of the entire mantle.

Glass2Melt will employ and further a novel class of fast white laser spectroscopy methods to measure the density of multicomponent synthetic silicate glasses and melts at mantle pressure-temperature conditions. Our approach is ground-breaking because it allows to thoroughly explore a large compositional space and determine the density of any deep silicate melt. Our results will (i) parametrize a universal silicate melt density model applicable to the entire mantle, and (ii) quantify solid-liquid buoyancy throughout the whole crystallizing magma ocean.

Glass2Melt will have a broad, lasting impact on our understanding of the Earth’s interior and its evolution over geologic time. The new density model will provide critical input for future numerical simulations assessing fundamental questions about the solidification of the primordial magma ocean, as well as the initiation and development of physical and chemical heterogeneity in the mantle. It will also be crucial for deciphering deep low seismic velocity structures, and to modeling magma dynamics in the present-day Earth.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

GFZ HELMHOLTZ-ZENTRUM FUR GEOFORSCHUNG
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 998 856,00
Adresse
TELEGRAFENBERG
14473 POTSDAM
Deutschland

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Region
Brandenburg Brandenburg Potsdam
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 998 856,25

Begünstigte (1)

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