Hochdruckgeologie

Mit einer an der ETH entwickelten Spezial-Hochdruckzentrifuge wird z. B. die Geschwindigkeit der Abtrennung von Metall- und Silkat-Schmelzen während der Akkretion der Erde bestimmt, die Verteilung der Elemente zwischen Schmelzen und Kristallen gibt dabei Aufschluss über die Tiefe und Temperatur und damit über die Entstehungsbedingungen des Erdkerns und des Erdmantels. Nur gerade 1,5 Prozent der Erdmasse sind uns direkt zugänglich. Die restlichen 98,5 Prozent sind ausser Reichweite, jedoch für die Dynamik und das Aussehen des Planeten verantwortlich: Der Anteil an Landmasse und Ozean auf der Erde wird durch Prozesse im Erdmantel bestimmt, die zu sogenannten magmatischen Zyklen führen, die meist in einer Tiefe von 20 bis 200 Kilometern und über Zeitspannen von Hunderten bis Millionen von Jahren ablaufen.

Über dem Mantel liegt die untere Erdkruste (15 bis 40 Kilometer Tiefe), in der die chemische Entwicklung der Magmen und das Wachstum der Kruste selbst, die über Milliarden von Jahren erfolgte, erforscht werden. In der Oberkruste (3 bis 15 Kilometer Tiefe) wird die Platznahme von Magmen, deren chemische und thermische Interaktion mit der Umgebung sowie deren Entwicklung mit der Zeit betrachtet. Diese Forschung wird experimentell und im Feld durchgeführt, letzteres zum Beispiel in der Adamello- Gruppe in Oberitalien, in Pakistan oder in der Mongolei.

Neben der Entstehung der Magmen werden auch das Fliessverhalten und die physikalischen Parameter, die zu Vulkanismus führen, experimentell untersucht.

Um die natürlichen und experimentell erzeugten Gesteine mineralogisch und chemisch zu charakterisieren, unterhält die Gruppe einen umfangreichen Pool an analytischen Geräten, welche auch häufig für angewandte Fragestellungen aus Industrie und Praxis eingesetzt werden.