Beschleunigt die durch slab avalanching induzierte Mantelströmung die Absenkung nach dem Rift in Extensionsbecken?

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Giridas Maiti; Professorin Dr. Nevena Tomasevic
• Fachliche Zuordnung: Geologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567223075

Extensionale Becken bilden sich durch lithosphärische Dehnung, wobei die Krustenverdünnung durch Abschiebungen zunächst zu einer raschen Absenkung des Beckens führt (Syn-Rift-Stadium). Darauf folgt eine thermische Abkühlung der ausgedehnten Lithosphäre, die zu einer passiven Absenkung mit exponentiell abnehmender Absenkungsrate führt (Post-Rift-Stadium). Viele Extensionsbecken weichen jedoch von dieser Norm ab und weisen eine beschleunigte Absenkung nach dem Rift auf, die bis zu 6 km erreichen kann. Dies kann nicht durch bestehende weit verbreitete Modelle erklärt werden, die ausschließlich auf dem Ausmaß der lithosphärischen Dehnung während des Syn-Rift-Stadiums basieren. Interessanterweise korrelieren Becken, die eine übermäßige Absenkung nach dem Rift aufweisen, räumlich und zeitlich mit den Prozessen der slab stagnation und der slab avalanching in der Übergangszone des Mantels. Dies deutet darauf hin, dass der durch die Plattenstagnation induzierte Wärmefluss die übergeordnete Lithosphäre schwächen könnte, während die nachfolgende Abwärtsströmung des Mantels durch slab avalanching eine dynamische Absenkung erzeugen könnte, die zu der beobachteten übermäßigen Absenkung nach dem Rift beiträgt. Dies beruht jedoch auf deduktiver Argumentation und es fehlt eine quantitative Bewertung dieser Prozesse zu einer übermäßigen Absenkung nach dem Rift. Um dies zu untersuchen, werden wir modernste thermomechanische numerische Simulationen einsetzen, die geodynamische Modelle von slab avalanching mit Oberflächenprozessmodellen koppeln und Erosion und Sedimentation in Becken berücksichtigen. Dieser Ansatz wird es uns ermöglichen, die Entwicklung von Verwerfungsnetzwerken und ihre Wechselwirkungen mit sedimentären Sequenzen sowie den Einfluss von Oberflächenprozessen wie Sedimentations- und Erosionsraten, externer Sedimentzufuhr und relativen Meeresspiegelschwankungen innerhalb und um das Becken herum zu verfolgen. Dies ermöglicht eine quantitative Bewertung der Absenkungsraten während der Syn- und Post-Rift-Phasen, beeinflusst durch Plattenstagnation und slab avalanching. Wichtige Ergebnisse, einschließlich der Absenkungsraten nach Syn- und Post-Rifts, der Stärke der überschüssigen Absenkung nach dem Rift, des Wärmeflusses, der bathymetrischen Änderungen und der Dicke der Sedimentsequenz, werden direkt mit zusammengestellten und überprüften veröffentlichten Daten aus Becken verglichen, die eine beschleunigte Absenkung nach dem Rift aufwiesen. Schließlich werden wir durch die Integration modernster Modellierungsergebnisse mit geologischen und geophysikalischen Daten die Rolle der durch Schneebrettlawinen induzierten Mantelströmung und Oberflächenprozesse bei der Förderung der übermäßigen Absenkung nach dem Rift bewerten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Dr. Michael Pons; Professor Dr. Marcel Thielmann