Neue Eisenoxide entdeckt: große Sauerstoffquellen im Erdinneren?

Hochdruck-Experimente enthüllen komplexes Verhalten von Eisenoxid

Tief im Erdinneren existieren große, bisher unbekannte Sauerstoffquellen, die möglicherweise großen Einfluss auf den Materialkreislauf der Erde (und darüber hinaus) haben. Darauf deuten Forschungsergebnisse hin, die einer Pressemitteilung der Bayreuther Universität folgend ein internationales Team unter der Leitung der Bayreuther Wissenschaftlerin Elena Bykova erzielt hat.

Bei Versuchen mit der Röntgen-Hochdruckzelle Petra III des Deutschen Elektronen-Synchrotrons (DESY) in Hamburg, der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble und der Advanced Photon Source (APS) am Argonne National Laboratory in Chicago entdeckten die Forscher zwei neue Eisenoxide. Die Beobachtung weist auf die Existenz einer großen, bislang unbekannten Sauerstoffquelle im unteren Erdmantel hin, wie das Team um Hauptautorin Elena Bykova von der Universität Bayreuth im Fachblatt Nature Communications berichtet.[note Struktur des neu entdeckten Eisenoxid Fe25O32. Bild © Elena Bykova, Universität Bayreuth]
Untersuchungen von Mineralen unter extremen Bedingungen

Eisenoxide sind Minerale, die in der Natur in unterschiedlichen Verbindungen – sogenannten Phasen – vorkommen. Besonders weit verbreitet sind Hämatit (Fe2O3) und Magnetit (Fe3O4). Diese Eisenerzminerale haben einen Eisengehalt von mehr als 70 Prozent und sind daher eine der wichtigsten Ressourcen für die industrielle Gewinnung von Eisen und Stahl.

Elena Bykova, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Labor für Kristallographie und am Bayerischen Geoinstitut (BGI) der Universität Bayreuth, hat mit ihrem Team diese Eisenoxide unter sehr hohen Drücken und Temperaturen untersucht.„Das häufigste Eisenoxid ist Hämatit, Fe2O3, das ein Endprodukt vieler geologischer Prozesse darstellt und die wichtigste Eisenquelle unserer Zivilisation ist“, erläutert Bykova. In den vergangenen fünf Jahren haben Forscher neue Eisenoxidverbindungen wie Fe4O5, Fe5O6, und Fe13O19 entdeckt, die sich bei hohem Druck und hohen Temperaturen bilden. Um das Verhalten von Hämatit und dem ebenfalls häufigen Magnetit (Fe3O4) unter Extrembedingungen weiter zu untersuchen, nutzte das Team um Bykova eine besondere Druckzelle an DESYs „Extreme Conditions“-Messstation P02.2.

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