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3. Forschungsprojekte

Es wird an dieser Stelle nur über die wichtigsten, derzeit laufenden Projekte berichtet. Informationen über abgeschlossene Teilprojekte sind in den Abschnitten 4.1 und 4.2 in Form von Literaturzitaten angegeben. Die Beiträge des Kapitels 3 sollen nicht zitiert werden.

3.1 Physikalische und chemische Eigenschaften von Feststoffen

Naturkatastrophen auf der Erdoberfläche wie Erdbeben und Vulkanausbrüche sind Hinweise auf die Dynamik unseres Planeten Erde. Das Verständnis der Antriebskräfte für diese Oberflächenphänomene und die Natur der Konvektion der festen Materie im Erdmantel stellt eine wesentliche Herausforderung für Geowissenschaftler dar. Im Allgemeinen sind wir nicht in der Lage, das tiefere Erdinnere direkt zu beproben. Wir müssen uns stattdessen auf eine Auswahl indirekter geophysikalischer Techniken zur Beobachtung des Erdinneren verlassen. Die Interpretation der geophysikalischen Messergebnisse bezieht sich oft auf physikalische und chemische Eigenschaften, die experimentell unter nachgeahmten Bedingungen des Erdinneren direkt bestimmt wurden. Derartige Experimente stellen einen Schwerpunkt der Forschungsarbeiten des Bayerischen Geoinstituts dar.

In den letzten Jahren haben geophysikalische Arbeiten den bemerkenswerten Nachweis einer elastischen Anisotropie an der Basis des unteren Erdmantels erbracht. Die Interpretation der Ergebnisse und die Ursachenbestimmung für eine derartige Anisotropie erfordert jedoch Kenntnisse des elastischen und des plastischen Verhaltens der beteiligten Phasen, d.h. von Perowskit (Mg,Fe)SiO3 und Magnesiowüstit (Mg,Fe)O. Am Geoinstitut konnten herausragende Fortschritte in experimentellen Techniken erzielt werden, mit denen es gelang, Kompressions- und Scherwellen-Geschwindigkeiten in (Mg,Fe)O-Einkristallen zu bestimmen. Diese Resultate ermöglichen die Bestimmung des Gesamtspannungstensors für die komplette Mischkristallreihe. Das Entschlüsseln der anisotropen geophysikalischen Struktur eines Gesteins erfordert daneben Kenntnisse über sein rheologisches Verhalten und über die Mikrostrukturen und kristallografischen Vorzugsorientierungen, die es während seiner Verformung annehmen kann. Diese Information lässt sich aus Verformungsexperimenten gewinnen, in denen die Bestimmung des Fließverhaltens von (Mg,Fe)O bis zu hohen Verformungsbeträgen möglich ist. Die Verknüpfung textureller Daten und elastischer Eigenschaften kann dann dazu verwendet werden, die seismische Anisotropie des unteren Erdmantels zu interpretieren.

Die Übergangszone in einer Tiefe von ca. 670 bis 440 km wird durch die Bildung der (Fe,Mg)2SiO4-Modifikationen Ringwoodit, Wadsleyit und Olivin bei Druck- und Temperaturabnahme charakterisiert. Hinsichtlich der Konvektion im Erdmantel ist nicht geklärt, ob die Übergangszone eine Barriere darstellt, die die Mantelkonvektion in zwei separate Bereiche trennt, oder ob eine zusammenhängende Konvektion über den gesamten Erdmantel stattfindet. Neben der Thermodynamik der Phasenübergänge  ist die relative Festigkeit dieser drei Phasen für das Konvektionsmuster von Bedeutung. Verformungsexperimente, die im Bayerischen Geoinstitut in-situ an Olivin und seinen Hochdruck-Modifikationen unter den Bedingungen der Übergangszone durchgeführt werden, können Einblicke in deren rheologisches Verhalten liefern. Aufgrund der äußerst schwierigen experimentellen Bedingungen sind präzise mechanische Daten nur schwer zu erlangen; daher liegt der Schwerpunkt der Untersuchungen auf der Analyse der mikrostrukturellen Merkmale mit Hilfe von Transmissionselektronenmikroskopie (TEM z.B. Versatz und Gleitsysteme) und Rasterelektronenmikroskopie (REM z.B. Körngrößen, bevorzugte Kristallgitterorientierung). Die Kenntnisse aktiver Verformungsmechanismen, die aus mikrostrukturellen Daten abgeleitet werden, werden uns möglicherweise Vorhersagen zum makroskopischen Verformungsverhalten in der Übergangszone erlauben. Prognosen zu den Konvektionsmustern beruhen auch auf der Kenntnis der physikalischen Bedingungen, besonders der Temperatur, was bedeutet, dass die  Eigenschaften der thermischen Diffusivität in den Phasen der Übergangszone genau bekannt sein muß.

