Elektrische Leitfähigkeit des subozeanischen oberen Erdmantels, beschränkt durch satellitengestützte Gezeitenmagnetfelder: 3-D Inversion, Validierung und Interpretation

ZUSAMMENFASSUNG Wir präsentieren die ersten 3-D Modelle der Leitfähigkeit des oberen Erdmantels, die durch eine Inversion der satellitengestützten, gezeiteninduzierten magnetischen Felder (TIMFs) gewonnen wurden. Wir verwenden hauptsächlich die M₂-Periode, untersuchen jedoch auch den potenziellen Nutzen der O₁-Periode. Die Lösung des inversen Problems wird unter Verwendung der kürzlich entwickelten Frequenzbereich-, sphärische harmonische finite-Elemente-Methode auf Basis des adjungierten Ansatzes gefunden. Wir haben zwei verschiedene TIMF-Datensätze getestet, die aus den Satellitenmessungen der Swarm-Mission abgeleitet wurden, und zwei verschiedene Regularisierungen; die Lösung muss entweder ausreichend glatt oder angemessen nah am a priori 3-D Leitfähigkeitsmodell WINTERC-e Wd-emax liegen. Die rekonstruierten Leitfähigkeitsmodelle werden lokal mit den 1-D Leitfähigkeitsprofilen aus anderen Studien verglichen. Wenn wir einen der verfügbaren TIMF-Datensätze verwenden, tendiert das glatte rekonstruiert Modell zu Wd-emax, und das TIMF-angepasste Wd-emax Modell ist näher an den Referenzleitfähigkeitsprofilen als das ursprüngliche Wd-emax Modell. Schließlich verwenden wir die erhaltenen 3-D Leitfähigkeitsverteilungen, um die entsprechende 3-D Wasserverteilung im oberen Mantel unter Verwendung thermodynamischer und zusammensetzungsbezogener Modelle zu berechnen, die an die elektrischen Leitfähigkeitslabor Messung einzelner Mantelbestandteile gekoppelt sind.