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TIPTEQ

erstellt von huenken zuletzt verändert: 05.07.2012 07:20

Projekt:
TIPTEQ
from The Incoming Plate to mega-Thrust EarthQuake processes
Laufzeit:
01.01.2004 bis 30.09.2007
Koordinatoren:
Prof. Dr. Onno Oncken

GeoForschungsZentrum Potsdam, Geodynamik und Geomaterialien
Telegrafenberg
14473 Potsdam

Dr. Ingo Grevemeyer

Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel (GEOMAR), Dynamik des Ozeanbodens
Wischhofstraße 1-3
24148 Kiel
Projektpartner:
Freie Universität Berlin, Institut für Geologische Wissenschaften (Fachrichtung Geophysik)

Universität Potsdam, Institut für Erd- und Umweltwissenschaften

Universität Hamburg, Institut für Geophysik

Universität Bremen, Fachbereich Geowissenschaften (Meerestechnik und Sensorik)

Universität Freiburg, Institut für Geowissenschaften

Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover (BGR)

Universität Kiel, Institut fü Geowissenschaften (Geophysik)
Programm:
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Themenschwerpunkt: Kontinentränder: Brennpunkte im Nutzungs- und Gefährdungspotenzial der Erde
Ziele:
Ziel des Verbundvorhabens TIPTEQ ist die Untersuchung der Subduktionszone im Bereich des aktiven Kontinentrandes vor Südchile. Mit den geplanten Untersuchungen soll geklärt werden, inwieweit sich die unterschiedlichen Krustenalter der vor Südchile abtauchenden (subduzierten) ozeanischen Platte auf Strukturen und Prozesse innerhalb der Subduktionszone auswirken. Es ist beabsichtigt, dass erste vollständige Abbild der Struktur einer Subduktionszone zu rekonstruieren. Weiterhin soll bestimmt werden, ob und wie sich seismische Tiefenbrüche an der Erdoberfläche manifestieren. Die hieraus gewonnenen Erkenntnisse lassen wesentliche Fortschritte für eine verbesserte Abschätzung des regionalen seismischen Gefährdungspotentials erwarten und können für die Entwicklung von Erdbeben-Überwachungssystemen verwendet werden, die auch an anderen Orten in vergleichbaren tektonischen Hochrisikozonen im Bereich aktiver Kontinentränder einsetzbar wären.

Im Rahmen des Verbundvorhabens sind nachfolgend aufgeführte Arbeiten zu insgesamt vier Schwerpunktthemen geplant.

1. Laterale Variabilität der ozeanischen Platte und des marinen Forearcs
Zur Klärung der strukturellen Variabilität der ozeanischen Platte (Nazca-Platte) und des marinen Forearcs, sind Untersuchungen mittels Weitwinkelseismik, hochauflösender seismischer Profile, Fächerecholot und Magnetik geplant. Durch Aufzeichnung der Mikrobebenseismizität soll der Einfluss der altersabhängigen thermischen Struktur der abtauchenden Platte auf die Geometrie der seismogenen Zone erforscht werden. Weiterhin ist geplant, im Bereich des Tiefseegrabens und des Vorbogenbeckens geothermische Messungen durchzuführen, um die Auswirkungen der Subduktion auf das thermische Regime des Kontinentrandes zu erkunden. Anhand der Messergebnisse sollen thermische Modelle für die Temperaturverteilung in der subduzierten Platte berechnet und die Bedeutung der thermischen Steuerungsgröße für den Subduktionsprozess bestimmt werden.

2. Abbild der Eigenschaften der Plattengrenzfläche
Um die Eigenschaften der Plattengrenzfläche zu rekonstruieren, sind Untersuchungen des strukturellen und petrophysikalischen Aufbaus der seismischen Kopplungszone im Bereich des südchilenischen Starkbebens von 1960 mit hochauflösenden geophysikalischen Verfahren geplant. Anhand von Beobachtungen des Wellenfeldes lokaler und überregionaler (teleseismischer) Erdbeben soll eine strukturelle Analyse des Forearc Bereiches durchgeführt werden. Durch Befliegung des Untersuchungsgebietes ist beabsichtigt, die lateralen Veränderungen des Schwere- und Magnetfeldes im Bereich des Forearcs zu ermitteln. Mit Hilfe von dreidimensionalen Modellierungen soll eine Strukturbestimmung der seismogenen Kopplungszone durchgeführt sowie die Wechselbeziehungen von Rauhigkeiten (Asperities) und Dichte der Platte bestimmt werden. Ferner ist die Untersuchung der Fluide, denen eine wesentlicher Einfluss auf Entstehung und Verlauf von Subduktionsbeben zugerechnet wird, in der Kopplungszone mittels elektromagnetischer Methoden vorgesehen.

3. Prozesskontrolle und Petrophysik
Es ist geplant, die mechanische Eigenschaften des sedimentären Eintrags in die Subduktionszone zu untersuchen. Hierbei stehen die Petrogenese, die Herkunft und die petrophysikalischen Eigenschaften der Sedimente im Bereich des Tiefseegrabens und Kontinentalhanges im Mittelpunkt. Ein zentrales Ziel ist die Untersuchung des Einflusses der Sedimente auf das seismogenen Verhalten in den oberen Stockwerken der Subduktionszone. Neben Geländearbeiten sollen umfangreiche geomechanische Laborexperimente durchgeführt werden, die vor allem der Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der beprobten Gesteine dienen. Weiterhin ist die Modellierungen der Struktur und der Prozesse im Bereich verschiedener lithosphärischer Korridore im Untersuchungsgebiet mittels numerischer und thermo-mechanischer Modelle beabsichtigt. Dabei sollen insbesondere Devolatisierung und Magmenentwicklung sowie der Abtauchwinkel der subduzierten Platte nachvollzogen werden. Im Rahmen von Deformationsanalysen werden Laborexperimente, numerische Modellierungen und Feldbeobachtungen zusammengeführt.

4. Koseismische Oberflächenprozesse
Mittel GPS sollen Beobachtungen zur Segmentierung des Plattenrandes in mechanisch gekoppelte Abschnitte durchgeführt werden. Hierbei ist insbesondere die Ausdehnung und der Grad der mechanischen Kopplung entlang der seismischen Zone von Interesse. Weiterhin sind Untersuchungen zu koseismische Massenumlagerung und Oberflächenprozessen geplant. Dabei steht die Bestimmung und Datierung aktiver und junger Oberflächendeformationen und assoziierter Massenumlagerungen im Vordergrund. Ziel dieser Arbeiten ist es, die Beziehung zwischen seismischer Bruchausbreitung in der Tiefe und der oberflächennahen Deformation zu erfassen. Ferner sollen die Begleiterscheinungen von Starkbeben (Massenbewegungen) zur Bestimmung der Paläomagnituden herangezogen werden. Aus den Beobachtungen werden Aussagen zur räumlichen Verteilung und periodischen Wiederkehr schwerer Erdbeben abgeleitet. Weiterhin sollen Modellierungen der zu erwartenden Oberflächendeformationen infolge von Subduktionsbeben durchgeführt werden.