Olivin (Fe,Mg)2SiO4 ist der Hauptbestandteil des oberen Erdmantels, und daher bestimmen seine physikalischen und chemischen Eigenschaften weitgehend das Verhalten dieses Bereiches. Ein wichtiger Parameter für die Olivin-Mischkristallreihe ist die Mg-Fe-Interdiffusion unter wechselnden thermodynamischen Umgebungsbedingungen, weil die chemische Zusammensetzung diverse physikalische Eigenschaften (Rheologie, Schmelzpunkt usw.) beeinflusst. Kenntnisse der Diffusionskoeffizienten unter variierenden Bedingungen des Drucks, der Temperatur und der Sauerstofffugazität sind daher unerlässlich. Olivin stellt wahrscheinlich eines der am gründlichsten untersuchten Minerale hinsichtlich seines Verformungsverhaltens dar; zur Extrapolation seines Verhaltens bei Laborbedingungen zu dem Verhalten unter natürlichen Bedingungen bedarf es nicht nur des Verständnisses, wie physikalische Parameter wie Temperatur und Druck das Fließverhalten beeinflussen, sondern es muß auch die Beeinflussung durch Variablen wie Wasser abschätzbar sein. Das Vorhandensein von Wasser beeinflusst die Verformung und die Phasenstabilität im Erdmantel in starkem Maße. Es stellt sich daher die Frage, wie viel Wasser durch die Subduktion ozeanischer Kruste in den Mantel zurückgeführt wird. Hydratisierte Minerale wie z.B. Talk können möglicherweise die 'Transporteure' des Wassers sein, und sie können außerdem starke Effekte auf die seismischen Eigenschaften subduzierter Platten haben.

3.2 Kristallchemie und Phasenumwandlungen

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften jeglicher Materie, auch der irdischen, werden zumindest unter thermodynamischen Gleichgewichtsbedingungen von Temperatur, Druck, der Aktivität aller beteiligten chemischen Komponenten und der Anordnung der Atome kontrolliert. Diese Struktur kann streng periodisch sein, mit sowohl Nah- als auch Fernordnung wie in kristallinen Festkörpern oder mit lediglich Nahordnung wie bei amorphen Zuständen. Sowohl die Kristallchemie als auch die Kristallphysik befassen sich mit den Struktur/Eigenschafts-Beziehungen und stellen die Grundlage für das Verständnis (an Stelle einer ausschließlichen Beschreibung) des Verhaltens von Materie dar. Sie ermöglichen eine Prognose der Materialeigenschaften für chemische und physikalische Bedingungen, die unter Laborbedingungen nicht erreicht werden können. Andererseits reagieren Kristallstrukturen auf Veränderungen der physikalischen und chemischen Umgebungsbedingungen, indem sie z. B. dichter gepackte Strukturen bei erhöhtem Druck annehmen, oder auf eine Temperaturerhöhung mit größerer Fehlordnung des Atomgitters reagieren. Aktivitätsände-rungen der beteiligten Komponenten können die chemische Zusammensetzung der Minerale verschieben. Die Gliederung des Erdmantels in Oberer Mantel - Übergangszone - Unterer Mantel ist eine Folge dieser Umwandlungen, welche die Konvektionsvorgänge beeinflussen oder sogar steuern.

Umwandlungen eines Kristallstruktur-Typs in einen anderen können nach völlig verschiedenen Mechanismen ablaufen: Sie können kontinuierlich auftreten (sogenannte Phasenumwandlungen zweiter oder höherer Ordnung), z.B. als Zunahme der intrakristallinen Fehlordnung oder der Verzerrung mit der Temperatur, oder die Umwandlungen können rekonstruktiv sein, wobei sich die neue Phase durch Kristallisation und Wachstum bildet und mit der Ausgangsstruktur höchstens eine topotaktische Beziehung besitzt. Sogenannte displazive Phasenumwandlungen kennzeichnen dagegen immer den Übergang zweier eng verwandter Strukturtypen: keine wesentlichen Atombindungen werden gebrochen, aber es werden individuelle Bausteine wie SiO4-Tetraeder oder SiO6-Oktaeder relativ zueinander verkippt. Diese Umwandlungen laufen deshalb im Allgemeinen kinetisch schnell ab. Oft erfordern sie daher in-situ-Untersuchungen unter erhöhten Drücken und Temperaturen. Obwohl die Strukturänderungen nur klein sind, können sich Einflüsse dieser Phasenübergänge recht drastisch auf physikalische Eigenschaften (z.B. elektrische Leitfähigkeit, Elastizität) auswirken und daher sowohl unter materialwissenschaftlichen als auch geologischen Aspekten von Bedeutung sein.

Ein genauerer Blick auf die meisten Mineralgruppen zeigt, dass diese Effekte nahezu allgegenwärtig sind. Das Kapitel 3.2 gibt einen Überblick über jüngste Arbeiten auf diesem Gebiet. Es schlägt den Bogen von wichtigen Mineralgruppen des Erdmantels und der Kruste zu superharten Materialien und sogar zu archäometrischen Anwendungen.

3.3 Geochemie

Ein grundlegendes Ziel der Geochemie liegt in der Bestimmung der chemischen Zusammensetzung der verschiedenen Reservoirs der Erde (z. B. Ozeane, Erdkruste, -mantel, und -kern) sowie des chemischen Austauschs zwischen diesen Bereichen. Die geochemischen Untersuchungen des Erdinnern zielen hauptsächlich auf die Zusammensetzung von Erdmantel und kern. Dabei besteht das erhebliche Problem, dass bestenfalls natürliche Proben aus dem obersten Erdmantel verfügbar sind und dass der gesamte Erdkern für jegliche Beprobung unerreichbar ist. Dieser Problematik kann dadurch begegnet werden, dass man mit Hilfe chondritischer Meteorite erst einmal die Zusammensetzung der Gesamt-Erde abschätzt. Von Chondriten wird nämlich angenommen, dass sie die gleiche Zusammensetzung wie die undifferenzierte Ur-Erde aufweisen. Desweiteren können wir Versuche durchführen, um Kenntnisse darüber zu erlangen, wie die chemischen Bestandteile der Erde im Verlauf großräumiger Aufschmelzungen des Erdmantels und der Erdkernbildung fraktionierten. Wir können dann versuchen, die möglichen Zusammensetzungen der sich daraus ergebenden verschiedenen Reservoire in der Erde zu rekonstruieren.

Einige der in Kapitel 3.3 vorgestellten Projekte bezeugen eine sehr langsame chemische Diffusion in Hochdruck-Mineralen des Erdmantels. Es ist daher anzunehmen, dass zahlreiche Fraktionierungsprozesse wahrscheinlich zu schnell ablaufen, um ein chemisches Gleichgewicht zu erreichen. In diesen Fällen werden Versuche zur Reaktionskinetik erforderlich, um die Zusammensetzung von verschiedenen Zonen der sich bildenden Reservoirs in ihrem Entstehungsprozess abzuschätzen. Als Beispiel sei hier die Abtrennung metallischer Schmelze aus dem silikatischen Erdmantel während der Erdkernbildung angeführt. Aus dem Ausmaß der Gleichgewichtseinstellung eines absinkenden Diapirs aus Metallschmelze mit seiner Hülle, dem festen unteren Mantel, lassen sich Chemismus des Erdkerns und Mechanismus der Erdkernbildung eingrenzen.

Eine träge Diffusion in Silikaten bewirkt weiterhin, dass der Abbau chemischer Heterogenitäten im Mantel, wie sie z.B. aus der Subduktion basaltischer ozeanischer Kruste resultieren, verhindert wird. Obwohl subduzierte Erdkrustenschollen durch großräumige Konvektionsvorgänge in den Erdmantel integriert und darin vermischt werden, geht man doch davon aus, dass kleinere Segmente der Kruste über lange Zeit erhalten bleiben, da für ihre Auflösung durch Diffusion extrem lange Zeiträume notwendig sind. Untersuchungen zur Abschätzung des Chemismus und der Mineralogie von potentiellen heterogenen Mantelzonen sind von besonderer Bedeutung, da derartige Bereiche die Spurenelementkonzentrationen und Elementverhältnisse sensibler Isotopensysteme wie U/Pb und Re/Os stark beeinflussen können. Es könnten sogar die Überbleibsel der Kristallbildung aus einem Ur-Magma-Ozean als kleinräumige Inhomogenitäten im Mantel erhalten geblieben sein.

