Anatomie einer Subduktionszone vom Ozeanischen Mantel bis zur Kruste: Seismizität und Seismische Strukturen in Norchile

• Antragsteller: Dr. Jörn Kummerow; Dr. Bernd Schurr; Professor Dr. Serge A. Shapiro
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 275837588

Vorrangiges Ziel diese Projektes ist es, mithilfe verschiedener, methodisch auf dem neuesten Stand befindlicher seismischer Prozessierungs- und Abbildungsverfahren sowohl die subduktionsbezogenen seismischen Strukturen in der nordchilenischen Forearc- Region, einschließlich der Feinstruktur der Megathrust- Scherzone und der darunter liegenden ozeanischen Platte, als auch die Erdbebenquellen selbst zu untersuchen. Diese Verfahren nutzen speziell die einzigartige Erdbeben- und Datendichte in Nordchile aus, wo mit dem Jahr 2005 beginnend auf mehreren Stationsnetzen, unter anderem dem permanenten seismologischen IPOC-Überwachungssystem und ergänzenden temporären Netzwerken, seismologische Daten registriert werden. Speziell durch das vor kurzem auf der Mejillones-Halbinsel aufgebaute MEJIPE- Netz besteht in Nordchile darüberhinaus die besondere Situation, dass ein Teil der seismogenen Zone vom Land aus beobachtet werden kann. Dadurch erwarten wir eine mit herkömmlichen Verfahren oder in anderen Regionen nicht zu erreichende Auflösung.Um den seismischen Aufbau der Subduktionszone hochauflösend zu bestimmen, werden wir eine vor kurzem entwickelte mikroseismische Migrations-Methode, ergänzt durch Modellierungen quellnaher Reflektionen und Konversionen und die Bestimmung lokaler Variationen des Poissonverhältnisses aus präzisen differenziellen Laufzeitmessungen, anwenden. Die Eigenschaften der Erdbeben selbst werden wir mithilfe von Momententensorinversion und Analyse der registrierten Seismogrammspektren zur Ableitung von Quellparametern wie stress drop und radiation efficiency charakterisieren.Die Synthese der Ergebnisse wird es ermöglichen zu überprüfen, ob die meisten seismischen Signaturen von Fluiden im Untergrund kontrolliert werden. Prozesse wie die Entwässerung hydratisierter Minerale, das Einschließen von Fluiden sowie der Aufbau hoher Fluiddrücke und die Fluidmigration selbst sollten deutliche Auswirkungen auf die elastischen Parameter und die räumlich-zeitlichen Seismizitätsmuster haben. Diese Auswirkungen werden mit unserer Studie auflösbar sein, z.B. als Zonen sehr niedriger seismischer Geschwindigkeiten oder außergewöhnlich hoher P- zu S- Wellengeschwindigkeitsverhältnisse.Ein wichtiger Bestandteil des Projektes ist die detaillierte Untersuchung der Seismizität und der damit verbundenen physikalischen Prozesse im untersten Seismizitätsband der dreifachen seismischen Zone (triple seismic zone). Die Existenz dieses im oberen Mantel der ozeanischen Platte gelegenen Bandes in Nordchile wurde kürzlich in eigenen Vorarbeiten bereits nachgewiesen. Letztendlich erwarten wir, dass diese Untersuchung zum besseren Verständnis von mitteltiefen Erdbeben im Allgemeinen beiträgt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Chile
• Kooperationspartner: Professor Dr. Pablo Salazar Reinoso