Machbarkeitsstudie zur Ermittlung geophysikalischer Signale des Erdmantels in gegenwärtigen und künftigen Schwerefeldmissionen

• Antragsteller: Professor Hans-Peter Bunge, Ph.D.; Professor Dr. Roland Pail
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 323625017

Schwerefeldmissionen der nächsten Generationen werden die Genauigkeit von zeitvariablen Modellen des Erdschwerefeldes um mindestens eine Größenordnung verbessern. Die periodischen Signale und Trends sind mit Massenumverteilungsprozessen im Erdsystem verknüpft und geben wichtige Information über dynamische Prozesse in der Atmosphäre, Kryosphäre, kontinentalen Hydrosphäre, den Ozeanen und der festen Erde. Von geophysikalischen Schwerefeldsignalen des Erdmantel wird üblicherweise angenommen, dass sie mittels Satellitenschwerefeldmissionen nicht detektierbar seien, da ihre Amplituden zu klein und sie auf sehr lange Wellenlängen und Zeitskalen beschränkt sind. Dennoch gibt es belastbare Hinweise aus der Erdgeschichte für sehr rasche regionale Hebungs- und Subsidenzereignisse, speziell entlang passiver Kontinentalränder. Diese Ereignisse spiegeln Materialflüsse im darunter liegenden Erdmantel wider und können aus seismischer Stratigrafie, Landschaftentwicklungsstudien und der Analyse von Flussprofilen abgeleitet werden. Im vorgeschlagenen Projekt beabsichtigen wir, hochauflösende globale Mantelkonvektionsmodelle zu benutzen, um unter Verwendung einer innovativen Adjungierten-Methode daraus feinskalige Strömungsmuster im Mantel abzuleiten. Die Adjungierten-Methode erlaubt es uns, zeitliche Trajektorien des globalen Mantelflusses zu bestimmen, um daraus in einer Machbarkeitsstudie in erster Näherung die resultierende zeitliche Variationen des Schwerefeldes abzuleiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen