Trennung der Einflüsse von Spannung, Porendruck und Erschütterung mittels Wellenform-Aufzeichnungen während der Erdbebensequenz in Nord-Chile 2014

• Antragsteller: Dr. Jörn Kummerow; Dr. Christoph Sens-Schönfelder; Professor Dr. Serge A. Shapiro; Professor Dr. Frederik Tilmann
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281499449

Trotz unseres generellen Verständnisses der makroskopischen Umstände, die zu starken Erdbeben führen, gibt es grosse Unsicherheiten über die internen Prozesse in dem Material, das die Verwerfung beherbergt. Dabei sind die lokalen Prozesse eine kritische Komponente, die die Entwicklung eines Bruches in ein grosses Erdbeben steuern.Die Erdbebensequenz, die in dem Iquique Beben (Mw8.1) vom 1. April 2014 gipfelte, bietet aufgrund der ausgedehnten Vorbebensequenz, die neben dem Hauptbeben vom Integrated Plate boundary Observatory Chile (IPOC) aufgezeichnet wurde, eine hervorragende Möglichkeit für die Untersuchung solcher Deformations- und Schädigungsprozesse in einer Subduktionszone. Die reichliche und hervorragend überwachte Seismizität in der Vorbereitungsphase des Hauptbebens ist für sich genommen bereits hochinteressant, da sie die einzigartige Möglichkeiten bietet, die Entstehungsphase eines bedeutenden Erdbebens zu studieren. Darüber hinaus wird die Verwerfungszone durch die sich teilweise räumlich überlappenden Vor- und Nachbebensequenzen in ähnlicher Weise ausgeleucht, was sowohl die Untersuchung statischer Strukturen wie auch deren zeitlicher Veränderungen ermöglicht. In den meisten Erdbebensequenzen, die bisher mit den hier vorgeschlagenen Methoden untersucht wurden, fehlt diese Möglichkeit.Um die dominierenden Faktoren zu untersuchen, die die Seismogenese während der Iquique-Sequenz beeinflussten, benutzen wir Seismische Interferometrie und Wellenform-Prozessierung in drei Richtungen: (A) hochgenaue Seismizitätslokalisierung, (B) tomografische Strukturabbildung, (C) Detektion zeitlicher Materialveränderungen. Eine gemeinsame Analyse wird die Ergebnisse in Hinsicht auf Spannung, Porendruckänderungen und den Einfluss von Erschütterungen interpretieren. Präzise wellenform-basierte Ereignis-Relokalisierung wird Bereiche hoher Aktivität und Cluster mit wiederholt auftretenden Beben abbilden, um die Verteilung von 'Asperities' und deren mögliche zeitliche Variationen zu verstehen. Mittels Wellenformanalyse wird die Tiefe der hauptsächlich untermeerischen Seismizität eingegrenzt, die für das Verständnis der Aufteilung der Deformation zwischen subduzierender Platte, Plattengrenzfläche und überliegender Platte ausschlaggebend ist. Ebenso bildet der Katalog mit wiederholt am selben Ort auftretenden Ereignissen die Grundlage für die Anwendung der Kodawelleninterferometrie und der Bestimmung von Zeitabhängigkeiten in differenziellen S- minus P- Laufzeiten. Schließlich wird die Interferometrie des Umgebungsrauschens genutzt, um die Geschwindigkeitsstruktur der Scherwellen mittels Oberflächenwellentomographie aufzulösen und ihre zeitlichen Veränderungen zu bestimmen.Dieses Projekt ist Teil eines Forschungsverbundes. Das Konzept des Gesamtprojektes liegt dem Antrag in Form einer Projektübersicht bei.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen