Ludwig-Maximilians-Universität München
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Kooperation mit Museum

Geophysiker liefern Modell für Ausstellung

München, 09.07.2018

LMU-Geophysiker ermöglichen mit Computersimulationen einen Blick in die Vorgänge tief im Erdinnern. Eines ihrer Modelle ist nun fester Bestandteil einer Ausstellung des American Museum of Natural History in New York.

Model im Naturhistorischen Museum New York

Die Abbildung zeigt den im American Museum of Natural History installierten 3-D-Druck des Computer-Modells der LMU-Geophysiker in Form der Erdkugel. Um Einblicke ins Innere des Modells und die dortige Temperaturverteilung zu ermöglichen, sind die Kontinente transparent gehalten und Ozeane nicht dargestellt. Die farbigen Bereiche zeigen das kalte absinkende (rot) und das warme aufsteigende Gestein (gelb). (Bildrechte: © AMNH/D. Finnin)

Das American Museum of Natural History in New York, eines der größten Naturkundemuseen der Welt, greift in einer neuen Ausstellung auf die Expertise von Geophysikern der LMU zurück. Ein Team um Hans-Peter Bunge, Inhaber des Lehrstuhls für Geophysik, hat dem Museum ein Computermodell zur Verfügung gestellt, das die Vorgänge im Erdmantel und deren Auswirkungen auf die Erdoberfläche veranschaulicht. Für die Ausstellung „David S. and Ruth L. Gottesman-Hall of Planet Earth“ wurde ein 3-D-Druck einer Simulation angefertigt, die die Konvektion im Erdmantel zeigt. Sie wurde auf dem Höchstleistungsrechner SuperMUC des Leibniz-Rechenzentrums (LRZ) in Garching bei München berechnet und im Anschluss im dortigen Zentrum für Virtuelle Realität und Visualisierung (V2C) visualisiert.

Animation der am SuperMUC berechneten zeitlichen Entwicklung des Erdmantels in den letzten 200 Millionen Jahren. Die Darstellung veranschaulicht, welche Auswirkungen auf die Erdoberfläche Vorgänge im Erdinneren haben. So ist nicht nur die Bewegung der Kontinente aus unterschiedlichen Perspektiven zu sehen, sondern auch die zugrundeliegenden, durch Temperaturveränderungen getriebenen Konvektionsströme im Erdmantel. In diesem Fall zeigen rote Bereiche das warme aufsteigende Gestein, während das kalte absinkende Gestein blau dargestellt ist.
Bildrechte: © LRZ/LMU, M. Wiedemann & B. Schuberth

Blick in das Innere der Erde

Der Erdmantel ist eine circa 3000 Kilometer dicke Schicht, die den Erdkern umhüllt und sich bis unterhalb der Erdkruste erstreckt. Er besteht überwiegend aus festem Gestein, das in ständiger Bewegung ist: Heißes Material steigt auf, während kühleres absinkt. Diese sogenannte Konvektion ist die Ursache der plattentektonischen Bewegungen, durch die sich die Kontinentalplatten verschieben und die Erdoberfläche ständig verändert. „Dieser Materialfluss findet auf Zeitskalen von hunderten von Millionen Jahren statt und wird durch Kriechprozesse im festen Gestein ermöglicht“, sagt Dr. Bernhard Schuberth, Projektleiter Geodynamik am Lehrstuhl. Als Antriebsmotor der Plattentektonik ist die Konvektion im Erdmantel der primäre Grund für Erdbeben und Vulkanismus.

„Präzise Kenntnisse der Kräfte im Erdmantel sind eine Grundvoraussetzung, um diese Naturkatastrophen modellhaft berechnen zu können“, sagt Schuberth. Da es nicht möglich ist, die Vorgänge im tiefen Erdinneren direkt zu messen, simulieren Geophysiker die Bewegungen durch die Verbindung physikalischer Parameter wie Temperatur und Auftriebskräfte auf Großrechnern. „Durch die 3-D-Visualisierung und moderne Virtual-Reality-Technologien, die durch das V2C-Team des LRZ zur Verfügung gestellt werden, ist das, als würden wir selbst in das Erdinnere eintauchen. Dadurch werden die konvektiven Prozesse, die tausende Kilometer tief im Erdinnern stattfinden, sichtbar und zugänglich“, erklärt Schuberth.

Die Ausstellung „Hall of Planet Earth“ im American Museum of Natural History ist am 7. Juli 2018 eröffnet worden.

Das American Museum of Natural History hat ein Video produziert, das Ausstellungsbesucher in Verbindung mit dem 3-D-Druck des Erdmodells anschauen können. Es liefert zusätzliche Information durch 3-D-Visualisierungen und Erklärungen von LMU Professor Hans-Peter Bunge.
Copyright: AMNH