Kurzname: FS SONNE (So 263)
Projekt: SO 263 – TONGARIFT: Magmatische Entwicklung der Inselbögen und Backarc-Kruste und ihre Bedeutung für Hydrothermalismus im nördlichen Tonga-Bogen
Laufzeit: 01.02.2018 bis 30.06.2020
Koordination:

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Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Endogene Geodynamik
Schlossgarten 5
91054 Erlangen

Projektpartner:

Universität Bremen, Fachbereich Geowissenschaften

Jacobs University Bremen gGmbH, Department of Physics and Earth Sciences

Programm: BMBF Rahmenprogramm Forschung für Nachhaltige Entwicklungen (FONA3)
Themenschwerpunkt: Geowissenschaftliche Untersuchungen
Ziele:

Ziel des Verbundprojektes ist es, die Entwicklung verschiedener tektonischer Phasen ozeanischer Inselbögen und damit verbundener Bildung und Entwicklung unterschiedlicher Magmen im Gebiet des nördlichen Tonga-Inselbogens und Lau Beckens und damit verbundener Stoffeinträge in den Ozean zu untersuchen, um die Zusammenhänge zwischen vulkanischen Prozessen, der hydrothermalen Zusammensetzung von Magmen und den Entgasungsprozessen und der Bildung von hydrothermalen Lagerstätten sulfidischer Erze zu erkunden.

Während der Ausfahrt SO263 sollen mittels des Einsatzes von ROV, TV-Greifer, Vulkanit-Stossrohr und CTD/Wasserschöpfer vulkanische und hydrothermale Strukturen beprobt und kartiert werden, um die Zusammenhänge zwischen Magmengenerierung, assoziierte hydrothermale Prozesse und Bildung von Massivsulfidvorkommen zu untersuchen, die bisher wenig untersuchten Stoffeinträge von hydrothermalen Systemen des Tonga-Inselbogens in den Ozean zu charakterisieren und deren Bedeutung für den globalen Stoffhaushalt der Meere sowie die lokalen chemischen und biologischen Prozesse in der Wassersäule und am Meeresboden zu spezifizieren. Die vorrangig geologischen und geochemischen Analysen der Proben erfolgen in den jeweiligen Heimatlaboren.

Das Verbundprojekt setzt sich aus den drei Vorhaben zusammen. Das Vorhaben der Universität Erlangen trägt mit seiner Expertise im Bereich Geologie, speziell Petrologie/Geochemie/Geochronologie, zum Verbundprojekt bei und plant detaillierte petrologische Studien an Mineralen, Glasrändern und Schmelzeinschlüssen, geochemische Messungen an Gläsern und Gesamtgesteinen, sowie Ar-Ar-Altersdatierungen an ausgewählten Proben durchzuführen. Als Schwerpunkt wird die frühe Entwicklungsphase von Inselbögen angegeben. Das Vorhaben der Universität Bremen trägt mit seiner Expertise im Bereich der Fluid- und Präzipitatgeochemie zum Verbundprojekt bei und plant den Eintrag magmatischer Gase und die Auswirkung auf die Zusammensetzung hydrothermaler Präzipitate durch Messungen der gelösten Gasmengen und thermodynamische Modellierungen zu quantifizieren. In hydrothermalen Systemen beeinflusst die Magmenentgasung die Zusammensetzung der hydrothermalen Lösungen sehr stark und spielt beim Elementtransport zwischen Magma und dem Massivsulfidvorkommen am Meeresboden eine Schlüsselrolle. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse werden neue Einsichten zu Bildungen von hydrothermalen Massivsulfidlagerstätten bringen.  Diese Systeme in Inselbögen gelten als moderne Analoge von vulkanogenen Massivsulfid (VMS)-Lagerstätten, in denen sich wirtschaftlich überaus bedeutsame Kupfer- und Goldvorkommen befinden. Die Forschung kann helfen, bessere Explorationsstrategien zu entwickeln, um die Lagerstätten (an Land und im Meer) besser aufspüren zu können. Das Vorhaben der Jacobs University Bremen gGmbH trägt mit seiner Expertise im Bereich der Geochemie hydrothermaler Systeme zum Verbundprojekt bei und plant hydrothermale Schlüsselparameter (z. B. pH, Eh, Schwermetallspeziierungen) aus dem hydrothermalen Fluid bis zur Vermischungszone in der Plume und dem umliegenden Meerwasser zu beproben. Ziel ist es die Stoffeinträge von hydrothermalen Systemen des Tonga-Inselbogens in den Ozean zu charakterisieren und deren Bedeutung für den globalen Stoffhaushalt der Meere sowie die lokalen chemischen und biologischen Prozesse in der Wassersäule und am Meeresboden besser zu verstehen.