Glaziale Isostasie: Eismodelle, Erdmodelle und viskoelastische Relaxation
Final Report Abstract
Während der Eiszeiten gab es mehrfach großräumige Massenumverteilungen zwischen den Ozeanen und vorwiegend kontinentalen Eisschilden. Isostatische Ausgleichsbewegungen in Erdkruste und Erdmantel kompensieren diese Eis- und Wasserauflasten durch Deformationen, die sowohl eine instantane elastische als auch eine zeitverzögerte viskose Komponente haben. Zahlreiche Beobachtungen, wie Paläo-Strandlinien, rezente Hebungen von ehemaligen Vereisungsgebieten, und säkulare Änderungen im Schwerefeld, dokumentieren die viskoelastischen Ausgleichsbewegungen, die als glaziale Isostasie bezeichnet werden. Die Inversion dieser Beobachtungsdaten kann Aussagen über die Viskositätsstruktur von Lithosphäre und Erdmantel geben, und so einen wichtigen Beitrag zur Geodynamik leisten. Das Projekt verfolgte mehrere Ziele: 1. Aufarbeitung und Ergänzung von Beobachtungsdaten zur glazialen Isostasie. 2. Inversion der Beobachtungsdaten mit numerischen Modellen zur glazialen Isostasie unter Einbeziehung der neu gewonnenen Daten und Paläo-Eismodellen. 3. Bestimmung einer geodynamisch konsistenten Viskositätsverteilung für den Erdmantel unter Nordeuropa. Alle dieser Ziele sind im Projekt erreicht worden: Die Datenbasis für den mitteleuropäischen Raum ist signifikant erweitert worden. Mit Hilfe der vergrößerten Zahl von Beobachtungsdaten wurde ein konsistentes Tiefenprofil der Mantel Viskosität für den europäischen Raum durch einen Inversionsansatz gewonnen. Die laterale Variation der Mantelviskosität wurde ebenfalls untersucht und besser eingegrenzt. Neben den glazial induzierten Auflastproblemen wurden Stauseeauflasten aus Mitteleuropa genutzt, um die Struktur von Lithosphäre und Erdmantel besser zu verstehen. Aus dem Projekt sind 6 Veröffentlichungen in ISI-Zeitschriften hervorgegangen.
Publications
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(2005) Glacial isostatic adjustment of Scandinavia and northwestern Europe and the radial viscosity structure of the Earth's mantle. Geophys. J. Int., 163(3), 801-812
Steffen & Kaufmann
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(2006) Influence of the Hohenwarte reservoir on tilt and strain observations in Moxa. Bull. D'Inf. Marees Terr., 142, 11399-11406
Steffen & Kaufmann
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(2006) Numerical modelling of deformation changes induced by lake-level fluctuations of the Hohenwarte reservoir, Thurinigia, Germany. J. Geodyn., 41(4), 411-421
Steffen & Kaufmann
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(2006) Sensivitiy of crustal velocities in Fennoscandia to radial and lateral viscosity variations in the mantle. Earth Planet Sci Lett., 250, 358-375
Steffen, Kaufmann & Wu
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(2007) Holocene relative sea-level change, isostatic subsidence and the radial viscosity structure of the mantle of north-western Europe (Belgium, the Netherlands, Germany, southern North Sea). Quat. Sc. Rev., 26, 3249-3275
Vink, Steffen, Reinhardt & Kaufmann
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(2007). Sensitivity of crustal velocities in Fennoscandia to radial and lateral viscosity variations in the mantle. Earth. Planet. Sci. Lett., 257, 474-485
Steffen, H., Wu, P. and Kaufmann, G.
