Zweijahresbericht 2004/2005 - Bibliothek - GFZ

a) b)
Abb. 1.54: (A) Ein erstes Dichtemodell des gesamten Mantels, berechnet auf der Grundlage einer gemeinsamen Inversion
von Schweredaten und seismischen Daten (Querschnitt 105° West bis 75° Ost). Die Pfeile zeigen die Mantelflussgeschwindigkeiten.
(B) Das abgeleitete nichtisostatische Geoid, berechnet anhand von Dichteanomalien und dynamischen
Deformationen der Oberfläche.
(A) Initial density model of the whole mantle which is based on a joint inversion of the gravity and seismological data
(cross-section 105 W-75 E). Arrows show mantle flow velocities. (B) calculated non-isostatic geoid, which is produced
by the density anomalies and dynamic deformations of the surface.
inhomogen sind, vereinigen. Die neuen CHAMP- und
GRACE-Missionen liefern erstmalig homogene und qualitativ
hochwertige Schweredaten, welche die gesamte
Erde gleichmäßig überdecken. Das neue Schwerefeldmodell,
das unter Einbeziehung aller verfügbaren terrestrischen
und satellitengestützten Daten berechnet wurde, ist
in Abb. 1.56 dargestellt. Die Differenzen zwischen dem
neuen und alten Schweremodell (EGM96) betragen bis zu
±100 mGal. Unter der Annahme, dass diese Differenzen
hauptsächlich auf Fehler im alten Modell zurückzuführen
sind, war das alte Modell als Randbedingung für die
Modellierung des Tienschan-Gebiets nicht geeignet. Obwohl
sich die Dichteinhomogenitäten, die durch Anomalien
in der Temperatur und der stofflichen Zusammenset-
zung hervorgerufen werden, direkt im gemessenen Schwerefeld
abbilden, ist ihre Bestimmung ohne zusätzliche
Information über die Lithosphärenstruktur unmöglich.
Seismische Daten liefern solche Randbedingungen. Um
ein Abbild der tiefen Strukturen des Tienschan zu erhalten,
haben wir – in Zusammenarbeit mit dem IPE, Moskau
(Vinnik et al., 2004) – P- und S-Receiver-Functions
für nahezu 40 lokale seismologische Breitbandstationen
gemeinsam invertiert (Abb. 1.55). Diese Methode erfasst
zwar Änderungen der Geschwindigkeit mit der Tiefe
innerhalb der Kruste und im obersten Mantel, aber die
absoluten Werte der Geschwindigkeit werden ungenügend
bestimmt. Um diesen Nachteil zu umgehen, haben wir die
Abb. 1.55: Die Topografie Asiens und die Lage des untersuchten Gebiets im zentralen Tienschan (links). Schwarze Pfeile:
GPS-Plattengeschwindigkeiten; rote Sterne: Epizentren von starken Erdbeben (M > 5); schwarze Kreuze: Lage der
seismischen Stationen (rechts).
Topography of Asia and location of the study area Central Tien Shan (left). Black arrows: GPS plate velocities; red
stars: epicentres of strong earthquakes (M > 5); black crosses: location of seismic stations (right).
Zweijahresbericht 2004/2005 GeoForschungsZentrum Potsdam
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