-
Humanitaarteaduste ja kunstide valdkondHumanitaarteaduste ja kunstide valdkonna dekanaatJakobi 2, r 116-121 51005 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Ajaloo ja arheoloogia instituutJakobi 2 51005 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Eesti ja üldkeeleteaduse instituutJakobi 2, IV korrus 51005 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTFilosoofia ja semiootika instituutJakobi 2, III korrus, ruumid 302-337 51005 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Kultuuriteaduste instituutÜlikooli 16 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Maailma keelte ja kultuuride instituutLossi 3 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0UsuteaduskondÜlikooli 18 50090 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Viljandi kultuuriakadeemiaPosti 1 71004 Viljandi linn, Viljandimaa EST0Humanitaarteaduste ja kunstide valdkonna emeriitprofessorid0Humanitaarteaduste ja kunstide valdkonna emeriitdotsendid0Sotsiaalteaduste valdkondSotsiaalteaduste valdkonna dekanaatLossi 36 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Haridusteaduste instituutJakobi 5 51005 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Johan Skytte poliitikauuringute instituutLossi 36, ruum 301 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0MajandusteaduskondNarva mnt 18 51009 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Psühholoogia instituutNäituse 2 50409 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0ÕigusteaduskondNäituse 20 - 324 50409 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Ühiskonnateaduste instituutLossi 36 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Narva kolledžRaekoja plats 2 20307 Narva linn, Ida-Virumaa EST0Pärnu kolledžRingi 35 80012 Pärnu linn, Pärnu linn, Pärnumaa EST0Sotsiaalteaduste valdkonna emeriitprofessorid0Sotsiaalteaduste valdkonna emeriitdotsendid0Meditsiiniteaduste valdkondMeditsiiniteaduste valdkonna dekanaatRavila 19 50411 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTBio- ja siirdemeditsiini instituutBiomeedikum, Ravila 19 50411 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTFarmaatsia instituutNooruse 1 50411 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTHambaarstiteaduse instituutL. Puusepa 1a 50406 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTKliinilise meditsiini instituutL. Puusepa 8 50406 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTPeremeditsiini ja rahvatervishoiu instituutRavila 19 50411 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTSporditeaduste ja füsioteraapia instituutUjula 4 51008 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTMeditsiiniteaduste valdkonna emeriitprofessorid0Meditsiiniteaduste valdkonna emeriitdotsendid0Loodus- ja täppisteaduste valdkondLoodus- ja täppisteaduste valdkonna dekanaatVanemuise 46 - 208 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTArvutiteaduse instituutNarva mnt 18 51009 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTGenoomika instituutRiia 23b/2 51010 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTEesti mereinstituutMäealuse 14 12618 Tallinn, Harjumaa EST0Füüsika instituutKeemia instituutRavila 14a 50411 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTMatemaatika ja statistika instituutNarva mnt 18 51009 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Molekulaar- ja rakubioloogia instituutRiia 23, 23b - 134 51010 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTTartu observatooriumObservatooriumi 1 61602 Tõravere alevik, Nõo vald, Tartumaa EST0TehnoloogiainstituutNooruse 1 50411 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTÖkoloogia ja maateaduste instituutJ. Liivi tn 2 50409 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTLoodus- ja täppisteaduste valdkonna emeriitprofessorid0Loodus- ja täppisteaduste valdkonna emeriitdotsendid0Akadeemilise sekretäri tegevusvaldkondPersonaliosakondÜlikooli 18, ruumid 302 ja 304 50090 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Finantsjuhi tegevusvaldkondRahandusosakondJakobi 4 51005 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Kantsleri tegevusvaldkondInfotehnoloogia osakondUppsala 10 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0KantseleiÜlikooli 17 (III korrus) 51005 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Kinnisvaraosakond0Turundus- ja kommunikatsiooniosakondÜlikooli 18, ruumid 102, 104, 209, 210 50090 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Rektori tegevusvaldkondRektoraadi bürooÜlikooli 18 50090 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTSiseauditi bürooÕppeprorektori tegevusvaldkondÕppeosakondTeaduskoolUppsala 10 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTÜliõpilaskonna bürooÜlikooli 18b 51005 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Õppimis- ja õpetamiskeskusLossi 36-401 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTTeadusprorektori tegevusvaldkondRaamatukoguW. Struve 1 50091 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTGrandikeskusRaekoja plats 9, III korrus 51004 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa ESTArendusprorektori tegevusvaldkondEttevõtlus- ja innovatsioonikeskusNarva mnt 18 51009 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Loodusmuuseum ja botaanikaaedVanemuise 46 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0Rahvusvahelise koostöö ja protokolli osakond0MuuseumLossi 25 51003 Tartu linn, Tartu linn, Tartumaa EST0
Doktoritöö kaitsmine geoloogia osakonnas
Reedel, 12. novembril 2021 algusega kell 12.15 kaitseb TÜ ÖMI geoloogia osakonnas Ravila 14a – 1019
KAAREL LUMISTE
doktoritööd Phosphogenesis and REE+Y diagenesis of Recent and Paleozoic phosphorites (Fosfogenees ja haruldaste muldmetallide diagenees tänapäevastes ja Paleosoilistes fosforiitides).
Juhendajad on professor Aivo Lepland (TÜ, Norra Geoloogiateenistus) ja teadur Liisa Lang(TÜ).
Oponent on professor Graham Shields-Zhou (University College London, Suurbritannia).
Kokkuvõte
Fosfor on elusloodusele kandva tähtsusega keemiline element ning ühtlasi primaarproduktsiooni kontrolliv toitaine. Fosfori settese sidumise mehhanism ehk fosfogenees on siiani paljuski ebaselge. Peamine fosforit sisaldav mineraal setetes on apatiit, mille kristallstruktuuri on võimalik asenduda suurel hulgal erinevatel keemilistel elementidel. Üks olulisemaid asenduvaid elementide rühmasi on haruldased muldmetallid ja üttrium ehk REE+Y. Käesolevas doktoritöös uuriti <5 miljoni aasta vanuseid fosforiite Namiibia šelfil ning ~ 490 miljoni aasta vanuseid Eesti biogeenseid fosforiite. Töö peamisteks eesmärkideks oli selgitada fosfogeneesiks vajalikud keskkonnatingimused ning haruldaste muldmetallide sidustamise ja ümberjaotumine mehhanismid. Töö fookuses olid REE+Y süstemaatika fosforiitides nii lühiajalisel kui pikaajalisel skaalal, stabiilsete isotoopide ja jälgelementide käitumine apatiidi väljasettimise ajal ning väljasettinud apatiidi mikromorfoloogia. Käesoleva töö tulemused näitavad, et fosfogeneesi levikut kontrollivad hapnikurikaste ja –vaesete tingimuste varieerumine settes ning apatiidi settimiseks vaja minevate orgaaniliste substraatide olemasolu. REE+Y sidustamine apatiiti toimub geoloogilisel ajaskaalal kiiresti ning ka väga noortel fosforiitidel on jälgelementide koostis oluliselt erinev algupärasest. Peamiseks REE+Y allikaks apatiidis on hapnikuvaene poorivesi. Apatiidi settimise ajal poorivee valdav keemiline koostis kontrollib REE+Y sidustamist ja seeläbi nende elementide sisaldust fosforiidis. Sellest tulenevalt võivad üksteisest paarikümne kilomeetri kaugusel paiknevate fosforiidi leiukohtade REE+Y kontsentratsioonid varieeruda enam kui kümme korda.
Summary
Phosphorus is an essential element for all life on Earth as well as the key limiting nutrient on geological timescales. However, the formation of solid phosphate phases – phosphogenesis – is poorly constrained. The main phosphate containing mineral in marine sediments is apatite. Due to its complex crystal structure, apatite is susceptible to a wide variety of substitutions. One of the most important chemical substitutions in apatite are a group of 15 elements called Rare Earth Elements and Yttrium (REE+Y). In this thesis, Recent Namibian sedimentary phosphorites and ~490 mln year old Estonian phosphorites were studied. The main goal of this doctoral thesis was to decipher the environmental conditions during phosphogenesis and the diagenetic evolution of sedimentary phosphorites. The specific aims of this thesis were to study the stable isotopic and trace element systematics in Recent sedimentary apatites and the post-depositional short- and long-term changes in apatite REE+Y composition. The thesis concludes that dominantly suboxic conditions punctuated by short-term sulfidic conditions, coupled with organic matter derived nucleation surfaces control both the depth and spatial distribution of phosphogenesis. Uptake of REE+Y by apatite is a fast-paced process on geological timescales and primary REE+Y signatures are already altered in Recent phosphorites. The dominant source for REE+Y in apatite is suboxic-sulfidic pore-water. The chemical environment of pore-water immediately after deposition of apatite controls the degree of enrichment of REE+Y in phosphorites, and can result in up to 10-fold REE+Y abundance variability between phosphorite localities a few tens of kilometres apart.