Osmiumlegierungen zur Untersuchung der Erde

Osmium-Legierungen haben den Wissenschaftlern, die am Projekt OS.EARTH (Osmium alloys & the pulse of the Earth) arbeiten, eine Möglichkeit zur Untersuchung der Mantel-Kruste-Interaktion gegeben. Osmium kommt im Erdmantel konzentriert vor, scheint in der Kruste aber erschöpft zu sein. In der Tat sind die Werte in der Kruste so niedrig, dass sie extrem schwer zu messen sind.

Osmium kann, wie auch Iridium, in höchsten Konzentrationen in magmatischen Lagerstätten und abgebauten Lagerstätten aus früheren Strukturen festgestellt werden. In einer frühen Phase des OS.EARTH-Projekts sammelte das Team mehr als 300 winzige Körner von Osmiumlegierungen aus dem Rhein und weiteren küstennahen Lagerstätten.

Dieses Krustenosmium weist hohe radiogene bis stabile Verhältnisse auf, während die entsprechenden Mantelwerte gering sind. Dessen Zerfall ist dahingehend einmalig, als dass dieser die Möglichkeit bietet, unterschiedliche Krustenmengen auf bestimmte Zeitalter zurückzuführen. Die Forscher von OS.EARTH bestätigten im Besonderen, dass vor 1,2 Milliarden Jahren ein Spitzenwert erreicht wurde.

Ein solcher Gipfel hinsichtlich des kontinentalen Krustenalters zeigt, dass die Erdkruste mit der Zeit in Impulsen gewachsen ist, die sich zeitlich mit großen Mantelschmelzereignissen überschneiden. Viele weitere Proben können wahrscheinlich wertvolle Einblicke in die frühere Erdgeschichte geben.

Osmiumlegierungen, die in alluvialen Lagerstätten gesammelt wurden und die mit Gold vermischt sind, haben wertvolle Hinweise auf die Bildung der kontinentalen Erdkruste gegeben. Die OS.EARTH-Wissenschaftler haben die Hypothese überprüft, dass Osmiumlegierungen in prähistorischen Goldobjekten dazu verwendet werden können, den ursprünglichen Standort mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.

Ein interessantes neues Projektergebnis liegt einer vollständigen Analyse einer Sammlung von mehr als 300 Körnern aus dem Rhein mit einer Osmium-haltigen Legierung zugrunde. Hierbei handelt es sich um die erste Sammlung dieser Art in Nordwesteuropa. Dies bestätigte die globale Beschaffenheit eines großen mantelschmelzenden Superereignisses vor etwa 1,2 Milliarden Jahren.

Gegen Ende des Projekts wurden ebenfalls Erfolge bei der Identifizierung alluvialer Goldlagerstätten in Griechenland erzielt. Tests legen nahe, dass die Legierungsinklusionen bei prähistorischen Goldobjekten genutzt werden können, um den Ursprung prähistorischen Goldes – z. B. einzelner Münzen und kultureller Artefakte – exakt zu bestimmen. Im Rahmen von OS.EARTH wurden ebenfalls neue Methoden für schnelle, automatisierte mineralologische Analysen unter Verwendung einer Rasterelektronenmikroskopie entwickelt.

Neue Methoden, die für schnelle, automatisierte mineralologische Analysen unter Verwendung einer Rasterelektronenmikroskopie entwickelt wurden, werden bereits von den industriellen Partnern evaluiert: bei Mineralfreisetzungsanalysen im Bereich der Mineralienverarbeitung, bei Kimberlitanalysen im Bereich der Diamantenprospektion und bei mineralologischen Untersuchungen potenzieller Seltenerdelement-Rohstoffe.