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Physik und Chemie der Minerale
Kristallographie
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Als Kristallographen beschäftigt uns die elementare Frage, wo in einer Struktur die Atome sind.
Darüber hinaus sind wir interessiert zu wissen, wie und wohin sich die Atome bewegen, wenn die
Temperatur, der Druck oder die Zusammensetzung sich ändern. Dies sind relevante Fragen geo- und
materialwissenschaftlicher Forschung.
Unsere Arbeitsgruppe ist aufgeteilt in Experimentelle Kristallographie
und Computer-Kristallographie. Beide Gruppen haben gemeinsame Forschungsinteressen und arbeiten sehr eng
zusammen, z.B. auf dem Gebiet der Hochdruckforschung.
Wir untersuchen an natürlichen und synthetischen
Proben Kristallstrukturen, meistens mit Beugungsmethoden, deren Änderungen und physikalische
Eigenschaften.
Die Kristallographie koordiniert die interdisziplinäre DFG Forschergruppe
"Chalkogenid-Schichtstrukturen".
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Experimentelle und Theoretische Mineralogie
Will man etwas über die Vorgänge im Erdinneren erfahren, ist man auf Experimente angewiesen, die
Druck und Temperaturbedingungen des Erdinnereren simulieren. Zu den Fragen, die beantwortet werden
müssen, gehören:
- Welche Minerale entstehen, wenn das Gesteinsmaterial in große Erdtiefen gerät?
- Wie ändern sich dadurch seine physikalischen Eigenschaften (z.B. die elektrische
Leitfähigkeit)?
- Wie und mit welcher Geschwindigkeit laufen die chemischen Reaktionen unter den Bedingungen des
Erdinneren ab?
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Um alle diese Fragen zu beantworten, müssen Minerale synthetisch hergestellt werden. Dazu bedient man
sich Hochtemperatur-Hochdruckanlagen, wie sie in der obigen Abbildung dargestellt sind.
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Petrologie: Gebirgsbildung, Entwicklung der Kontinente
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Unser Forschungs- und Lehrbereich ist ein Teilgebiet der Mineralogie und befasst sich mit Gebirgsbildung und
der Entwicklung der Kontinente. Wir arbeiten geländeorientiert, d.h. wir untersuchen Gesteine und
Minerale in der Natur. Gesteine und die sie aufbauenden Minerale verändern sich im Erdinneren durch die
Prozesse der Gebirgsbildung im Laufe der Jahrtausende oder gar Jahrmillionen. Durch Geländepraktika und
Exkursionen in ganz Europa lernen Studierende aus Gesteinen die geologische Geschichte abzulesen. Im Labor
wird die Zusammensetzung von Mineral- und Gesteins-Proben mit modernsten analytischen Ger¨ten bis in die
kleinsten Bereiche (tausendstel Millimeter) analysiert.
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Aus den chemischen Zusammensetzungen können die Druck-Temperaturbedingungen und die Prozesse in der
tiefen Erdkruste während Gebirgsbildung rekonstruiert werden. Mit Altersbestimmungen an einzelnen
Mineralkörnern, auf der Grundlage des radioaktiven Zerfalls, wird der zeitliche Verlauf dieser Prozesse
entschlüsselt.
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