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Prof. Dr. Ulrich Hansen
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 Thermochemische Entwicklung eines terrestrischen Magmaozeans


Beinahe alle Theorien zur Erdentstehung favorisieren die Existenz eines terrestrischen Magmaozeans. Darauf aufbauend läßt sich die heutige Zusammensetzung des Erdkörpers erklären. Allerdings sind die Prozesse des Abkühlens und der damit verbundenen Differenzierung noch weitgehend ungeklärt.

Bisherige Modelle zur Beschreibung von Differenzierungsmechanismen in einem Magmaozean fußen auf der Annahme vergleichsweise einfacher dynamischer Verhältnisse. Tatsächlich erwartet man, daß in einem Magmaozean heftige Konvektionsströmungen stattfinden, die von Rotations- und Trägheitskräften beeinflußt werden. Eine Vorraussetzung für das bessere Verständnis der thermochemischen Entwicklung eines terrestrischen Magmaozeans ist ein grundlegendes Begreifen von Partikelsuspension und -sedimentation in heftiger und stark rotierender Konvektion.

Derzeit entwickeln wir einen Algorithmus, der das Absetzen von Partikeln mit endlicher Ausdehnung möglichst effizient beschreibt. Im Folgenden soll dieser Algorithmus in ein bestehendes 3D Modell implementiert werden und die Auswirkung von Rotation und endlicher Trägheit in heftiger Konvektion auf den Sedimentationsprozess zu untersuchen. Desweiteren soll die Viskosität mit der Tiefe, der Temperatur und der Kristallkonzentration variieren.

Geschätze Werte für die Rayleigh- und Taylorzahl plazieren die extremen Bedingungen eines frühen terrestrischen Magmaozeans in das Regime der "harten"  Turbulenz in starker Rotation. In naher Zukunft läßt sich ein numerisches Modell mit realistischen Werten nicht fein genug auflösen. Allerdings ist zu erwarten, daß wir Schlüsselmechanismen identifizieren können, die Hinweise auf die Dynamik eines terrestrischen Magmaozeans und damit zum Differenzierungsmechanismus geben können.


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