KNIPAS - Knipovich Ridge Passives Seismisches Experiment Untersuchung von aktiven Spreizungsprozessen und Lithosphärenstruktur auf der Skala von ganzen Segmenten eines ultralangsamen mittelozeanischen Rückens

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Frank Krüger; Professorin Dr. Vera Schlindwein
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 393258126

KNIPAS gehört zu den größten passiven seismischen Experimenten, die je an einem Mittelozeanischen Rücken (MOR) durchgeführt wurden. Entlang eines 160 km langen Rückenabschnitts am Knipovich Rücken haben 28 Ozeanbodenseismometer (OBS) ein Jahr lang Erdbeben aufgezeichnet. Erdbeben an MOR geben Aufschluss über die aktiven Spreizungsprozesse. Mit Seismometern an Land oder hydroakustischen Arrays kann man aber nur die größten Beben erfassen ohne genaue Kenntnis des Epizentrums und der Herdtiefe. Kleinräumige OBS Studien vermitteln einen detaillierten Eindruck der Spreizungsprozesse bei kleineren Erdbebenmagnituden. So konnte nachgewiesen werden, dass ultralangsame MOR, zu denen der Knipovich Rücken gehört, andere Seismizitätsmuster zeigen als schneller spreizende Rücken und somit hier grundlegend andere Spreizungsprozesse ablaufen. Die weit auseinander liegenden Vulkane ultralangsamer MOR können seismisch sehr aktiv sein. Amagmatische Rückenabschnitte hingegen zeigen schwache Erdbeben, eine mächtige Lithosphäre und aseismische Bereiche im oberen Mantel, die auf eine viel tiefreichendere Serpentinisierung als bislang bekannt hinweisen könnten. Wir wissen jedoch nicht, wie relevant diese lokal untersuchten Spreizungsprozesse auf der Skala ganzer Rückensegmente sind.KNIPAS schließt die Lücke zwischen OBS und teleseismischen Studien. Anhand von erwarteten 9000 gut lokalisierten Erdbeben mit Magnituden M 1-3 sollen das thermische Regime, die Mächtigkeit und Struktur der Lithosphäre und deren Deformationsmodus entlang eines gesamten Rückensegments untersucht werden. Wir wollen klären, ob die Topographie der Lithosphärenbasis ausreicht, dass Schmelzen über ein ganzes Segment hinweg aufwärts zu Vulkanen fließen können, deren Magma Output die lokale Produktion weit übersteigt. Des weiteren soll untersucht werden, wie Spreizung in den schwach magmatischen Gebieten zwischen den vulkanischen Zentren abläuft und in welchem Maße eine mögliche tiefgehende Serpentinisierung des Mantelgesteins den Deformationsmodus beeinflusst. Unverstanden ist außerdem, ob es Unterschiede in der Zusammensetzung und den physikalischen Eigenschaften des oberen Erdmantels gibt, die die langlebige Segmentierung ultralangsamer MOR in magmatische und amagmatische Bereiche steuern.Darüber hinaus stellt KNIPAS mit seiner großen räumlichen Ausdehnung und erwarteten starken Unterschieden in der Mächtigkeit und Beschaffenheit von Kruste und Lithosphäre einen idealen Datensatz dar, um passive seismische Verfahren, die erst in jüngster Zeit Einzug in die marine Seismologie gehalten haben, zu testen und zu optimieren. Receiver functions und die Inversion von Oberflächenwellen aus entfernten Erdbeben sowie aus der Meeresmikroseismik sollen verwendet werden, um Struktur- und Geschwindigkeitsvariationen im oberen Mantel entlang des Rückens aufzudecken. Dabei sollen diese Methoden zur routinemäßigen Anwendung für OBS Netzwerke weiterentwickelt und ihr Auflösungspotential kritisch untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Dr. Wojciech Czuba