Fachbereich 11 - Physik
Institut für Geophysik
Geodynamik

Mantelkonvektion und Plattentektonik

Der plattentektonische Zyklus auf der Erde ist geprägt durch Zonen, an denen ständig neue Erdkruste entsteht (ozeanische Rücken), sowie durch Subduktionszonen, an denen alte Lithosphäre wieder in den Erdmantel abtaucht. Diese Subduktionszonen korrelieren mit Zonen stark erhöhter Seismizität. In einer Modellstudie wurde untersucht, inwieweit die Migrationsbewegungen der Subduktionszonen Einfluß auf die abtauchende Lithospärenplatte nimmt. Dabei wurde deutlich, dass die Eindringtiefe wesentlich von der Migrationsbewegung abhängt, darüber hinaus aber auch von dem Viskositätskontrast zwischen oberem und unteren Erdmantel beeinflußt wird. In einer Untersuchung gelang erstmalig eine selbstkonsistente Simulation der Plattentektonik. Dabei konnte gezeigt werden, dass eine Rheologie, die sowohl eine starke Temperaturabhängigkeit der Viskosität, wie auch das Vorhandensein einer Grenzspannung beinhaltet, die Konvektionsbewegungen im Erdmantel in Plattenbewegungen an der Erdoberfläche übersetzen können. Neue Untersuchungen, in denen eine temperatur- und druckabhängige Viskosität mit einbezogen wird, weisen stetige Plattenbewegung auf. Insbesondere eignen sich die Studien zur Untersuchung unterschiedlicher tektonischer Regime auf den Planeten Erde, Mars und Venus.

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. Ulrich Hansen, Dipl.-Phys'in Claudia Stein, Dipl.-Phys. Alexander Loddoch

Veröffentlichungen:

Stein, C. und Hansen, U., Different Tectonic Styles in a Self-Consistent Mantle Convection Model, EOS Trans. AGU, 83(47), 2002

Stein, C. und Hansen, U., Formation of Plates in Numerical Mantle Convection Models, EOS Trans. AGU, 82(47), 2001