Donald B. Dingwell: Magma to Tephra: Ash in the Earth System

Die Erforschung vulkanischer Aktivität an der Oberfläche unseres Planeten Erde verlangt eine interdisziplinäre Herangehensweise. Diese schließt Geophysik und Fluidmechanik, Atmosphärenchemie, Biochemie und Materialwissenschaft sowie sozialwissenschaftliche Aspekte mit ein.

Um eine umfassende wissenschaftliche Darstellung oberflächennaher vulkanischer Aktivität zu entwickeln, erforscht die Research Group unter der Leitung von Prof. Dr. Donald B. Dingwell das oberflächennahe System Vulkan anhand von drei grundlegenden physikalischen Aspekten:

• Der oberflächennahe Teil eines vulkanischen Fördersystems ist permeabel für durchströmende zumeist saure Gase; somit agiert das Magma selbst als physiko-chemischer Filter, der mit der Zeit reagiert und alteriert, zum Wachstum und Auflösung von Kristallen und Glas führt und in der flüssigen Phase in einer komplexen Mischung von Reaktivität schließlich korrodiert.
• Bei einem Ausbruch vollzieht Magma einen Materialübergang. Die kohärente Phase wird zu vulkanischer Asche in einem Asche-Gas-Gemisch, wobei sich dabei die für Reaktionen zur Verfügung stehende Oberfläche um mehrere Größenordnungen erhöht.
• Während die Asche durch eine anfänglich heiße, dynamisch abkühlende Eruptionssäule, bestehend aus den oben erwähnten Gasen, transportiert wird, reagiert sie kontinuierlich. Hierbei nimmt sie auf Grund ihrer großen Oberfläche in signifikanter Menge biologisch relevante Elemente auf und bringt sie bei Ablagerung in die Biosphäre ein.

Vor diesem Hintergrund können die komplexen Reaktionen, die zwischen Magma und volatilen Gasen stattfinden über den gesamten Lebenszyklus der Vulkanasche verfolgt werden – von der Quelle bis zur Senke, d.h. vom Auswurf der Asche während eines vulkanischen Ausbruchs in die Lithosphäre bis zu ihrer Aufnahme in unsere Bio- und Anthroposphäre.

Veranstaltungen

• Wintersemester 2018/19
  The Pacific Ring of Fire: Insights from Canada and China
  Lunch Talk
• Sommersemester 2019
  Volcanic Ash in the Earth System: Generation, Dispersal, Consequences
  Workshop