Seismizität, Deformation, Schwerefeld, Isostasie und Biegesteifigkeit der Lithosphäre - Randbedingungen für die Abschätzung der Erdbebengefährdung in der Gegend von Almaty, Kasachstan
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Almaty, die frühere Hauptstadt von Kasachstan, ist in der Vergangenheit mehrfach durch starke Erdbeben zerstört und dann wieder aufgebaut worden; diese Umstände führten schließlich zur Verlegung der Hauptstadt nach Astana. Zum Schutz der Stadt wurden, beginnend 1974, in der Umgebung vier Observatorien eingerichtet sowie umfangreiche Messnetze (Seismologie, Geodäsie) zur Überwachung der Erdbebenaktivitäten und der Deformationsänderungen. Auch die Potentialfelder (Schwerefeld, Magnetfeld) wurden überwacht. Im Rahmen des Projektes wurde - aufbauend auf den vorhandenen Daten - eine aktualisierte Erdbeben-Gefährdungsanalyse durchgeführt. Hierzu begannen wir mit der Analyse der geologischen Situation (Struktur des Störungssystems, Topografie) und arbeiteten die seismischen Kataloge derart auf, dass ein einheitlicher Katalog entstand, der sowohl die alten (russischen) als auch die neuen Daten (USGS) umfasst. Unter Berücksichtigung des globalen Modells des Schwerefeldes EGM2008 konnte eine Abschätzung der Tiefe der Krusten-Mantel-Grenze vorgenommen werden, sowie eine Bestimmung der elastischen Dicke der Kruste zu etwa 22,5 km. Als Ergebnisse sind hervorzuheben: Seismische Gefährdungskarte (PSHA: Probabilistic seismic hazard assessment): Bei einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 10% in 50 Jahren liegt die Spitzenbeschleunigung bei 4 bis 6 m/s2, während die maximal zu erwartende Beschleunigung bei 10 m/s2 liegt und die Starkbebendauer bei 11 sec auf hartem Untergrund und 17 sec bei weichem Untergrund. Aus der Gravimetrie und Modellrechnungen mit der Finiten-Elemente-Methode wurde ein Geodynamisches Modell des nördlichen Tien Shan entwickelt, aus dem sich horizontale und vertikale Deformationen ableiten lassen. Geplant waren weitere Untersuchungen, insbesondere auch eigene, kontinuierliche Messungen mit einem Gezeitengravimeter, die aber letztendlich entfallen mussten, weil einerseits die Mittel gekürzt worden waren, andererseits aber auch die lokale Partnerorganisation (Seismologisches Büro) überfordert schien. Im Sommer 2009 besuchte uns Frau Dr. N. Silacheva zur gemeinsamen Arbeit mit hinsichtlich der sog. site-effects, also der Auswirkungen von lokalen Eigenschaften des Untergrundes auf die Bodenbeschleunigung.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2009. Rating of seismicity and reconstruction of the fault geometries in northern Tien Shan within the project “Seismic Hazard Assessment for Almaty”. In: Jentzsch, Jahr, Kroner, Proceedings of the 16th International Symposium on Earth Tides, Jena, 1 – 5 September 2008. J. of Geodynamics 48, Nos. 3-5, pp. 270 – 279
Torizin, J., G. Jentzsch, P. Malischewsky, J. Kley, N. Abakanov, A. Kurskeev
- 2009. Comparison of the LaCoste & Romberg gravimeter ET18 with the superconducting gravimeter CD-034 at the Geodynamic Observatory Moxa (Germany). Bulletin Mareés Terresteres, 146, 11,781 – 11,788
Hegewald, A., G. Jentzsch, Th. Jahr
- 2011. A three-dimensional Moho depth model for the Tien Shan from EGM2008 gravity data, Tectonics, Vol.30, TC5019, 19 pp
Steffen, R., H. Steffen, and G. Jentzsch
(Siehe online unter https://doi.org/10.1029/2011TC002886) - 2011. Influence of temperature variations on the noise level of the data of the LaCoste & Romberg Earth Tide gravity meter ET18. G-cubed, Vol. 12, No. 4, 8 pp
Hegewald, A., G. Jentzsch, and T. Jahr
(Siehe online unter https://doi.org/10.1029/2010GC003432) - Geophysical Modelling of the Northern Tien Shan and GIS aided Probabilistic Seismic Hazard Assessment for Almaty, Kazakhstan, Central Asia; Doctoral thesis, 2011
Jewgenij Torizin
