Untersuchung des unteren Erdmantels mit ungewöhnlichen seismischen Wellen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christine Thomas
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 505078268

Das Verständnis der Strukturen im unteren Erdmantel liefert Informationen über Mineralogie und Dynamik des Erdmantels. Insbesondere der unterste Mantel zeigt eine Reihe verschiedener Strukturen auf mehreren Längenskalen, wie zum Beispiel Reflektoren in unterschiedlichen Tiefen und großen Regionen mit reduzierter Geschwindigkeit (LLSVPs). Obwohl es möglich ist, viele Regionen der Erde zu testen, wird eine bessere Abdeckung oft durch i) die verfügbaren Quelle-Empfänger-Kombinationen und ii) die Entfernungsbereiche eingeschränkt, die zum Studium einer bestimmten seismischen Welle und damit einer bestimmten Region im Erdmantel erforderlich sind. In dieser Studie zielen wir darauf ab, ungewöhnliche seismische Wellen im Wellenfeld zu verwenden, ihren Ursprung zu verstehen und zu validieren und sie schließlich zur Untersuchung des tiefen Erdmantels im Nord- und Westpazifik sowie dem Atlantik zu verwenden, um unsere Abdeckung der unteren Mantelstrukturen in den Target-Regionen zu verbessern. Dieser Antrag ist daher teilweise explorativ, da wir neue seismische Wellen testen wollen, die wir in früheren Datensätzen beobachtet haben, aber den Ursprung dieser Wellen noch nicht verstehen, obwohl erste Hinweise darauf hindeuten, dass sie aus dem unteren Erdmantel stammen. Unsere beiden Target-Regionen befinden sich in der Nähe der Ränder der LLSVPs und das Verständnis der Strukturen in diesen Gebieten wird weitere Erkenntnisse über die Manteldynamik und Mineralogie sowie die Verbindungen zwischen Reflektoren im unteren Mantel und LLSVPs liefern. Zusätzlich werden wir auch standardmäßige seismische Wellen verwenden, um Reflektoren im unteren Mantel zu kartieren und ihre Eigenschaften zu extrahieren, sowie auch um den Ursprung der ungewöhnlichen seismischen Wellen zu validieren. Ein wichtiger Schritt ist der Vergleich der Ergebnisse in den beiden Zielregionen, also dem Nord- und Westpazifik mit dem Atlantik, da dies hilft zu verstehen ob i) die abgebildeten Strukturen globalen Ursprungs oder eher lokale Phänomene sind und ii) ob es Unterschiede zwischen der afrikanischen und der pazifischen LLSVP gibt. Nur durch die Integration aller Welleninformationen, einschließlich Amplituden, Polaritäten, Wellenformen, Ankunftszeiten und Frequenzabhängigkeit und Vergleich mit seismischen Modellierungsergebnissen, können wir detaillierte Erkenntnisse über die seismischen Strukturen gewinnen. Frühere Studien verwendeten oft nur eine Art von Methode oder eine Art von seismischer Welle, um den Ursprung von LLSVPs zu entschlüsseln, hier aber streben wir besserer Abdeckung der Struktur an, indem wir Kombinationen von Standard- und ungewöhnlichen seismischen Phasenbeobachtungen verwenden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Daoyuan Sun