Geology Reference
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betrifft insbesondere die bislang kaum erwähn-
ten
Spurenelemente
,alsosolcheElemente,die
nurinwinzigenMengenindenGesteinenent-
halten sind, die aber in der Geochemie für die
Rekonstruktion geologischer Prozesse große
Bedeutung haben. Eine hervorragende Daten-
bank der chemischen und isotopischen Zusam-
mensetzung aller großen Reservoire der Erde
ist GERM (
General Earth Reference Model
),
das man unter
http://earthref.org/cgi-bin/
er.cgi?s=germ-s0-main.cgi
findet.
möglichst präzise bestimmt werden, bevor da-
raus in Kombination mit Daten kohliger Chon-
drite Rückschlüsse auf die Gesamterde gezogen
werden können. Die so gewonnen Daten kön-
nen dann mit einer Berechnung verglichen
werden, die die verschiedenen Reservoire auf-
summiert. Man wird sehen, dass in jedem der
Schritte und in jeder Gewichtung und Summa-
tion Vereinfachungen und Annahmen stecken,
und es ist offensichtlich, dass die gewonnenen
Daten weder für die Gesamterde noch für die
einzelnen Reservoire auch nur annähernd so
genau sein können wie eine normale RFA-Ana-
lyse.TrotzdemsindsiedasBeste,waswirha-
ben, und trotz ihrer Ungenauigkeit von enor-
mem Nutzen, da sie immer noch genau genug
sind, um Hypothesen zu testen und Prozesse zu
verstehen.
Wie geht man also vor? Es gibt verschiedene im
Detail unterschiedliche Ansätze, von denen
hier nur einer näher vorgestellt werden soll,
der von
Allegre
und anderen im Jahr 1995 pu-
bliziert wurde. Zunächst rekonstruiert man die
Zusammensetzung des primitiven Erdmantels.
Dies ist ein
hypothetischer, homogener Erd-
mantel, wie er
direkt nach der Trennung von
Kern und Mantel existiert hatte, bevor also
weitere Differenziationsprozesse zur Bildung
derKrusteunddadurchzurchemischenVer-
änderung des Mantels führten. Zu diesem
Zweck analysiert man möglichst viele Proben
von potentiell primitiven Mantelgesteinen, die
möglichst wenig Effekte von Basaltausschmel-
zung zeigen. Das heißt, man sucht fertile Peri-
dotite, sei es als Xenolithe in Vulkaniten oder
als Bestandteil alpinotyper Mantelgesteinsasso-
ziationen (siehe Abschn. 3.8.2). Dann ermittelt
man graphisch das Verhältnis zweier perfekt li-
thophiler Elemente (das sind Elemente, die gut
in Silikate eingebaut werden, näheres dazu in
Abschn.4.6)inderamwenigstendifferenzier-
tenProbe(Abb.4.23).DiesesVerhältnislitho-
philer Elemente bezieht also Elemente ein, die
nicht in die Eisen-Nickel-Legierung des Erd-
kerns partitionieren. So schließt man aus, dass
das Elementverhältnis durch die Absonderung
des Metalls bei der Erdkernbildung verändert
4.5.1 Die Zusammensetzung der
Gesamterde und des Erdkerns
Wie bestimmt man die
Durchschnittszusam-
mensetzung
eines Körpers, der so riesig und so
vielfältig ist wie unsere Erde? Dieses Problem
ist außerordentlich knifflig und beschäftigt
Geochemikerwohlschonsolange,wieesdiese
Wissenschaft gibt.
Zunächst einmal läge es nahe zu erwarten, dass
dieErdeinetwachondritischeZusammenset-
zunghat,dasieja,wieobenbesprochen,aus
Chondren akkretiert wurde. Sehr grob ist das
wohl auch richtig, aber uns interessieren natür-
lich Details: wenn chondritisch, dann welcher
Typ von Chondrit? Gingen vielleicht doch im
LaufderZeitElementez.B.durchAusgasen
verloren oder kamen welche durch Eintrag aus
dem All, durch Meteorite und Kometen, hinzu?
Angesichts der Unmöglichkeit, eine angemes-
sene Durchschnittsprobe zu sammeln, ist es of-
fensichtlich, dass man die Gesamtzusammen-
setzung nur berechnen und nicht analysieren
kann. Dies kann man auf zwei Arten machen:
entweder durch die
gewichtete Aufsummie-
rung
der einzelnen Reservoire der Erde, also
von Kruste, Mantel, Kern, Ozeanen und Atmo-
sphäre, oder durch die
Rekonstruktion anhand
von chondritischen Meteoritenzusammenset-
zungen
.
Die Rekonstruktion der Zusammensetzung der
Gesamterde mithilfe von Meteoritendaten er-
folgt in zwei Schritten: Zunächst muss die Zu-
sammensetzung
des
primitiven
Erdmantels
