Global seismisk tomografi

Prosjektbeskrivelse 

Bakgrunn:
Et av hovedmålene med geofysikk er å bestemme jordens globale struktur (dvs. strukturen til den øvre og nedre mantelen, den indre og ytre kjernen og grensene mellom disse lagene). Kunnskap om jordens globale struktur er viktig da den er nært knyttet til dynamikken i kjernen og mantelen, så vel som platetektonikken. Kjernen gir en stor mengde varme til mantelen. Denne varmen frigjøres av mantelen i form av mantelplommer, som krysser jordoverflaten mange steder, så vel som midt i havryggene der nye litosfæriske plater blir dannet. Når den nydannede platen spres bort fra midterhavsryggene, forsvinner den ofte tilbake til jorden ved subduksjonssoner. Alle disse prosessene manifesterer seg i form av geofarer som jordskjelv og vulkaner. Videre resulterer de også i mange andre overflatefunksjoner som malmlegemer og hydrotermiske prosesser, hvis dannelse og eksistens både på lokal og global skala fortsatt ikke er godt forstått. Kunnskap om den globale jordstrukturen er derfor nært knyttet til jordens ressurser og farer.

Motivasjon:
Seismologiske data er den viktigste informasjonskilden ved bestemmelse av jordens struktur. Blant alle seismologiske data er en nøkkelkomponent gitt av reisetidene til de viktigste globale fasene som P, PcP, S, ScS etc. I løpet av de siste 40 årene har reisetiden til disse fasene blitt brukt i reisetomografi for å bestemme Jordens globale struktur. Gjennom årene har antall data økt, og prosesseringsteknikkene har blitt bedre, noe som fører til mer og mer detaljerte bilder av jordens mantel og kjerne. Imidlertid er det fortsatt mye rom for forbedring i disse bildene. Disse forbedringene kommer fra både dataene (for eksempel måten reisetiden blir plukket ut), så vel som måten reisetidene beregnes og brukes i tomografien.

Arbeid:
Målet med dette prosjektet er å utvikle nye seismiske modellerings- og inversjonsmetoder som inverterer for hele jordstrukturen ved hjelp av reisetider. For dette er det allerede utviklet en første versjon av strålesporingsprogramvare, som beregner reisetider og strålebaner. Denne programvaren kjører for tiden på CPUer, og et av delmålene vil være å kjøre denne programvaren på en GPU, noe som vil gjøre det raskere. Dette er viktig, siden inversjonene krever at det beregnes millioner av reisetider. Et andre delmål for dette prosjektet er å hjelpe til med å videreutvikle automatiserte algoritmer som velger reisetider av høy kvalitet, inkludert regionale faser. Til slutt er et tredje delmål å bruke resultatene oppnådd til å sette opp en ny og forbedret global (eller regional) inversjon av reisetiden.

Dette prosjektet kan gjøres av en eller to masterstudenter.

Foreslåtte emner i spesialiseringen (60 stp)
GEOV 265, GEOV277, GEOV355, GEOV302, MAT160, MAT260

Forutsetninger for å kunne ta dette masterprosjektet: 
For dette prosjektet anbefales det å ha interesse for programmering.