Abbildung der Lithosphäre mit seismischen Wellen
Seismologie ermöglicht es, den inneren Aufbau der Erde mit einer Auflösung abzubilden, die von keiner anderen Methode erreicht wird. So ermöglichen es Aufzeichnungen von globalen seismologischen Stationen als auch aus dem Betrieb temporärer seismischer Arrays, die Mächtigkeiten der Kruste und der Lithosphäre unter den Kontinenten zu kartieren. Tomographische Bilder des Erdinneren liefern eine Momentaufnahme des Konvektionssystems des Erdmantels und seiner Wechselwirkung mit den Prozessen an der Oberfläche. Die Kartierung der seismischen Anisotropie durch Scherwellensplitting und andere Methoden ermöglicht es Seismologen, lithosphärische und asthenosphärische Deformationsmuster zu kartieren. Solche Beobachtungen sind ein wichtiges Mittel, um die Qualität von geodynamischen Modellen zu beurteilen.
Aufbauend auf einem soliden Verständnis der Physik der Wellenausbreitung arbeiten die Wissenschaftler der Gruppe an der Entwicklung von Algorithmen für die effiziente Analyse seismischer Daten und interpretieren die Beobachtungen im Hinblick auf die geodynamischen und seismotektonischen Auswirkungen. Zu den Methoden gehören unter anderem:
Abbildung seismischer Grenzflächen in der Kruste und im oberen Mantel mit Hilfe konvertierter und reflektierter Wellen (P- und S-Receiver-Funktionen, SS-Vorläufer);
- Tomographie mit Raumwellen aus teleseismischen und lokalen Erdbeben;
- Tomographie mit Oberflächenwellen von Erdbeben und vom Ambient-Noise;
- Vollständige Wellenformtomographie;
- Bestimmung der seismischen Anisotropie durch Scherwellensplitting und Oberflächenwellen-Tomographie.
Für mehrere Methoden implementieren und verwenden wir Bayes'sche Ansätze, wie z.B. die transdimensionale Markov Chain Monte Carlo Methode, um die Unsicherheiten unserer Modelle zu quantifizieren.
Mit dieser Forschung leisten wir einen Beitrag zum Thema "Ruhelose Erde – Vorhersage von Geogefahren ermöglichen" des Helmholtz-Forschungsprogramms "Changing Earth - Sustaining our Future" [https://earthenvironment.helmholtz.de/changing-earth/program], Subtopic 3.1 "Ursachen von Geogefahren".