Die Hauptmasse der Erdmantel-Proben stammt lediglich aus den obersten 200 km des oberen Erdmantels. Erst in jüngerer Zeit wird diskutiert, dass einige Diamanten mit Silikat- und Oxid-Einschlüssen aus viel größeren Tiefen aus dem Bereich der Übergangszone und des unteren Mantels stammen müssen. Um zu besseren Erkenntnissen über die erwartete chemische Zusammensetzung von Mineralen des unteren Erdmantels zu gelangen, zielen zahlreiche der in Kap. 3.3 beschriebenen Projekte auf die Bestimmung des Eisenverteilung (Fe2+ und Fe3+) in diesen Mineralen. Die Ergebnisse mögen bei der Abschätzung der Bildungsbedingungen der Einschlüsse in Diamanten aus dem tiefen Erdmantel hilfreich sein. Wenn diese Einschlüsse tatsächlich einen Ursprung im unteren Erdmantel haben, können wir mit unserer Beprobung des Erdmantels bis in Tiefen über 600 km vorstoßen.

3.4 Fluide und ihre Wechselwirkung mit silikatischen Schmelzen und Mineralen

Fluide beeinflussen viele Prozesse im Erdinneren wie z.B. Teilaufschmelzung, magmatische und vulkanische Prozesse, Gesteins- und Mineralverformung sowie kinetische Prozesse aus Phasenumwandlungen. Außerdem haben Fluide starke Effekte auf Phasengleichgewichte und auf physikalische und chemische Eigenschaften der Erdmaterie. In den letzten Jahren konnte gezeigt werden, dass große Mengen an Wasser im Erdinneren gespeichert werden können, da die Löslichkeit von H2O in Mineralen des Erdmantels, die nominell als 'wasserfrei' (ohne Kristallwasser) gelten, teilweise beträchtlich ist. Daraus folgt, dass aus den Ozeanen und aus der Atmosphäre stammendes und durch Subduktionsprozesse in den Erdmantel transportiertes Wasser über lange Zeiträume im Erdinneren verbleiben kann. Eine Quantifizierung dieses Wasserkreislaufs ist nicht nur in Hinsicht auf den Wasserhaushalt der Erde entscheidend, sondern ist auch eine Voraussetzung für unser Verständnis physikalischer und chemischer Eigenschaften des Erdmantels, die durch Kristallwasser in den auftretenden Mineralen besonders beeinflusst werden.

Die Forschungsarbeiten am Bayerischen Geoinstitut befassen sich mit diesen Themen auf vielfältige Weise. Die in Kapitel 3.4 beschriebenen Projekte behandeln nicht nur die Löslichkeit von H2O in Mineralen des Erdmantels, sondern auch Detailuntersuchungen über den Einbau von Wasserstoff in die jeweiligen Kristallgitter. Wie Röntgenbeugung und Spektroskopie bei der Untersuchung wasserhaltiger Minerale können auch kinetische Studien zur Hydratation und Dehydratation von Mineralen wichtige Informationen über Kristalldefekte durch Wasserstoffeinbau liefern. Fortgesetzt wurden auch Untersuchungen zur Rolle des Wassers bei magmatischen und vulkanischen Prozessen. Jüngste Arbeiten am Bayerischen Geoinstitut konnten zeigen, dass wässrige Fluide und Silikatschmelzen sich bei hohen Drücken und Temperaturen zu einem einzelnen überkritischen Fluid entwickeln eine Beobachtung, die Konsequenzen für die Interpretation zahlreicher magmatischer und vulkanischer Prozesse haben wird. Die Anschlussberichte über diese Projekte in dem Kapitel 3.4 ergeben, dass überkritisches Verhalten wahrscheinlich eine Rolle bei der Pegmatitabscheidung (extrem grobkörnige spätmagmatische Intrusionen, die eine wichtige Quelle für wirtschaftliche Erzvorkommen darstellen) spielt. Das Wissen, wie und wann Wasser bei Vulkanausbrüchen in Form von Blasen aus dem Magma freigesetzt wird, wird Vorhersagen zum Auftreten und zur Natur derartiger Eruptionen sehr erleichtern. Andere Arbeiten, die sich mit den chemischen Eigenschaften von Fluiden bei hohen Drücken und Temperaturen befassen, werden zu einer besseren thermodynamischen Charakterisierung fluidhaltiger Systeme führen. Mit Hilfe der Raman-Spektroskopie wurden chemische Spezies in wässrigen, karbonatführenden Fluiden bei hohen Drücken und Temperaturen in-situ an Proben in Diamantstempelzellen bestimmt. Schließlich werden auch Ergebnisse zur Elementverteilung zwischen Fluiden und Schmelzen vorgestellt, die mit einer neuartigen Technik gewonnen wurden. Bei dieser Methode werden Analysen von synthetischen Fluideinschlüssen verwendet, die in abgeschreckter Silikatschmelze eingeschlossen sind.

