Analyse von kriechenden submarinen Hangrutschungen: 3D-seismische Untersuchungen des Tuaheni Rutschungskomplexes

• Antragsteller: Dr. Jörg Bialas; Professor Dr. Sebastian Krastel
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254069062

Die Dynamik submariner Hangrutschungen ist bisher unzureichend verstanden. Während bei manchen Rutschungen das Material schnell den inneren Zusammenhalt verliert, bleiben bei anderen Rutschungen große intakte Blöcke erhalten. In der jüngeren Vergangenheit wurde zusätzlich postuliert, dass submarine Rutschungen auch durch eine sehr langsame Deformation (Kriechen) charakterisiert sein können. Der Tuaheni Rutschungskomplex vor der Ostküste Neuseelands kann als Prototyp einer sich langsam deformierenden Rutschung angesehen werden. Im Rahmen dieses Antrages wollen wir 3D-seimische Daten mittels des sogenannten P-Cables von verschiedenen Bereichen des Tuaheni Rutschungskomplexes sammeln. Das P-Cable ist ein kostengünstiges, hochauflösendes 3D-seimisches System, das auf relativ kleinen Schiffen eingesetzt werden kann. Schiffszeit für dieses Projekt wird von unseren neuseeländischen Kooperationspartnern auf dem Forschungsschiff RV Tangaroa zur Verfügung gestellt. Hauptziele der Messungen umfassen die Entwicklung eines Modells zum Ablauf der Rutschung, die Untersuchung des sich im Arbeitsgebiet befindenden Methanhydrat-Systems, insbesondere in Bezug auf seine Bedeutung für die Rutschungsdynamik, sowie die Analyse der Art der Deformation des Tuaheni Rutschungskomplexes. Es existieren zwei konkurrierende Modelle, um das Kriechen zu erklären: i) das Hydrat-Ventil (hydrate valve) postuliert Überdrücke an der Basis der Gashydrat-Stabilitätszone und dadurch bedingtes Hydro-Fracturing. Dies führt zu einer episodischen Mobilität. ii) Der Hydrat-Sediment Gletscher (hydrate-sediment glacier) besteht aus Gashydrat-führenden Sedimenten, die bei langsamer Deformation ein plastisches Verhalten zeigen (ähnlich wie Eis); dadurch kommt es zu einem kontinuierlichen Kriechen. Während das Hydrat-Ventil-Modell durch theoretische Überlegungen gestützt wird, deuten neue Labor-Messungen auf die Hydrat-Sediment Gletscher Theorie hin. Der 3D-seismische Datensatz wird es erlauben, Deformationsstrukturen (Kompression, Extension, Scherzonen) abzubilden, um zwischen kontinuierlichem Kriechen und episodischen Bewegungen zu unterscheiden. Der zu sammelnde 3D-seismische Datensatz wäre der erste über eine sich langsam bewegende Rutschung. Zusätzlich soll der Datensatz verwendet werden, um diverse Bohraktivitäten im Rahmen von IODP (Integrated Ocean Drilling Program) sowie während einer Ausfahrt mit dem Forschungsschiff Sonne mittels des MeBo (Meeresboden-Bohrgerät) zu unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Neuseeland
• Beteiligte Person: Dr. Joshu Mountjoy