Promotion (m/w/d)

Das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel ist eine von der Bundesrepublik Deutschland (90%) und dem Land Schleswig-Holstein (10%) gemeinsam finanzierte Stiftung des öffentlichen Rechts und gehört zu den international führenden Einrichtungen auf dem Gebiet der Meeresforschung.

Durch unsere Forschung und unser Engagement im Transfer von Wissen und Technologie tragen wir maßgeblich zum Erhalt der Funktion und zum Schutz des Ozeans für kommende Generationen bei.

Die Forschungseinheit Magmatische und Hydrothermale Systeme (MuHS) im Fachbereich 4 Dynamik des Ozeanbodens bietet zum nächstmöglichen Zeitpunkt die folgende Stelle, mit der Möglichkeit einen Doktortitel in der Naturwissenschaft zu erwerben, an.

Die Stelle ist im Rahmen des Projekts “Neue Einblicke in die Kern-Mantel-Interaktion durch globale Rekonstruktion seismischer Ultra-Niedriggeschwindigkeitszonen (ULVZs) in Mantelkonvektionsmodellen” angesiedelt. Das Projekt ist Teil des Schwerpunktprogramms SPP 2404 DeepDyn (https://www.geo.lmu.de/deepdyn/en/) der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), welches sich mit der Rekonstruktion der tiefen Dynamik des Planeten Erde über geologische Zeiträume befasst.

Ultra-Niedriggeschwindigkeitszonen (Ultra-Low Velocity Zones; ULVZs) sind dünne Bereiche an der Basis des Erdmantels - nur einige zehn Kilometer hoch, aber 100 bis 1000 km breit -, in denen seismische Scherwellen um 20-30 %, verlangsamt werden. Als Archive der Erdentwicklung reflektieren ULVZs möglicherweise die frühe Differenzierung der Erde oder Wechselwirkungen zwischen Erdmantel und Erdkern, aber auch jüngere Mantelströmungsmuster. Ihr genauer Einfluss hängt jedoch entscheidend von ihrer chemischen Zusammensetzung ab, die nach wie vor unzureichend bekannt ist.

Sie werden die Entwicklung und die Eigenschaften von ULVZs numerisch in globalen Mantelkonvektionsmodellen, welche die globale Bewegungsgeschichte der Erdplatten assimilieren, untersuchen. Hierfür werden Sie ein Verfahren entwickeln, um die Simulationen quantitativ zu bewerten. Dies erfordert es, aus mineralphysikalischen Modellen Eigenschaften der ULVZs abzuleiten und mit seismologischen Beobachtungen zu vergleichen, darunter die Geometrie, geografische Lage und räumliche Verteilung von ULVZs. Auf Grundlage dieser Ergebnisse soll erstmals eine auf dynamischen Simulationen basierende globale ULVZ-Karte erstellt werden und zwischen verschiedenen möglichen Zusammensetzungen der ULVZs unterschieden werden. Die Arbeiten werden im Rahmen des SPP 2404 DeepDyn durchgeführt und bieten zahlreiche Möglichkeiten zur Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Partner:innen sowie anderen Promovierenden.
Entwicklung und Analyse numerischer geodynamischer Mantel-Modelle mit ULVZs
Nutzung mineralphysikalischer Modellierungssoftware zur Berechnung der Eigenschaften von Materialien des unteren Erdmantels
Durchführung einer Parameterstudie mit variierenden Eigenschaften der ULVZs und des untersten Erdmantels
Entwicklung eines probabilistischen Verfahrens zur Bewertung der Modelle anhand seismologischer Beobachtungen
Analyse der am besten mit den Beobachtungen übereinstimmenden Simulationen im Hinblick auf Zusammenhänge zwischen ULVZs und Mantelplumes sowie Wärmefluss und Topografie an der Kern-Mantel-Grenze
Beitrag relevanter Software-Implementierungen zu wissenschaftlicher Open-Source-Software
Zusammenarbeit mit internationalen Expert:innen in Mineralphysik und Seismologie
Präsentation relevanter Ergebnisse auf nationalen und internationalen wissenschaftlichen Konferenzen sowie Veröffentlichung in wissenschaftlichen Fachzeitschriften
Master-Abschluss (oder gleichwertig) in einem relevanten Fachbereich (z.B. Geophysik, Physik, Mathematik, Planetenwissenschaften oder einem verwandten Fachgebiet)
Fließende schriftliche und mündliche Englischkenntnisse
Erfahrung mit numerischer Modellierung oder der Analyse numerischer Modelle
Programmiererfahrung, vorzugsweise in C++
Fundierte Kenntnisse der Dyn...