Untersuchung der Anisotropie der Mantelübergangszone mit PP und SS Vorläufern

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christine Thomas
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254905265

Ziel dieses Fortsetzungsantrags ist die Untersuchung und Charakterisierung von Deformationen, die in der Übergangszone zwischen dem oberen und unteren Erdmantel zur seismischen Anisotropie führt. In den vergangenen drei Jahren des Projektes wurde eine detaillierte Kartierung des Atlantiks mit Unterseitenreflexionen durchgeführt welches einen großen Datensatz ergab, der im Bereich der Hotspots im Atlantik eine starke Temperaturabhängigkeit der Manteldiskontinuitäten zeigte. Dieser Datensatz zeigte auch Polaritätsvariationen an, die nicht durch Wellenausbreitungsmodellierung vorhergesagt werden. Durch theoretische Berechnungen eines einfachen Modells anisotropen, deformiertem Olivins über einer isotropen Wadsleyitschicht fanden wir, dass es sichtbare Effekte für die SH-Wellen Unterseitenreflexionen von der Diskontinuität bei 410 km Tiefe für unterschiedliche Ausbreitungsrichtungen gibt, wenn auch in kurzen Epizentraldistanzen. In diesem Fortsetzungsantrag wollen wir auf dem erfolgreichen ersten Teil des Projektes aufbauen und die Modellierung von Reflexionskoeffizienten für Unterseitenreflexionen, inklusive einer anisotropen unteren Schicht, fortsetzen und erweitern, aber auch Polaritäten und Amplituden für Receiverfunktionsanalyse sowie Splitting von S-Wellen für die deformierten Materialien unter und über der Diskontinuität vorhersagen. Darüber hinaus wollen wir diese Vorhersagen für Reflexionskoeffizienten, Übertragungskoeffizienten (Receiverfunktionen) und S-Wellen Splitting auf die 660 km Diskontinuität und eventuell tieferen Diskontinuitäten erweitern. Um die Vorhersagen mit realen Daten zu testen, verwenden und erweitern wir unseren aktuellen Datensatz von Unterseitenreflexionen und fügen die Receiverfunktionsanalyse sowie die S-Wellensplitting für die Mantelübergangszone hinzu. Es müssen geeignete seismische Wellen gefunden werden, die die Deformation nachweisen können, da die Modellierungsvorhersagen für unser Anfangsmodell im Augenblick auf sehr kurze Epizentraldistanzen der Wellen hindeuten. Dies kann sich jedoch für die Berechnung mit zwei anisotropen Schichten ändern und wird während der Laufzeit des Projektes weiter bestimmt werden. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist es, ein neue Methode zu entwickeln, die erlaubt, die Art der Deformation zu detektieren, indem man mehrere seismische Observablen (mit der kleinsten Anzahl von unabhängigen Daten) in unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen kombiniert und durch die detektierte Deformation die Manteldynamik in den Tiefen der Mantelübergangszone bestimmen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen