Structure of the magnetic lithosphere from global analysis of satellite data

Dieses gemeinsame Projekt der CAU Kiel und dem GFZ in Potsdam zielt darauf ab, die Eigenschaften (Magnetisierung, Mächtigkeit, Komposition) der magnetischen Lithosphäre global zu charakterisieren. Die magnetische Lithosphäre umfasst den Teil der Kruste und des oberen Mantels in dem Magnetisierung auftreten kann. Durch die Kombination von Schwere- und Magnetikdaten von rezenten und laufenden Satellitenmissionen (GOCE, CHAMP und Swarm) ist es zum ersten Mal möglich, detaillierte Sensitivitätsstudien durchzuführen, welche es erlauben die die Größenordnung und Rolle von Magnetisierung in der Unterkruste und dem oberen Mantel zu analysieren.

An der CAU werden Schweregradienten aus Satellitenmission benutzt um die Geometrie und Dichtekontraste zwischen unterer Kruste und oberem Mantel abzuschätzen. Schweregradienten im Satellitenniveau sind auf Grund ihrer Tiefenabhängigkeit dazu bestens geeignet, und speziell die nicht-vertikalen Komponenten des Schweretensors können benutzt werden um die Modelgeometrie zu definieren und die Anwesenheit von Störkörpern in der unteren Kruste abzuschätzen. Hierzu werden Randbedingungen aus anderen geophysikalischen Methode mit berücksichtigt.

Am GFZ werden Magnetikdaten der CHAMP und Swarm Satellitenmissionen invertiert, um eine globale Verteilung der Magnetisierung zu erhalten. Zunächst werden keine a-priori Randbedingungen gewählt, so dass das erste Modell der vertikal-integrierten Magnetisierung entspricht. Diese Ergebnisse werden gegen existierende regionale magnetische Krustendickenabschätzungen validiert. Hierbei wird eine sukzessive regionale Waveletanalyse durchgeführt um ein 3D Magnetisierungsmodel zu erhalten.

Als nächster Schritt werden die Modellergebnisse der vorherigen Schritte kombiniert um die Sensitivität der magnetischen Daten gegenüber realistischen Geometrien, welche aus den Schwerdaten abgeleitet wurden, der Störkörper zu abzuschätzen. Verschieden Modellgeometrien werden benutzt, um laterale Dichtevariationen und Änderungen im Krustenaufbau abzubilden. Dies dient dazu die Magnetiserungsmodelle in den Bereich der mit Satellitendaten abbildbar und nicht abbildbar ist zu unterteilen, um einen sinnvollen Abgleich zwischen Modellen und Daten zu erlangen. Als letzter Schritt erfolgt eine Inversion Magnetikdaten unter Berücksichtigung der Randbedingungen aus der vorherigen Analyse.

Unser übergeordnetes Ziel ist es, diese Ergebnisse hinsichtlich des möglichen Auftretens von Magnetisierung im oberen Mantel zu interpretieren und hinsichtlich der petrologischen Bedingungen zu charakterisieren. Die Ergebnisse dienen einem verbesserten Verständnisses der tektonischen Situation und damit der dynamischen Entwicklung des Erdsystems.

Laufzeit

2016 - 2018

Zuwendungsgeber

  • DFG, SPP 1788 “Dynamic Earth”

Projektverantwortliche

  • Monika Korte (GFZ Potsdam)

Projektmitarbeiter

  • Foteini Vervelidou (GFZ Potsdam)

Kooperationen

  • Jörg Ebbing (CAU Kiel, Deutschland)
  • Vincent Lesur (IPGP, Frankreich)

Kontakt

Monika Korte
Arbeitsgruppenleiterin
Dr. Monika Korte
Geomagnetismus
Albert-Einstein-Straße 42-46
Gebäude A 42, Raum 225
14473 Potsdam
+49 331 288-1268
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Foteini Vervelidou
Wissenschaftlerin
Dr. Dipl.-Ing. Foteini Vervelidou
Geomagnetismus
Albert-Einstein-Straße 42-46
Gebäude A 42, Raum 222
14473 Potsdam
+49 331 288-1953
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