3.5 Physikalische und chemische Eigenschaften von Schmelzen

Schmelzphasen stellen für die Gesamtheit der Erde wichtige Komponenten dar und haben von je her eine zentrale Rolle als Transportmedium für die chemische und physikalische Differentiation in Erdkruste, -mantel und -kern gespielt. Sowohl Laborexperimente als auch theoretische Berechnungen gelten als wichtige Quellen für die Gewinnung von Daten und Informationen über die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Schmelzen unter solchen Bedingungen, wie sie im Erdinneren vorherrschen.

Die im Kapitel 3.5 beschriebenen Projekte behandeln ein großes Spektrum an Fragestellungen über  Schmelzen in Kruste, Mantel und Kern der Erde. Traditionsgemäß stellt die Spektroskopie eine Schlüsselmethode zur Schmelzuntersuchung dar. Bei der Erforschung von Silikat-Gläsern, die aus Schmelzen bei hohen Temperaturen und Drücken abgeschreckt wurden, haben Raman-, Infrarot-, und NMR-Spektroskopie sowie weitere spektroskopische Methoden markante Beziehungen zwischen Schmelze/Glas-Strukturen und deren Eigenschaften aufgezeigt. Neue technische Entwicklungen lassen jetzt eine direkte Beprobung von Schmelzen bei für verschiedene Fragestellungen interessanten Drücken und Temperaturen zu. So wird zum Beispiel heute die komplexe Impedanz-Spektroskopie, mit der bisher erfolgreich elektrische Leitfähigkeiten von Mineralen des Erdmantels bestimmt wurden, für die Untersuchung von Schmelz- und Teilschmelz-Systemen eingesetzt. Die elektrischen Eigenschaften von Materie können sich schon in Gegenwart geringster Mengen einer Schmelze grundlegend ändern. Untersuchungen der Viskosität von Schmelzen und der Edelgas-Löslichkeit unter Manteldrücken liefern neue Erkenntnisse über Transport-eigenschaften und Rheologie von Silikatschmelzen. Diese Parameter sind bedeutend für das Verständnis der Entwicklung eines Magmaozeans im Frühstadium der Erdbildung und der Ausbildung einer Atmosphäre durch Entgasung. Untersuchungen unter den im Erdkern herrschenden Bedingungen stellen im Laborbetrieb kaum zu realisierende Herausforderungen dar. Daher wurde der Schwerpunkt auf eine genauere Bestimmung der Druckabhängigkeiten physikalischer Eigenschaften von metallischen Schmelzen auf leichter zugängliche Druckbereiche verschoben. Auf diese Weise sind genauere Abschätzungen der kritischen Größen wie Viskosität und Zusammensetzung des äußeren Erdkerns möglich.

3.6 Magmendynamik und vulkanische Prozesse

Vulkanausbrüche gehören zu den spektakulärsten Zeugnissen plattentektonischer Vorgänge und der Konvektion im Erdmantel. Jedes Jahr verursachen diese Ereignisse direkt und indirekt beträchtlichen Schaden an Leben und Eigentum. Die Heftigkeit einzelner Ausbrüche wird sehr stark durch den Chemismus und die Bestandteile an leichtflüchtigen Komponenten der Magmen beeinflusst. Eine schlagartige Freisetzung flüchtiger Komponenten (zumeist Wasser) im aufsteigendem Magma kann zu heftigen Eruptionen führen, die von pyroklastischen Strömen begleitet werden, die aus Aschewolken und extrem heißem Dampf bestehen, und die mit sehr hoher Geschwindigkeit die Vulkanflanken hinabstürzen. Die Geschwindigkeit, mit der die Konzentration leichtflüchtiger Komponenten im aufsteigenden Magma im Innern der Vulkane abnimmt, ist daher von großer Bedeutung, um den Charakter eines bevorstehenden Ausbruchs vorherzusagen. Für die Experimente am Geoinstitut wurden Proben aus dem Magma von Montserrat, Souffriere Hills verwendet, um die Beziehung zwischen Dekompressionsrate und Magmenentgasung zu beurteilen und um so die unterschiedliche Eruptionscharakteristik dieses Vulkans zu deuten.

