Überblick: GFZ

Es wird eine Modellierungsvideo gezeigt. — Numerische Modellierung von kontinentalem Zerbrechen. Modelle wie diese bieten einen Weg zum Verständnis der Entstehung von Georessourcen und Georisiken an Plattengrenzen. (Sascha Brune and Derek Neuharth. Based on Neuharth, D., Brune, S., Wrona, T., Glerum, A., Braun, J., & Yuan, X. (2022). Evolution of Rift Systems and Their Fault Networks in Response to Surface Processes. Tectonics, 41(3), e2021TC007166. https://doi.org/10.1029/2021TC007166)

Dieses Modellbild simuliert die interne Dynamik des Erdmantels. — Dieses Modell simuliert die interne Dynamik des Erdmantels und seine Beziehung zur Oberflächendeformation und topografischen Entwicklung. Die blauen Bereiche stellen kaltes Mantelmaterial dar, das aus Subduktionszonen absinkt, während die roten Bereiche für warmes Mantelgestein stehen, welches in Form von Mantelplumes aufsteigt (Pons, M., V. Sobolev, S., Jain, C., and Kendall, E.: From plumes to subduction network formation and supercontinent break-up, EGU General Assembly 2024, Vienna, Austria, 14–19 Apr 2024, EGU24-10967, https://doi.org/10.5194/egusphere-egu24-10967, 2024.)

Dieses Bild zeigt zwei Wissenschaftler bei Bathymetriemessungen — Die Entgasung von CO2 aus der tiefen Erde ist eine wichtige Komponente des langfristigen Kohlenstoffkreislaufs. Wir messen natürliche CO2 Entgasungsraten entlang von Störungssystemen und an Vulkanen (wie hier am Laacher See in der Eifel) und kalibrieren damit unsere Modellrechnungen. *(Kyriaki Daskalopoulou, Universität Potsdam)*

Modell über die Entstehung der südlichen Zentralanden. — Dieses Modell hilft uns, die Entstehung der südlichen Zentralanden besser zu verstehen. In diesem Gebiet interagiert eine ungewöhnlich flache Subduktion mit der südamerikanischen Kontinentalplatte und erzeugt eine breite Zone tektonischer Deformation (Pons, M., Rodriguez Piceda, C., Sobolev, S. V., Scheck‐Wenderoth, M., & Strecker, M. R. (2023). Localization of deformation in a non‐collisional subduction orogen: The roles of dip geometry and plate strength on the evolution of the broken Andean foreland, Sierras Pampeanas, Argentina. Tectonics, 42(8), e2023TC007765.)

Dieses Bild zeigt die Modellierung eines Tsunamis. — Der 2004 Tsunami im Indischen Ozean wurde durch ein Seebeben ausgelöst. Wir erforschen, wie sich Tsunamis ausbreiten und wie effizient vor ihnen gewarnt werden kann. *(R.Hüttle (Ed.), Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, 316 pp., ISBN 978-3-8274-2470-9, Seite 131)*

Dieses Bild zeit die Verformung der Gebirgsbildung in den Anden. — Gebirgsbildung in den Anden hängt stark mit der Dynamik der ozeanischen Platte zusammen, die unter Südamerika in den Erdmantel abtaucht. Dieses Modell zielt darauf ab, die tiefgreifende Verformung zu reproduzieren, die die chilenische Subduktion an der Mantelübergangszone in einer Tiefe von etwa 660 km durchgemacht hat und die zur Bildung der Zentralanden in den letzten 40 Millionen Jahren geführt hat. (Pons, M., Sobolev, S. V., Liu, S., & Neuharth, D. (2022). Hindered trench migration due to slab steepening controls the formation of the Central Andes. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 127(12), e2022JB025229.)

Diese Modellierung zeigt das kontinetale Zerbrechen — Rifting und kontinentales Zerbrechen: Numerisches Modell zur Erfassung der Wechselwirkung zwischen Tektonik, Erosion und Sedimentation. Wir studieren die Interaktion von geodynamischen und Oberflächenprozessen um ein besseres Verständnis des Erdsystems zu erlangen. *(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2021TC007166)*

Unser Ziel ist es, das Verständnis von geodynamischen Prozessen innerhalb der festen Erde und ihren Ausdruck an der Oberflächen auf einem breiten räumlichen und zeitlichen Spektrum durch fortgeschrittene numerische Modellierung zu verbessern. Unsere Forschungsschwerpunkte liegen sowohl an den Plattengrenzen als auch innerhalb der Platten, im tiefen Mantel ebenso wie an der Oberfläche. Randbedingungen für unsere Modelle sind multidisziplinäre Oberflächenbeobachtungen, die vom GFZ und der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft erworben wurden. Wir suchen nach praktischen Anwendungen der Grundlagenforschung, wie Tsunami-Frühwarnung und Gefahrenbeurteilung. Um unsere Ziele zu erreichen, entwickeln wir eigene numerische Methoden und Werkzeuge, aber verwenden auch umfangreiche numerische Techniken, die von der internationalen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt werden.