Plattenbewegung und Mantelaufströme in thermischer und thermochemischer Konvektion

• Antragsteller: Professor Dr. Ulrich Hansen
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 219008056

Die Bewegung der Lithosphärenplatten repräsentiert die Oberflächenausprägung der Mantelkonvektion von Planeten. Mit Hilfe komplexer rheologischer Ansätze lässt sich die Plattenbewegung numerisch untersuchen. Wir haben bereits an der Entwicklung unterschiedlicher Modellansätze gearbeitet, um umfassende Untersuchungen der Plattenbewegung und deren Rückkopplung auf die Konvektion vornehmen zu können. Wir wollen uns nun mit der Richtungsänderung von Plattenbewegung beschäftigen. Dies wird als ein Mechanismus für den Knick in der hawaiianischen Inselkette gesehen und soll mit dem weiteren Mechanismus (Auslenkung eines Plumes in Folge der Konvektionsströmung) verglichen werden. Beide Mechanismen wurden bereits in unseren Konvektionsmodellen beobachtet. Die Bedingungen unter denen eine Plattenumkehr oder eine Auslenkung des Plumes im selbstkonsistenten Modell erfolgen, sind jedoch noch unklar. Ebenso muss untersucht werden, ob die Häufigkeit und Stärke der Änderungen mit den Beobachtungen auf der Erde übereinstimmen. Lässt sich ein scharfer Knick, wie der der hawaiianischen Inselkette, überhaupt mit der Auslenkung eines Plumes beschreiben? Oder führt die Auslenkung eines Plumes eher zu einer unstrukturierten Oberflächenbewegung? Ist es möglich, mit Hilfe von chemisch schwerem Material an der Kern-Mantel-Grenze oder einer bestimmten Rheologie einen Plume zeitweise stationär zu halten und nur gelegentliche Auslenkungen zu verursachen?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen