Selbstkonsistente Modelle von Plattentektonik und Mantelkonvektion

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Es gilt heute als weitgehend akzeptiert, daß die Bewegung der Lithosphärenplatten auf der Erde Ausdruck eines Konvektionssystems im Erdmantel sind. Dabei wurde deutlich, daß Mantelkonvektion und Plattentektonik eine Einheit bilden - die Platten sind integraler Bestandteil der Manteldynamik. Bislang gelang es allerdings nicht, wesentliche Eigenschaften der Plattentektonik mit Mantelkonvektionsmodellen in selbstkonsistenter Weise zu verbinden. Wir haben in den letzten zwei Jahren ein numerisches Modell entwickelt, in dem sich erstmalig charakteristische Eigenschaften der Plattentektonik in selbstkonsistenter Weise aus der Mantelkonvektion ergeben. Dabei spielt die Rheologie des Mantelmaterials eine Schlüsselrolle. Im Rahmen dieses Vorhabens wollen wir das bestehende Modell weiterentwickeln. Die numerischen Experimente sollen auf die Frage "Was braucht es, um aus Mantelkonvektion Plattentektonik zu erzeugen" abzielen. Insbesondere wollen wir uns bemühen, den heutigen Stil der Plattentektonik auf der Erde realistisch widergeben zu können. In einer weiteren Stufe sollen dann Konsequenzen für die Manteldynamik untersucht werden, die sich aus dem Vorhandensein der Platter ergeben. Hier wird insbesondere die Untersuchung der Mischungseigenschaften der Mantelkonvektion und die damit verbundene Bildung und Aufrechterhaltung geochemischer Reservoirs anvisiert.