Die Festkörperkonvektion des Erdmantels wird durch den Wärmetransport aus dem Inneren unseres Planeten angetrieben und verursacht einen Großteil der geologischen Aktivität der Erde. Die Erforschung der Dynamik des Mantels ist von zentraler Bedeutung für das Verständnis vieler geologischer Vorgänge wie Erdbeben, Plattentektonik, Entwicklung der Erdkruste bis hin zum Geodynamo. Die Simulation dieser Prozesse erfordert räumliche und zeitliche Auflösungen, die zu den großen Herausforderungen des Höchstleistungsrechnens zählen. Mit zukünftigen Exascale-Systemen eröffnen sich Möglichkeiten für noch weitergehende wissenschaftliche Fragestellung. Dabei stehen die Quantifizierung von Unsicherheiten, die Parameterschätzung und die Assimilation sehr großer Datenmengen im Vordergrund. Im DFG-Schwerpunktprogramm SPPEXA haben sich dazu jeweils zwei Arbeitsgruppen der Münchner Universitäten (Geophysik an der LMU und Numerische Mathematik der TUM) und der Universität Erlangen-Nürnberg (Höchstleistungsrechnen und Systemsimulation aus der Informatik) zu einem Projektkonsortium zusammengeschlossen. Innerhalb von sechs Projektjahren soll mit „TERRA-NEO“ ein Softwareframework für die simulationsbasierte Forschung in der Geophysik entstehen.