Professor Dr. Andreas Pack

Hauptforschungsgebiete

Unsere Forschung nutzt stabile Isotope, insbesondere hochpräzise Dreifach-Sauerstoffisotope, um Prozesse in der frühen Erde, der Atmosphäre, der Biosphäre und im Sonnensystem zu rekonstruieren. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung neuer analytischer Methoden und geochemischer Proxys.

Dreifach-Sauerstoffisotopen-Geochemie
Entwicklung und Anwendung hochpräziser Methoden zur Bestimmung von ¹⁶O, ¹⁷O und ¹⁸O in Gesteinen, Mineralen, Karbonaten, biologischen Materialien, atmosphärischem CO₂ und extraterrestrischen Proben. Im Mittelpunkt stehen massenabhängige und massenunabhängige Isotopeneffekte sowie deren Nutzung zur Quantifizierung geochemischer Prozesse.

Atmosphäre, Biosphäre und Kohlenstoffkreislauf
Rekonstruktion der Entwicklung der atmosphärischen Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentrationen sowie der Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Biosphäre und fester Erde. Dazu gehören Untersuchungen an Zahnschmelz, Bioapatit, Karbonaten, kosmischem Staub und sedimentären Archiven.

Paläoklima und Paläoumwelt
Entwicklung isotopengeochemischer Proxys für Temperatur, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, Meerwasserzusammensetzung und atmosphärisches CO₂. Untersucht werden unter anderem Cherts, Karbonate, Korallen, Säugetier- und Dinosaurierzähne sowie hydrothermale und diagenetische Minerale.

Frühe Erde und Entwicklung der Ozeane
Rekonstruktion der chemischen und isotopischen Entwicklung der Erde vom Archaikum bis zur Gegenwart. Zentrale Themen sind die Sauerstoffisotopenzusammensetzung früher Ozeane, hydrothermale Alteration, frühe marine Ökosysteme, der Kohlenstoffkreislauf und die Kopplung zwischen Klima und tektonischer Entwicklung.

Kosmochemie und Entstehung des Sonnensystems
Untersuchung von Meteoriten, Mikrometeoriten und Proben asteroidaler Rückführungsmissionen, insbesondere von Ryugu. Ziel ist es, Akkretion, Kondensation, wässrige Alteration, Differentiation und Stofftransport im frühen Sonnensystem sowie den Ursprung der flüchtigen Elemente der Erde zu verstehen.

Entstehung und frühe Entwicklung von Erde und Mond
Anwendung hochpräziser Isotopenmessungen auf Fragen zur Entstehung des Mondes, zur isotopischen Verwandtschaft von Erde und Mond, zur späten Akkretion und zur Herkunft des terrestrischen Wassers und anderer flüchtiger Bestandteile.

Experimentelle Isotopengeochemie
Experimentelle Untersuchung von Isotopenaustausch, Reaktionskinetik und Gleichgewichtsfraktionierung bei Mineral-Fluid- und Gas-Wasser-Reaktionen. Diese Arbeiten liefern die Grundlage für die quantitative Interpretation natürlicher Isotopensignaturen.

Analytische Methodenentwicklung
Entwicklung neuer Verfahren für die hochpräzise Analyse von Sauerstoff- und Siliziumisotopen, darunter Laserfluorierung, Massenspektrometrie und Laserabsorptionsspektroskopie. Ergänzt wird dies durch die Entwicklung von Referenzmaterialien, Messstandards und automatisierten Analysesystemen.