Struktur der Erde

Struktur der Erde

Hochauflösende Bildgebungsverfahren zur Darstellung der Struktur der Erde sind ein Schlüsselelement für das Verständnis der Prozesse, die in der Erdkruste und im Erdmantel ablaufen. Diese spielen zudem eine immer zentralere Rolle bei physikalischen Untersuchungen zu seismischen Quellen und seismischer Gefährdung.

Geophysiker nutzen im Wesentlichen seismologische Instrumente für die Erforschung der Struktur der Erde in sehr verschiedenen Skalen. Diese Instrumente haben sich im Laufe der Zeit immer weiterentwickelt und ermöglichen es, einen ständig wachsenden Teil der in seismologischen Aufzeichnungen enthaltenen Informationen auszuwerten (Kerne mit endlichen Frequenzen, adjungierte Tomographie, verallgemeinerte Receiver Function, gemeinsame Inversion von seismischen und gravimetrischen Daten.).

Gleichzeitig sorgt die hohe Dichte an hochwertigen seismologischen Stationen, die immer mehr werden, für eine wesentliche Verbesserung der Auflösung der abgebildeten Strukturen. Das Seismologieteam des IPGS hat die besten Voraussetzungen, um von diesen Fortschritten zu profitieren, da es an der Entwicklung mehrerer heute weit verbreiteter Methoden beteiligt war und seit langem ein aktiver Partner hinsichtlich der Einrichtung nationaler (bspw. PYROPE) und internationaler Stationen ist (bspw. API, Afar).

Unser Ziel ist es, weiterhin an methodologischen Entwicklungen im Bereich der Bildgebung mitzuwirken und diese Instrumente im wissenschaftlichen Interesse an gezielten Objekten im Rahmen von regionalen, nationalen oder internationalen Projekten einzusetzen. 

Die klassischen tomographischen Techniken (Ankunftszeiten von Wellen, Oberflächenwellen), die Receiver Functions (Kruste und Mantel) und die Doppelbrechung von SKS-Wellen werden von unserem Team weiterhin im Rahmen der laufenden und künftigen Verträge rege genutzt. Ferner verstärken wir die Anwendung von Methoden, die auf Hintergrundrauschen basieren und für bestimmte Projekte unerlässlich sind.

In Bezug auf die methodologischen Entwicklungen konzentrieren wir unsere Forschung auf Tomographie mit endlicher Frequenz (C. Zaroli, JJ. Lévêque, A. Maggi), auf die Verbesserung von Receiver Functions, wobei wir uns insbesondere für die Konversion von anderen Wellen als den üblichen Ps-Wellen und für die Möglichkeiten zur Migration der Grenzflächen wie in der Erdölseismologie (J. Vergne, G. Wittlinger) interessieren, und auf die gemeinsame Inversion, sei es von rein seismischen Daten durch Kombinieren von Tomographie und Receiver Functions (J. Vergne, G. Wittlinger) oder durch umfangreichere Kombination von seismischen und gravimetrischen Daten (U. Achauer, M. Granet, J. Vergne). Diese Entwicklungen erfolgen meistens im Rahmen einer unverzüglichen Anwendung auf ein laufendes Projekt.

Bei den geographischen Untersuchungsstätten im Zusammenhang mit verschiedenen Forschungsprojekten treten sehr verschiedene Skalen auf. Die geothermischen Reservoire in Soultz-sous-Fôrets und Rittershoffen sind Gegenstand von hochauflösenden Studien (J. Schmittbuhl, C. Dorbath, J. Vergne, S. Lambotte, A. Maggi, Verträge GEIE Soultz und Electricité de Strasbourg, Vertrag CE Geiser). Die Struktur des Rheingrabens wird erneut erforscht und detaillierter dargestellt (M. Granet, U. Achauer, J. Vergne). Im Süd-Westen Frankreichs ermöglicht das ANR-Projekt PYROPE (J. Vergne, A. Maggi) mit seiner hohen Dichte an seismischen Stationen insbesondere die Umsetzung von tomographischen Methoden, die auf spektralen Elementen und auf der adjungierten Methode basieren.Im Rahmen von bereits bestehenden Verträgen oder Verträgen, die derzeit ausgearbeitet werden, sollen zahlreiche weitere regionale Punkte untersucht werden: das Pariser Becken (U. Achauer, M. Granet), die Afar-Region (J. Vergne, A. Maggi, JJ. Lévêque), Osteuropa (U. Achauer, M. Granet), der Ural und Sibirien (U. Achauer), das Himalayagebirge (J. Vergne, G. Wittlinger), die Antarktis (A. Maggi, JJ. Lévêque, G. Wittlinger, J. Vergne, C. Zaroli). Schließlich sind wir weiterhin bemüht, auf weltweiter Ebene bestimmte modernste tomographische Methoden umzusetzen (C. Zaroli, S. Lambotte, JJ. Lévêque).