Wechselwirkungen an geologischen Grenzflächen

Unter dem Thema ,,Wechselwirkungen an geologischen Grenzflächen“ werden Prozesse im Mikrobereich untersucht, die zwischen instabilen Korn-, Partikel- und Phasengrenzen, zum Teil unter Beteiligung von Fluiden und aktiven Mikroorganismen ablaufen. Im Gegensatz zur Grenzflächenforschung in den Materialwissenschaften handelt es sich bei geologischen Grenzflächen nicht um Reinstsysteme, sondern um polyphase Naturprodukte mit sehr komplexen Grenzflächenphänomenen, die zudem eine dritte Dimension besitzen (Grenzschichten). Wechselwirkungen an geologischen Grenzflächen steuern, ausgehend vom atomaren Bereich, geologische Prozesse in allen Dimensionen und sind damit sowohl Quelle als auch Informationsträger von geologischen Prozessen. Zentrales Ziel ist deshalb, aus den Wechselwirkungen an geologischen Grenzflächen und den Prozessen der Stoffumlagerung im Mikrobereich auf großräumige geologische Vorgänge zurückzuschließen. Dabei stehen Fragen, wie die Steuerung des Auf- und Abbaus geologischer Grenzflächen, der Einfluss von Fluiden auf geologische Grenzflächenprozesse und die Ableitung dieser Prozesse aus der Analyse stofflicher Gradienten im Vordergrund. Stoffumsätze von Organismen bei der Verwitterung und Erosion im Mikrobereich, die Prozesse zwischen Mineral- und Partikeloberflächen bei der Bildung von Bio- und Organomineralen sowie bei der chemischen Verwitterung spielen ebenfalls eine große Rolle. Ebenso betrachtet werden müssen die Fluidchemie, die wesentlich von der Chemie reaktiver mineralischer Oberflächen gesteuert wird, die Steuerung des Verformungs- und Festigkeitsverhaltens durch Fluide und die daraus resultierenden petrophysikalischen und gesteinschemischen Eigenschaften. Von großer Bedeutung sind auch die Untersuchungen der strukturellen, chemischen und isotopischen Gradienten in Gesteinen und Mineralen.