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Projekt
Ein dynamisches Modell eines gekoppelten Systems des konvektierenden Mantels, der Lithosphäre und des Eisschildes in Antarktika (MANTIS-II).
Antragsteller
Dr. Mikhail Kaban
Fachliche Zuordnung
Physik des Erdkörpers
Förderung
Förderung von 2015 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 273596845
Die Entwicklung des antarktischen Eisschildes hat einen großen Einfluss auf den menschlichen Lebensraum, da sie in direktem Zusammenhang zu Meeresspiegeländerungen und zum Klimawandel im Allgemeinen steht. Es wurde kürzlich gezeigt, dass der thermische Zustand und die Dynamik der Lithosphäre das Eisschild stark beeinflussen, da sogar kleine Variationen im basalen Wärmefluss die Gleitgeschwindigkeiten des Eises verändern können. Trotzdem bleibt Antarktika einer der am wenigsten untersuchten Kontinente im Bereich der Lithosphären- und Mantelstruktur. Aus diesem Grund ist es sehr wichtig, kontinuierlich besser werdende Satellitendaten zu verwenden, um neue integrative Modelle zu erstellen. In der vorgeschlagenen Studie wollen wir ein dynamisches Modell entwickeln, das das Zusammenspiel von konvektierendem Mantel, Lithosphäre und dem darüber liegendem Eisschild in Antarktika beschreibt. Dieses Modell wird auf der Integration von satellitengestützten Gravimetriedaten, Interferometrie, Magnetfelddaten, seismischer Tomographie und anderen geophysikalischen Informationen basieren. Das integrative Modell der antarktischen Lithosphäre und des oberen Mantels, welches in der ersten Phase dieses Projektes entwickelt wird, bildet hierbei die Grundlage für die dynamische Modellierung des gekoppelten Systems. Dieses 3D-Modell liefert Informationen über Temperatur-, Rheologie- und Dichteverteilung, welche die Eingabeparameter für numerische Simulationen von dynamischen Wechselwirkungen zwischen konvektierendem Mantel und Lithosphäre darstellen. Um wichtige Parameter wie zum Beispiel die 3D Variation der nicht-linear von Temperatur und Spannung abhängigen Viskosität zu berechnen, werden wir kürzlich entwickelte Computer Codes einsetzen. Zum einen wird uns dieses Modell helfen die Struktur, Entwicklung und den Spannungszustand der antarktischen Lithosphäre zu bestimmen. Besonders die Entwicklung des lithosphärischen Kiels und des Westantarktischen Riftsystems soll hervorgehoben werden. Zum anderen verfeinert das gekoppelte Mantel-Lithosphären-Modell unser Wissen über den Oberflächenwärmefluss und über vertikale Bewegungen, die das antarktische Eisschild in besonderem Maße beeinflussen. Dieses dynamische Verhalten soll im folgenden Teil des Projektes modelliert werden. Die Berücksichtigung aller genannten Parameter stellt hierbei einen wesentlichen Unterschied zu früheren Studien dar. Außerdem bietet uns das Wissen über aktuelle Eisflussgeschwindigkeiten, die durch den Einsatz von verschiedenen Satellitendaten bestimmt werden können, die Möglichkeit, die Modelparameter besser einzugrenzen. Das entwickelte Modell wird helfen, das Verhalten des Eisschildes zu erklären, besonders wenn es darum geht, die Entwicklung von Eisströmen und die Eismassenbilanz zu bestimmen und deren zukünftige Entwicklung vorherzusagen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
