Ein thermisches und rheologisches Dichtemodell der Antarktischen Lithosphäre auf der Grundlage von Satellitendaten mit Anwendung auf das thermische Regime des Eisschildes

MANTIS ist ein Projekt im DFG-Schwerpunktprogramm SPP1788: "Study of Earth system dynamics with a constellation of potential field missions".

Ein umfassendes Verständnis der festen Erde ist essentiel, um die Zusammenhänge zwischen der Dynamik und Struktur der tiefen Erde und oberflächennahen Prozessen zu verstehen. Die thermo-mechanischen Eigenschaften der Lithosphäre stehen in direktem Zusammenhang mit lithosphärischen Verformungen, besonders mit isostatischer Landhebung, einem Prozess, der von großer Wichtigkeit für die Beobachtung der Massenbilanz des antarktischen Eisschildes ist. Deshalb sind Temperaturverteilungen in der Lithosphäre nicht nur für die Dynamik ebendieser, sondern auch für die direkte Modellierung der Eisbewegungen essenziell. Die Antarktis ist nach wie vor der am wenigsten erforschte Kontinent und geophysikalische in situ Beobachtungen sind auch heutzutage nur sehr begrenzt erhebbar, da der Kontinent fast vollständig von einem Eisschild bedeckt ist. Aus diesem Grunde eröffnen neue Satellitenbeobachtungen innovative Möglichkeiten für die Lösung der offenen Probleme.

Im Rahmen dieses Projekts werden neuartige Ansätze gewählt, um aus satellitengestützten Schwere- und Magnetikdatensätzen, seismischen Tomographien sowie weiteren geophysikalischen Informationen gemeinsam ein dreidimensionales thermisches, rheologisches und Dichtemodell der antarktischen Lithosphäre zu bestimmen.  Die Kombination verschiedener unabhängiger Methoden ermöglicht es uns, ein realistischeres Modell der Kruste, des oberen Mantels und der Interaktion zwischen Lithosphäre und Eisschild zu erstellen.

Im ersten Schritt werden Satellitenschwerefelddaten und Auflastdeformationen gemeinsam analysiert, um die effektive elastische Dicke der Lithosphäre zu bestimmen, ein Parameter, der im direkten Zusammenhang zum vorherrschenden thermischen Regime der Lithosphäre steht. Zweitens wird die Bestimmung des Curie-Punktes aus Magnetfeldbeobachtungen angestrebt. Diese Ergebnisse liefern eine weitere Einschränkung der Temperaturverteilung.  Drittens werden Schwere- und Tomographiedaten einer gemeinsamen Inversion unter Berücksichtigung von Randwerten aus der Mineralphysik unterzogen. In einem abschließenden Schritt werden alle Ergebnisse kreuzvalidiert und in ein gemeinsames dreidimensionales Modell optimal eingepasst. Darauf aufbauend werden verschiedene Tests durchgeführt, um Verbindungen zwischen der Lithosphäre und dem thermischen Regime des antarktischen Eisschildes zu untersuchen.

Zuwendungsgeber: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

Status: laufend

Website: http://www.spp-dynamicearth.de/the-projects/gravity-field/

Kontakt

Mikhail Kaban
Arbeitsgruppenleiter
Dr. habil. Mikhail Kaban
Erdsystem-Modellierung
Telegrafenberg
Gebäude A 20 , Raum 320
14473 Potsdam
+49 331 288-1172
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