Die geodynamische Entwicklung des Mondes und Merkurs, enträtselt durch ihre vulkanotektonischen Strukturen und das Schwerefeld

• Antragsteller: Dr. Adrien Broquet
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 559317179

Das Projekt integriert Satellitenbeobachtungen, geophysikalische Modellierung und maschinelles Lernen, um die vulkanisch-tektonischen Entwicklungen auf Merkur und dem Mond zu entschlüsseln. Fortschritte in der theoretischen Geophysik, insbesondere in der Modellierung des Inneren und der Schwerkraft, werden im Zusammenhang mit kommenden Weltraummissionen entwickelt. Aufbauend auf Erkenntnissen vom Mond, sind diese Entwicklungen auf die Erforschung des inneren Sonnensystems und darüber hinaus anwendbar. Die Entstehung tektonischer Strukturen auf Merkur ist nach wie vor eines der größten Rätsel der Planetenforschung. Im ersten Teil des Vorhabens werden neuronale Netzwerke entwickelt, um Tausende tektonischer Strukturen auf dem Merkur zu kartieren und zu klassifizieren, was eine probabilistische Analyse ihres Ursprungs ermöglicht. Dieser Ansatz stellt einen bedeutenden Fortschritt in der planetaren Tektonik dar. Die Modellierung von Krustendeformationen, wie sie im Schwerefeld und der Topografie zu erkennen sind, ergänzt die Analyse. Dieser hybride Ansatz bietet neue Einblicke in die geodynamische und thermische Entwicklung des Merkur und hat weitreichende Implikationen für die geologische Evolution der terrestrischen Planeten. Auf dem Mond sind die Eruptionsgeschichte der Maria und der Ursprung des Marevulkanismus noch immer rätselhaft und unzureichend modelliert. Der zweite Teil des Projekts zielt darauf ab, ein geophysikalisches Modell zu entwickeln, das die Mare-Entstehung und den anschließenden Lavafluss mit der Oberflächendeformation koppelt. Der Ursprung von Graben und Faltenrücken am Rand der Mare-Becken wird untersucht, indem die viskoelastische Entspannung der Beckenkruste berücksichtigt wird. Dies ermöglicht es, den thermischen Zustand des Mondes in seiner frühen Geschichte besser zu verstehen und die Entwicklung des Vulkanismus sowie der Beckenprozesse, die alle terrestrischen Planeten beeinflussten, genauer zu charakterisieren. Das Projekt entwickelt zudem theoretische Fortschritte in der planetaren Geophysik im Rahmen bevorstehender Weltraummissionen, wobei der Mond als Testumgebung dient. Durch die Berücksichtigung der planetaren Mantelkonvektion in der Krustendickenmodellierung anhand von Schweredaten werden verbesserte thermische Evolutionsmodelle und Krustendickenschätzungen ermöglicht. Zudem werden neue Methoden zur Schwerkraftkartierung entwickelt, die orbital gestützte Beobachtungen und maschinelles Lernen nutzen. Dieser datenintensive Ansatz wird die Schwerkraftmodellierung fester Himmelskörper wesentlich verbessern. Die Einrichtung einer hochmodernen Forschungsgruppe mit Schwerpunkt auf planetarer Tektonik und Vulkanismus wird die in Deutschland vorhandene Expertise in der Weltraumforschung erheblich erweitern. Diese Initiative wird den akademischen Fortschritt weiter vorantreiben und eine breitere Erforschung dieser Themen fördern.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen