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Forschung Übersicht

In der Münchner Geodynamik-Gruppe bilden die numerische Strömungs- und die Kontinuumsmechanik das Rückgrat unserer Arbeit. Zusammen mit High-Performance Computing (HPC), ermöglichen sie die Simulation der globalen Mantelzirkulation mit noch nie dagewesener Auflösung. Dafür nutzt unsere Gruppe modernste Computertechnik und -infrastrukturen (intern bereitgestellt von der GeoComputing-Gruppe, extern über das Leibniz-Rechenzentrum, LRZ).

Modell der Mantelzirkulation der letzten 200 Millionen Jahre, von dem Auseinanderbrechen von Pangaea bis hin zur Gegenwart.
Strukturen im Mantel werden als heißes aufsteigendes (rot) und kaltes absinkendes (blau) Material dargestellt. Klicken Sie auf das Logo, um das Video zu starten.

In den letzten zehn Jahren haben wir mehrere neuartige numerische und geodynamische Modellierungsansätze entwickelt. Insbesondere sind wir weltweit führend bei der Entwicklung globaler geodynamischer Modelle, die in der Lage sind, die Entwicklung des Erdmantels rückwärts in der geologischen Zeit zu rekonstruieren. Indem wir diese innovativen "Retrodiktionen" der Mantelströmungen durchführen, simulieren wir nicht nur das grundlegende physikalische Verhalten unseres Planeten. Noch wichtiger ist, dass Retrodiktionen es uns ermöglichen, eine Vielzahl unabhängiger geophysikalischer und geologischer Beobachtungen in die Modellierung einzubeziehen. Ein Beispiel sind seismische Daten, die grundlegende Informationen über die innere Struktur der Erde liefern. Einerseits sind die geophysikalischen Beobachtungen mit dem zugrunde liegenden konvektiven System des Mantels verknüpft, was wir nutzen, um die numerischen Strömungssimulationen einzuschränken. Andererseits enthalten die geologischen Beobachtungen Hinweise auf vergangene Strömungszustände des Mantels, mit denen wir die Zeitverläufe unserer Modelle (die Modelltrajektorien) testen.

Dieser datengetriebene Ansatz ist leistungsstark. Er ermöglicht uns, Modelle des Mantels zu konstruieren, die zunehmend erdähnlicher werden. Aus diesem Grund liegt ein starker Fokus in unserer Gruppe auf dem Sammeln und Verarbeiten der relevanten Erdbeobachtungen aus vielen geowissenschaftlichen Bereichen, insbesondere aus der Geologie, Geodäsie, Seismologie und Plattentektonik.

Die Ergebnisse dieser Bemühungen haben das Potenzial für starke Synergien zwischen verschiedenen Forschungsbereichen in den Geowissenschaften. Dies reicht vom Verständnis der großräumigen geologischen Aktivität und der Oberflächentektonik, bis hin zur Abschätzung der Spannungszustände in der Lithosphäre. Letztere sind insbesondere notwendig, um deren Verbindung zu Erdbebenmechanismen zu verstehen, und für viele weitere mögliche Anwendungen.

Unsere Forschung kann in die folgenden drei Schwerpunktthemen unterteilt werden:

 

 

von Roman FreisslerZuletzt verändert: 23.04.2021 13:18
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Ausgedruckt am 17.05.2021 14:33