Das gesamte Spannungsfeld innerhalb der Lithosphäre ergibt sich als Summe der Spannungen, die an Plattengrenzen entstehen, des globalen Mantelflusses am unteren Rand der Lithosphäre und lokalen Spannungen, die größtenteils mit der heterogenen Lithosphärenstruktur zusammenhängen. Bestehende numerische Modelle für lithoshärische Spannung berücksichtigen hauptsächlich Kräfte an Plattengrenzen, deren Größenordnung nicht genau bestimmt werden kann, sowie eine zu stark vereinfachte Rheologie und Struktur der Lithosphäre. Außerdem werden andere Faktoren – wie z.B. der Einfluss von vertikalen und horizontalen Kräften, die durch Mantelkonvektion und postglaziale Relaxation bedingt sind, oder starke laterale Heterogenität von Lithosphäre  und Topographie – nicht hinreichend einbezogen. Das Hauptziel der Studie ist die Berechnung des Spannungsfeldes in der europäischen Lithosphäre unter Berücksichtigung aller wesentlichen Faktoren. Dies soll mittels eines dreidimensionalen, hochaufgelösten Lithosphärenmodells für Thermomechanik und Dichte erreicht werden, das an ein Modell für globale Mantelkonvektion gekoppelt wird. Ausgehend von neuen Modellen für Struktur und Rheologie und mittels des Finite-Volumen-Ansatzes (LAPEX 3D Code – temperatur- und spannungsabhängige visko-elasto-plastische Rheologie) werden wir eine räumliche Multi-Scale-Methode („nested mesh“) entwickeln, durch die wir Unsicherheiten in den Randbedingungen vermeiden und einzelne Gebiete, in denen die physikalischen Felder (Verformungsrate, Spannung) starke Gradienten aufweisen, höher auflösen können. Die Eignung des finalen Modells wird durch einen Vergleich mit GPS-Daten experimentell bestimmten Spannungen und anderweitig zur Verfügung stehenden Daten bewertet.

Zuwendungsgeber: DFG - Deutsche Forschungsgemeinschaft

Status: laufend