Silikatreiche Magmen sind viskoser und führen daher auch vermehrt zu heftigen Ausbrüchen. Zahlreiche Faktoren beeinflussen den SiO2-Gehalt eines Magmas. Dazu gehören Temperatur und Chemismus des Nebengesteins, in dem sich die Schmelze bildet, der Anteil der beteiligten Fluide sowie die Wechselbeziehung zwischen Magma und Nebengestein beim Aufstieg. Blöcke des Nebengesteins werden auf dem Weg des Magmas an die Oberfläche oft als Xenolithe (Fremdgesteinseinschlüsse) und Kristalleinschlüsse mittransportiert. Diese Einschlüsse werden zur Beurteilung der chemischen Zusammensetzung der Gesteine in der Quellenregion des Magmas herangezogen. Aus den Reaktionssäumen zwischen Xenolithen und dem umgebenden Magma kann man Schlüsse über die Geschwindigkeit der chemischen Veränderung des Magmas (und der eingeschlossenen Xenolithe) ziehen. Weitere Informationen über den Chemismus der Gesteine in der Ursprungsregion eines Magmas können aus der Mineralogie und der chemischen Zusammensetzung von Adern und Gängen in großen Einsprenglingen gewonnen werden.

3.7 Methodische Entwicklungen

Methodische Innovation und Weiterentwicklung sind Voraussetzungen, um auf hohem wissenschaftlichen Niveau konkurrieren und eine führende Rolle in einer wissenschaftlichen Disziplin einnehmen zu können. Die Entwicklung und Verbesserung der experimentellen Ausstattung und deren Konstruktion sind für das Bayerische Geoinstitut, das auch als zentrale internationale Einrichtung auf dem Gebiet der experimentellen Geochemie und Geophysik aktiv ist, von besonderer Bedeutung. Methodische Weiterentwicklungen stellen eine zeitintensive Herausforderung dar und erfordern technische und finanzielle Unterstützung und Förderung mit hohem Standard beides ist am Geoinstitut gegeben.

Im letzten Jahr wurden unsere Anstrengungen fortgesetzt und (1) die Hochdruck-/Hochtemperatur-Apparaturen weiterentwickelt, verbessert und modifiziert, um bestehende experimentelle Grenzen zu durchbrechen und (2) computergestützte Methoden zur Simulation experimenteller Daten verfeinert. Die neuen Laborausrüstungen ermöglichen uns die in-situ-Bestimmung von physikalischen Eigenschaften der Erdmaterie unter Mantelbedingungen sowie Synthesen unter bisher unerreichbaren Druck-/Temperatur- Bedingungen. Der Bau eines aus Saphir bestehenden P/S-Wellenumwandlers zur Bestimmung der elastischen Konstanten von Magnesiowüstit in einer Diamantstempelzelle macht Fortschritte. Eine neue Drickamer-Stempel-Apparatur mit gesinterten Diamantstempeln wird zur Zeit getestet und für die Synthese von Hochdruckphasen unter Drücken deutlich jenseits von 25 GPa weiterentwickelt. Verbundkugeln mit einer silikatischen Außenhülle und einem metallischen Kern werden in unserem Präparationslabor angefertigt und dienen als Messsonde zur Bestimmung der Viskosität und Dichte von Schmelzen bei hohen Drücken. Neue in-situ-Messungen der elektrischen Leitfähigkeit ermöglichen uns jetzt, fortschreitende Phasenumwandlungen in Echtzeit zu überwachen. Vergleiche experimenteller mit theoretischen NMR-Ergebnissen unterstreichen jüngste Fortschritte in der numerisch exakten Berechnung von NMR-Spektren. Die aufgeführten Projekte behandelt das folgende Kapitel.

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