Theoretische und experimentelle Petrologie

In der Geomaterialforschung konzentrieren wir uns auf kleinskalige Strukturen und mikrochemische Muster. Kristalldefekte, Korn- und Phasengrenzen, Kristallorientierungen, sowie mikrochemische Zonierung geben Einblicke in Prozesse, die auf atomarer oder molekularer Ebene ablaufen und die Kinetik von Mineralreaktionen, Kristallisation aus Schmelze, und das Verhalten von Mineralen und Gesteinen steuern. Diese Prozesse bestimmen die Entwicklung von Mikrostrukturen und Texturen und prägen so das „Gedächtnis“ von Mineralen und Gesteinen. Darüber hinaus bestimmen sie, wie und mit welchen Raten sich Mineral-, Magmen- und Gesteinseigenschaften als Reaktion auf äußere Einflüsse verändern und möglicherweise Rückkoppelungseffekte in geodynamischen Prozessen erzeugen. Sowohl das Lesen der in Mineralen und Gesteinen gespeicherten petrogenetischen Informationen als auch das Verständnis der Rückkopplung zwischen Materialeigenschaften und Geodynamik ist das Zielgebiet der theoretischen und experimentellen Petrologie. In Laborexperimenten werden Mineralreaktionen und Gesteinskristallisation bei relevanten Druck- und Temperaturbedingungen simuliert. Die experimentellen Produkte werden unter Verwendung instrumenteller Analyse mit einem Fokus auf Techniken mit hoher räumlicher Auflösung, wie Elektronen- und Ionenstrahltechniken, sowie mit bildgebenden Röntgenmethoden für 3D-Analyse charakterisiert. Mikrochemische Muster, Mikrostrukturen und Texturen werden basierend auf quantitativen thermodynamischen und kinetischen Modellen und numerischen Simulationen interpretiert.