Geodynamische Modellierung und tomographische Sichtbarkeit eines Mantelplumes unter La Réunion

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Heiner Igel; Professorin Dr. Karin Sigloch; Privatdozent Dr. Bernhard Steinberger
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 247034637

Ziel des deutsch-französischen Experiments RHUM-RUM ist es, einen Mantleplume - oder seine Abwesenheit - unter dem hotspot von La Réunion seismologisch darzustellen, und die Ergebnisse im Zusammenhang konvektiver Strömungen in allen Tiefen des Erdmantels zu verstehen. Die meisten der Ergebnisse vom Ozeanboden und den Inseln werden bis Ende 2013 verfügbar sein.Die beabsichtigte Arbeit besteht aus zwei miteinander verbundenen a priori Modellstudien, die die Datananalysekomponenten von RHUM-RUM begleiten sollen. Im Arbeitspaket 1 (ein(e) Doktorand(in)) beabsichtigen wir, ein neues geodynamisches Modell des Réunion Mantelplumes und seiner Interaktion mit dem großräumigen Mantelströmungsfeld, von dem allgemein angenommen wird, dass es durch subduzierte slabs, aber möglicherweise auch durch aktive Aufströme unter Afrika und dem indischen Ozean angetrieben wird, zu entwickeln. Im Arbeitspaket 2 (ein(e) Doktorand(in)) werden wir die tomographische Sichtbarkeit von solchen a priori sinnvollen Plume-Strukturen untersuchen. Wir beabsichtigen eine vollständige Parameter- und Unsicherheitsstudie a priori (Bis zu welcher Grenze eines jeden rheologischen / physikalischen Parameters sollte ein Plume noch beobachtbar sein, in jeder Tiefe?), im Gegensatz zu den sehr thematischen Auflösungstests, die typischerweise a posteriori gezeigt werden, um ein bestimmtes Modell, das von den echten Daten abgeleitet wurde, zu rechtfertigen. Unsere geodynamischen Modelle, und ihre erwarteten tomographischen Signaturen, können deshalb als echte Vorhersagen angesehen werden. Wenn Beobachtungen von der RHUM-RUM Datenanalyse unserer Kollegen verfügbar werden, sollen die Modelle damit verglichen, die geodynamischen Modellparameter eingeschränkt, und modifizierte Modelle berechnet werden. Beide Arbeitspakete enthalten wichtige Komponenten zur Entwicklung numerischer Methoden für die Simulationen von Mantelkonvektion und die Breitband-Wellenform Inversion Unsere übergreifenden Ziele sind:1. Bessere geodynamische Modelle im allgemeinen für den Prozess eines klassischen plumes der von einer großräumigen Anomalie erniedrigter Scherwellengeschwindigkeiten aufsteigt - ein Erzeugungsmechanismus, von dem gegenwärtig angenommen wird, dass er für die meisten ozeanischen hotspots zutrifft2. Ein klares und umfassendes Verständnis dafür, welche Strukturen, falls vorhanden, von den tatsächlichen RHUM-RUM Daten aufgelöst werden könnten3. Ein direkter geodynamischer Kontext für die tatsächlich beobachteten Strukturen, sobald die Beobachtungen verfügbar werden, also zu einem Zeitpunkt an dem das Projekt seine maximale Eigendynamik entwickelt hat, und das größte Interesse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft erfährt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien