Sensitivitätsanalyse eines 3D-Modells der Oberkruste am Beispiel der Kola-Halbinsel (Russland)

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Ziel dieses Projektes ist das Erkennen und Quantifizieren der Einflüsse von Advektion, Paläoklima und strukturgebundener Variation der thermophysikalischen Gesteinseigenschaften auf den regionalen Wärmetransport durch die kristalline Oberkruste. Für das unmittelbare Umfeld der Kola-Tiefbohrung stehen aus dem Vorprojekt nunmehr ein digitales Höhenmodell, geologische Vertikalschnitte, Temperaturlogs aus 36 Bohrungen bis 2 km Tiefe und ein umfangreicher, an Bohrkernen aus 23 Bohrungen gemessener Datensatz physikalischer Gesteinseigenschaften zur Verfügung. Aus diesen ungewöhnlich umfangreichen Daten wird ein realistisches 3-D Modell zur numerischen 3-D Simulation des gekoppelten konduktiven und advektiven Wärmetransports in der Oberkruste entwickelt. Die Modellrechnungen werden mit den vorliegenden 36 Temperaturlogs, 21 Vertikalprofilen der Wärmeleitfähigkeit und 19 Wärmestromdichteprofilen kalibriert. Mit Hilfe dieser kalibrierten Simulationen sowie von Péclet-Zahl-Analysen werden strukturelle und advektive Effekte im Wärmetransport bestimmt. Eine gemeinsame 1-D Inversion der um diese Effekte reduzierten 36 Temperaturlogs ergibt eine Rekonstruktion des Paläoklimas der letzten 10.000 Jahre und eine Bestimmung von dessen Einfluß auf die Variation der Wärmestromdichte mit der Tiefe im unmittelbaren Umfeld der Kola-Tiefbohrung.