Geowissenschaften

Prof. Dr. Boris Kaus

Rechnergestützte Geowissenschaften In den Geowissenschaften möchten wir verstehen, wie unsere Erde funktioniert. Diesbezüglich gibt es eine Reihe von Fragestellungen: Warum entstehen Erdbeben und Tsunamis, und welche Schäden können sie verursachen? Wie migriert Magma durch den Erdmantel und Lithosphäre, und wann kommt es zu einem Vulkanausbruch? Warum gibt es auf unserer Erde Plattentektonik, während sie auf anderen Planeten nicht auftritt? In diesem Zusammenhang ist auch bis heute ungeklärt, seit wann es Plattentektonik auf der Erde gibt. Wie entstehen Gebirge? Welche Rolle spielt Erosion dabei, und wie läuft diese von statten? Wie entstehen Lagerstätten? Wie fließt unser Grundwasser unter der Erdoberfläche? Können wir mit Modellen Vorhersagen über geothermische Systeme treffen? Viele geologische Prozesse laufen über einen sehr langen Zeitraum (Millionen Jahre) ab, sie erstrecken sich über viele Größenordnungen und sind durch eine komplexe Rheologie (Deformationsverhalten) gekennzeichnet. Computermodelle sind daher bestens geeignet und teilweise erforderlich, um die komplexen Zusammenhänge zu studieren, insbesondere, wenn Messdaten der Erde vorhanden sind, welche durch die Modelle repräsentiert werden sollen. Die rechnergestütze Geodynamik ist eine vergleichsweise neue Disziplin. Aus diesem Grund gibt es eine Reihe von ungelösten technischen Fragen, insbesondere im Bereich der dreidimensionalen Modellierung. Darüberhinaus ist die Anzahl der notwendigen Modellparameter sehr hoch und daher nicht einfach zu verstehen. Die Geophysik und Geodynamik Arbeitsgruppe an der JGU Mainz arbeitet an der Entwicklung neuer Ansätze zur rechnergestützten vorwärts- und Inversionsmodellierung, sowie deren Anwendung auf geodynamische Prozesse. Eine Übersicht der aktuellen Forschungsprojekte kann hier eingesehen werden.

Numerisches Modell der Formation von Salzdomen in Sedimentbecken

Numerische Modelle zur Klärung der Frage, wie die Subduktion von ozeanischen und kontinentalen Platten in die Entstehung von Gebirgen eingebunden ist. Die Farben stellen verschiedene Gesteinsarten dar.