Untersuchung des Einflusses von Mantelstrukturen auf Beobachtungen des Erdkerns

• Antragstellerin: Professorin Dr. Christine Thomas
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 365859872

Seismische Untersuchungen des Erdkerns werden oft mithilfe von Raumwellen durchgeführt, wobei die Wellen PKP und SKS von besonderer Bedeutung sind. Dabei wird generell davon ausgegangen, dass diese Wellen im Erdmantel sehr ähnliche Laufwege haben und Einflüsse des Mantels dadurch vernachlässigt werden können. Diese Annahme muss jedoch nicht richtig sein und dieser Antrag soll den Einfluss von seismischen Strukturen im tiefen Erdmantel auf Beobachtungen von seismischen Kernwellen untersuchen. Dazu wurden in der ersten Förderphase Arrayuntersuchungen an fünf unterschiedlichen Pfaden durchgeführt und die Pfadabweichungen (Slowness und Backazimuth) der Wellen untersucht werden, die letztendlich zu Laufzeitabweichungen führen. Wenn die abweichenden Laufpfade der Wellen vernachlässigt werden, werden die resultierenden Laufzeiten der Wellen nur auf Kernstrukturen projiziert und können damit verfälschte Modelle des Erdkerns produzieren. Die Nutzung von konvertierten Wellen (SKP und PKS), die einen anderen Laufweg auf einem Teil des Mantelpfades haben, in Kombination mit PKP Wellen erlauben die differenzielle Untersuchung von Mantel- und Kernstrukturen. Zusätzlich zu den Arraybeobachtungen sollen seismische 3D Modellierungen zeigen, inwieweit die Pfade und Laufzeiten der seismischen Wellen durch hochauflösende Geschwindigkeitsmodelle (Tomographie) beeinflusst werden und welche Strukturen im Mantel und Kern Pfad- und Laufzeitabweichungen bei allen von uns genutzten Wellen erzeugen. Weiterhin sollen durch diese 3D Modellierungen Vorhersagen für verschiedene Pfade erstellt werden die für zukünftige Kernuntersuchungen genutzt werden können. Die Ergebnisse dieser Studie haben Einfluss nicht nur auf seismologische Modelle sondern auch auf geodynamische und mineralogische Untersuchungen, das diese oft auf seismische Modelle des Erdkerns Bezug nehmen. Durch die Benutzung von PKP und SKS Wellen, die gleiche Regionen im Mantel durchlaufen, sollen außerdem Strukturen des untersten Erdmantels besser quantifiziert werden, da der unterschiedliche Einfluss von Strukturen auf S-Wellen und P-Wellen Aufschluss über die Mineralogie geben kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen