Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

Die elastische Reaktion auf Oberflächenkräfte kann adäquat durch lineare Übertragungsfunktionen, Green'sche Funktionen, parametrisiert werden, die auf einer radial symmetrischen Dichte- und Elastizitätsverteilung im Erdinnern beruhen. Die jeweilige Erdstruktur muss für kleinräumige Prozesses gegebenenfalls angepasst werden.

Für die Untersuchung von Oberflächendeformationen, die durch saisonale Änderungen im terrestrischen Wasserkreislauf oder in der Atmosphäre bewirkt werden, wurde in Abhängigkeit von der jeweiligen elastischen Kruste (Erdstruktur) die Deformation der Erdoberfläche berechnet. Dazu wurde für eine lateral variierende Krustenstruktur in erster Näherung an jedem Gitterpunkt ein eigener Satz von Green'schen Funktionen gerechnet. Diese beschreiben in Abhängigkeit von der Entfernung zur Laständerung die Reaktion der festen Erde.

Numerisch aufwendiger ist es, laterale Variationen in den elastischen Eigenschaften, konsistent zu modellieren. Diese treten vor allem an den tektonischen Plattengrenzen zu Tage und beeinflussen das Deformationsverhalten. Dichtevariationen obwohl auch von Belang beeinflussen dagegen das Deformationsverhalten weniger. Im Erdmantel kommt ein weiteres Phänomen hinzu, die Anelastizität, Sie besagt, dass sich die elastischen Moduln mit der Dauer der Beanspruchung verringern, das Material sich als stärker deformiert. Ähnlich wie in der Kruste sind die anelastischen Eigenschaften von Ort zu Ort verschieden. Sie sind stark temperaturabhängig, ihre Verteilung ist damit eng mit Untersuchungen über die Dynamik des Erdmantels verknüpft. (Siehe auch Department 2 "Geophysik")

 

Referenzen:

Tanaka, Y., Klemann, V., Martinec, Z. (2024): An Estimate of the Effect of 3D Heterogeneous Density Distribution on Coseismic Deformation Using a Spectral Finite-Element Approach. - In: Freymueller, J.T., Sánchez, L. (eds) X Hotine-Marussi Symposium on Mathematical Geodesy. HMS 2022. International Association of Geodesy Symposia, vol 155. Springer, Cham. p 103-111, doi.org/10.1007/1345_2023_236

Huang, P., Sulzbach, R., Klemann, V., Tanaka, Y., Dobslaw, H., Martinec, Z., Thomas, M. (2022): The Influence of Sediments, Lithosphere and Upper Mantle (Anelastic) With Lateral Heterogeneity on Ocean Tide Loading and Ocean Tide Dynamics. - Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 127, 11, e2022JB025200. doi.org/10.1029/2022JB025200

Huang, P., Sulzbach, R., Tanaka, Y., Klemann, V., Dobslaw, H., Martinec, Z., Thomas, M. (2021): Anelasticity and lateral heterogeneities in Earth's upper mantle: impact on surface displacements, self‐attraction and loading and ocean tide dynamics. - Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 126, 9, e2021JB022332. doi.org/10.1029/2021JB022332

Tanaka Y., Klemann V., Martinec Z. (2019) Surface Loading of a Self-Gravitating, Laterally Heterogeneous Elastic Sphere: Preliminary Result for the 2D Case. In: . International Association of Geodesy Symposia. Springer, Berlin, Heidelberg, DOI: doi.org/10.1007/1345_2019_62

Dill, R., Klemann, V., Martinec, Z., Tesauro, M. (2015): Applying local Green's functions to study the influence of the crustal structure on hydrological loading displacements. - Journal of Geodynamics, 88, p. 14-22.| doi.org/10.1016/j.jog.2015.04.005

zurück nach oben zum Hauptinhalt