Forscher fälschen mehr Open-Access-Daten für Studien zur Lithosphäre der Erde

Kruste und Lithosphärenmantel – die dünnsten und dicksten Schichten der Lithosphäre der Erde – sowie eine Vielzahl dynamischer Prozesse, die sie verformen, können mithilfe hochpräziser geodätischer Daten untersucht werden, die direkt von globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS) stammen. GNSS-Daten und -Datenprodukte können Faktoren wie die geometrische Form der Erde, ihre Ausrichtung im Raum und ihr Gravitationsfeld messen und dem Benutzer dabei helfen, sie zu verstehen.

Während sie im Rahmen ihrer Studien zur Lithosphäre mit diesen Systemen arbeitete, erkannte D. Sarah Stamps, außerordentliche Professorin für Geophysik am College of Science, eine Lücke: Benutzern wie ihr standen tatsächlich nicht so viele GNSS-Ressourcen zur Verfügung.

„Ich bin fest davon überzeugt, dass die Schaffung offener, reproduzierbarer Wissenschaft der Weg in die Zukunft der Wissenschaft ist“, sagte Stamps. „Meine eigene Erfahrung hat mich davon überzeugt, dass ein Übersichtsartikel, der Wissenschaftlern dabei helfen soll, frei zugängliche GNSS-Daten und Datenprodukte für ihre Arbeit zu finden, ein wichtiges und willkommenes Unterfangen wäre, insbesondere da noch niemand einen Übersichtsartikel zu diesem Thema geschrieben hat.“

Stamps hat sich mit seinem Kollegen Corné Kreemer, einem Forschungsprofessor an der University of Nevada, zusammengetan. Das Ergebnis ihrer Arbeit, „Open Access GNSS Data for Studies of the Lithosphere“, wurde in der Juli-Ausgabe des AGU-Journals veröffentlicht. Geochemie, Geophysik, Geosystemeauch bekannt als G-Cubed.

Der Übersichtsarbeit beschreibt detailliert, wie für Lithosphärenstudien relevante GNSS-Daten ermittelt werden, einschließlich der zu berücksichtigenden Korrekturen und Fehler; beschreibt mehrere Anwendungen bestimmter GNSS-Daten, wie etwa die Quantifizierung tektonischer Plattenbewegungen; und bietet zahlreiche Open-Access-Ressourcen für GNSS-Daten und Datenprodukte, die für Studien zur Lithosphäre der Erde wertvoll sind.

Stamps sagte, es sei eine gewisse Herausforderung herauszufinden, wo viele der internationalen frei zugänglichen GNSS-Daten und -Datenprodukte online zu finden seien, da derzeit nicht alle Wissenschaftler ihre Ergebnisse in frei zugänglichen Repositorien veröffentlichten.

In dem Artikel beschreiben die Autoren, wie GNSS-Daten und verschiedene Aspekte der Positionszeitreihen genutzt werden können, um Einblicke in die Struktur und Eigenschaften der Lithosphäre und die auf sie einwirkenden Kräfte zu gewinnen. Die GNSS-Zeitreihen beziehen sich auf das Global Positioning System, eine Konstellation aus 31 Satelliten, die zur Navigation und zur präzisen geodätischen Positionsbestimmung verwendet werden.

„Durch das Entfernen bekannter Belastungssignale und/oder das Filtern der Zeitreihen konnte die Genauigkeit von GNSS-Zeitreihen und deren abgeleiteten Produkten in den letzten Jahren verbessert werden. Diese Verbesserungen der Genauigkeit haben neue Entdeckungen ermöglicht, wie z. B. durch Mantelplumes bedingte Oberflächendeformationen und aseismische Verschiebungen vor Erdbeben in großen Subduktionszonen“, sagte Kreemer.

Zwei ultimative Forschungsziele, so Stamps, seien die Verknüpfung von durch GNSS eingeschränkten vertikalen Landbewegungen mit vorhergesagten Raten aufgrund der dynamischen Topographie und die Nutzung präziser GNSS-Daten und Datenprodukte, um unterirdische Prozesse und Strukturen, beispielsweise bei magmatischen Systemen, durch inverse oder vorwärts gerichtete Modellierung besser zu verstehen.

„Wir haben dieses Übersichtspapier geschrieben, um Benutzern von GNSS-Daten/-Produkten zu helfen, Prozesse, die innerhalb oder unter der Lithosphäre stattfinden, zu untersuchen und besser zu verstehen“, sagte sie. „Im Idealfall wird es uns helfen, diese Daten und Produkte richtig einzusetzen, um Prozesse zu untersuchen, die unser Leben beeinflussen, wie Erdbebenforschung und Vulkanologie.“

Alle im Dokument besprochenen GNSS-Daten sind bereits frei verfügbar. Abschnitt 8 des Dokuments mit dem Titel „Ressourcen“ enthält direkte Links zu zahlreichen frei zugänglichen GNSS-Daten und abgeleiteten Produkten.