Forschungsinteressen

Mich interessiert das tiefe Innere der verschiedenen Planeten. Ich möchte die Unterschiede in ihrem Aufbau und insbesondere die dynamischen Prozesse die im Inneren ablaufen verstehen. Langsame Konvektionsströme im "festen" Gesteinsmantel der erdähnlichen Planeten sind z.B. die Ursache die Ursache für den Vulkanismus, der die Oberflächen der Planeten geprägt und zur Bildung einer Atmosphäre geführt hat. Strömungen in den elektrisch leitenden flüssigen Kernen vieler Planeten treiben einen Dynamoprozess an. Das hierdurch erzeugte Magnetfeld schirmt die Oberfläche und die Atmosphäre von den energiereichen Partikeln des Sonnenwindes ab. Konvektionsströme in den großen Gasplaneten sind die Ursache für die extrem starken ost-west-gerichteten Windsysteme, die den Planeten eine gebänderte Struktur aufprägen Ich interessiere mich für alle Objekte im Sonnensystem, die groß genug sind um sich differenziert zu haben (z.B. in Kruste, Mantel und Kern). Dies schließt neben den klassischen Planeten die großen Monde und Zwergplaneten wie Vesta ein. Meine Forschungen betreffen auch die planetaren Aspekte unseres Heimatplaneten Erde. Ein übergreifendes Ziel ist zu verstehen, was die verschiedenen Planeten gemeinsam haben, worin sie sich unterscheiden, und welche Bedingungen unsere Erde besonders gemacht haben, so dass sich hier lebensfördernde Umweltbedingungen erhalten haben.

In meinen persönlichen Forschungsarbeiten benutzte ich Theorie und numerische Simulationen um Konvektionsströmungen und die Erzeugung von Magnetfeldern in verschiedenen Planeten zu verstehen. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Entwicklung einer allgemeinen Theorie des planetaren Magnetismus, die die Unterschiede in den Stärken und geometrischen Strukturen der Magnetfelder in Abhängigkeit von der Größe, Rotationsrate, elektrischen Leitfähigkeit und Heftigkeit der Konvektion in den verschiedenen Planeten zu erklären vermag [mehr zur Geodynamikgruppe]. Ich bin nicht direkt in die technischen Aspekte von Experimenten auf Raummissionen involviert, arbeite aber an Vorbereitungen zu ihrer wissenschaftlichen Auswertung mit. Ein Beispiel ist die mögliche Bestimmung der Gezeitendeformation und der Libration (Unregelmäßigkeit in der Rotation) aus Daten des BELA Laser Altimeters auf der Bepi Colombo Mission zum Merkur, mit deren Hilfe die Größe und der Aggregatzustand des Kerns bestimmt werden können. Ein weiteres Beispiel ist die topographische Gestalt der Kleinplaneten Vesta und Ceres, die von den [Kameras] auf der Dawn Mission bestimmt werden wird, und die zusammen mit Daten des Schwerefeldes Aussagen über den inneren Aufbau ermöglicht. Ich bin an der Vorbereitung eines [Seismometerexperiments] auf der [Exomars] Mission beteiligt, durch das direkte Informationen über die seismische Aktivität und die innere Struktur des Mars gewonnen werden sollen.

Größe und innerer Aufbau von Erde und Merkur im Vergleich. Der Gesteinsmantel ist braun, der flüssige Eisenkerns hellblau und der feste innere Kern tiefer blau. Der Eisenkern ist in Relation zum gesamten Planeten bei Merkur größer als im Fall der Erde, aber Details des inneren Aufbaus sind beim Merkur hypothetisch. Die Größe der Stabmagnete symbolisiert die unterschiedliche Stärke des inneren Magnetfeldes. Mit neuen Daten der Messenger (NASA) und Bepi Colombo (ESA) Missionen zum Merkur werden wir den inneren Aufbau besser verstehen lernen und können Theorien über die Entstehung des Magnetfeldes testen.