Forschung
Vulkanausbrüche und Diamanten − die Erforschung unserer Planeten
Das Bayerische Geoinstitut erforscht den Aufbau der Erde und der Planeten sowie die Prozesse, die im Innern der Erde, an der Erdoberfläche oder auch im interplanetaren Raum ablaufen oder in der geologischen Vergangenheit eine Rolle spielten. Darüber hinaus wird die wissenschaftliche Expertise des Instituts auch für die Entwicklung neuartiger Materialien und die Erforschung neuer physikalischer Effekte unter hohem Druck genutzt. Im Zentrum der Aktivitäten des Instituts stehen Experimente bei extremen Bedingungen von Druck und Temperatur. Das Institut verfügt aber auch über zwei Arbeitsgruppen, die sich mit der Computer-Modellierung von Prozessen im Innern von Planeten sowie mit der Vorhersage von Materialeigenschaften mit quantenmechanischen Methoden beschäftigen.
„Accrete“ – Die Frühgeschichte der Erde
Die Entstehung unseres Planeten und die Prozesse, die in der Frühgeschichte der Erde abliefen, können mit klassischen geologischen Methoden nicht untersucht werden, da keine Gesteine aus dieser Zeit erhalten sind. Die grundlegende Struktur der Erde, bestehend aus Kern, Mantel und Kruste wurde jedoch in dieser Zeit gebildet. Die Vorgänge in dieser ersten Periode der Erdgeschichte lassen sich nur indirekt aus Laborexperimenten und numerischen Simulationen in Kombination mit kosmochemischen und astrophysikalischen Argumenten rekonstruieren. Dies ist der Gegenstand des Projekts „Accrete“, das vom European Research Council als ein ERC Advanced Grant gefördert wird.
Der tiefe Wasserkreislauf der Erde und die Entstehung der Atmosphäre und Ozeane
Forschungen am Bayerischen Geoinstitut in den vergangenen Jahrzehnten haben gezeigt, dass der Erdmantel gewaltige Mengen an Wasser speichert und damit ein Wasser-Reservoir bildet, das vergleichbar ist mit allen Ozeanen auf der Erdoberfläche. Am BGI wurde beispielsweise entdeckt, dass Ringwoodit, ein Mineral in der Übergangszone des Erdmantels, mehrere Gewichtsprozent Wasser in seiner Kristallstruktur speichern kann. Dieser experimentelle Befund wurde im Jahr 2014 durch die Entdeckung eines natürlichen, wasserhaltigen Ringwoodits als Einschluss in einem Diamanten aus der Übergangszone des Erdmantels glänzend bestätigt. Die International Research Training Group „Deep Volatile Cycles“ beschäftigt sich mit dem Verhalten von Wasserstoff, Kohlenstoff, und Stickstoff im Erdinnern, das entscheidend ist für die Entstehung und Entwicklung der Atmosphäre und Ozeane auf der Erde.
Vulkane und Erzlagerstätten
Eine Reihe von Forschungsprojekten am BGI haben direkte praktische Anwendungen, da sie zur sicheren Vorhersage von Vulkanausbrüchen beitragen oder bei der Suche nach Erzlagerstätten helfen. Hierzu gehören beispielsweise Experimente zum Verhalten von Schwefel in Vulkanen; die Injektion von Schwefelverbindungen in die Stratosphäre ist verantwortlich für die globale Abkühlung der Erde nach großen explosiven Vulkaneruptionen, wie etwa der Pinatubo-Eruption von 1991.