Dr. S. Sobolev (GFZ, Sektion 2.5)
PD Dr. M. Riedel
Aktualisiert am 27. März 2014
| In dem siebentägigen Blockkurs werden geodynamische Aspekte von grundlegenden Fragestellungen der Plattentektonik diskutiert und auf wichtige Konsequenzen eingegangen (Erdbeben und Tsunamis). Dazu werden die Methoden der physikalisch-mathematischen Formulierung der jeweiligen geodynamischen Probleme vorgestellt und ihre numerische Lösung beschrieben. Mit Hilfe von "public domain" Software (wie z.B. CitcomS) sollen die Teilnehmer am Ende des Blockkurses dazu in die Lage versetzt werden, einzelne einfache geodynamische Fallbeispiele selbständig berechnen zu können (z.B. die Wärmeleitung in der Lithosphäre, den konvektiven Wärmetransport im Erdmantel). Die Prüfungsleistung ist eine benotete Hausarbeit im Anschluss an den Kompaktkurs, mit der numerischen MATLAB Lösung eines vorgegebenen (und in den Übungen zuvor ausführlich besprochenen) geodynamischen Problems. |
Blockkurs 17.-25. März 2014
| Vorlesung, Übungen | Masterstudiengang Geowissenschaften |
Mo-Fr 09.15-16.45 |
2.25.D.2.02 (Computer Pool, Campus Golm, Haus 25) | Sobolev, Riedel, Mulyukova, Gaßmöller, Dannberg, Zamora |
| Datum | Zeit | Thema | Informationen |
| 17.03.14 | 10.15 - 11.45 Uhr | Introduction, historical notes and overview of major challenges in solid Earth dynamics | Sobolev (lecture_intro.pdf) |
| 13.00 - 14.30 Uhr | Working with Linux, MacOSX and MATLAB (MathWorks TechDocs online) | Riedel (intro_matlab.pdf, mlintro.pdf) | |
| 14.45 - 16.15 Uhr | Cooling of an isothermal Earth (1D heat conduction equation) | Riedel (earthage.pdf, heat1D_template.m, heat1D_complete.m, additional reading) | |
| 18.03.14 | 09.15 - 10.45 Uhr | Physical background: stress, strain, conservation laws, rheology | Sobolev (lecture1.pdf) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | Overview of numerical methods in geodynamics | Sobolev (lecture2.pdf) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | FD methods to solve 1D partial differential equations (MATLAB) | Riedel (FD_methods1D.pdf, heat1D_BTCS_template.m, heat1D_BTCS_complete.m, heat1D_CN.m, cranknicholson.m, cranknicholson.pdf) | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | FD methods to solve 2D partial differential equations (MATLAB) | Riedel (FD_methods2D.pdf, heat2D_explicit_template.m, heat2D_explicit_complete.m) | |
| 19.03.14 | 09.15 - 10.45 Uhr | Global geodynamic models - towards modeling of plate tectonics | Sobolev (lecture3.pdf) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | Modeling of key geodynamic processes beyond plate tectonics: Plumes, Large Igneous Provinces and their climate impact | Sobolev (lecture4.pdf) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | FD methods to solve advection processes (MATLAB) | Riedel (FD_advection.pdf, advection_ftcs_template.m) | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | Subduction modeling with MATLAB | Riedel (temspol.pdf, temspol.zip) | |
| 20.03.14 | 09.15 - 10.45 Uhr | Modeling of key plate-tectonic processes (I): Rifting and Continental Break-Up, Transform boundaries | Sobolev (lecture5.pdf) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | Modeling of key plate-tectonic processes (II): Subduction Initiation, Mature Subduction, Collision | Sobolev (lecture6.pdf) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | Using public domain software (citcom) to model thermal convection in the Earth's mantle | Riedel (cig_2009.pdf, Inside_Earth.pdf, intro_citcom.pdf) | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | The Rayleigh-Taylor instability: An Introduction | Riedel (Simulation.ppt, Diapirism_TS.pdf, intro_diapirism.pdf, Homework.pdf, additional reading) | |
| 21.03.14 | 09.15 - 10.45 Uhr | Earthquake Physics and Modeling (I) | Sobolev (lecture7.pdf) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | Earthquake Physics and Modeling (II) | Sobolev, Zamora (easyWaveLinux.zip) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | Earthquakes and Tsunamis - rupture generation | Zamora | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | Earthquakes and Tsunamis - numerical modeling and real-time predictions | Zamora | |
| 24.03.14 | 09.15 - 10.45 Uhr | FE methods to solve partial differential equations (MATLAB), part I | Mulyukova (FEMintro.pdf) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | FE methods to solve partial differential equations (MATLAB), part II | Mulyukova (FE-method.zip) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | Introduction to open codes Citcom and ASPECT, part I | Gaßmöller, Dannberg (aspect_2014.pdf) | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | Introduction to open codes Citcom and ASPECT, part II | Gaßmöller, Dannberg | |
| 25.03.14 | 10.00 - 18.00 Uhr | Visit to Section 2.5 Geodynamic Modeling at GFZ Potsdam including Lecture on Introduction to parallel computing | Sobolev and group members |
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Literaturempfehlungen
Turcotte, D.L. and Schubert, G., 1982, Geodynamics - Applications of continuum physics to geological problems, J. Wiley & Sons, New York (info here).
Gerya, T., 2009, Introduction to numerical geodynamic modeling, Cambridge University Press, Cambridge
(info here).
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