Untersuchung der Aktivität von Asperitäten während mehrerer Erdbebenzyklen

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Strecker, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439670567

Die Westküste Südamerikas ist eine der seismisch aktivsten Regionen weltweit. Die Entstehung und räumlich-zeitliche Ausbreitung großer Erdbeben wurde hier durch das Modell seismischer Asperitäten konzeptualisiert. Dabei handelt es sich um Unregelmäßigkeiten an der Grenzfläche der subduzierten Platte, die elastische Deformation speichern und anschließend bei Erdbeben freisetzen. Es ist jedoch noch immer umstritten, ob Asperitäten tatsächlich dauerhaft wirksame geologische Anomalien darstellen, welche die Bruchausbreitung und die langfristige seismotektonische Segmentierung von Forearc-Regionen steuern oder ob es sich dabei vielmehr um Orte handelt, die die Freisetzung elastischer Deformation in seismischen Lücken steuern. Da die Magnitude eines Subduktionserdbebens vom Betrag des Versatzes und der Fläche, über welcher es auftritt, abhängt, ist es bedeutend, den Ort, die Ausdehnung und die zeitliche Entwicklung von seismischen Asperitäten an Subduktionsplattengrenzen zu bestimmen. In diesem Projekt sollen seismische Asperitäten auf verschiedenen Zeitskalen an der Nordküste Chiles untersucht werden. Dabei sollen unterschiedliche Indikatoren seismogener Deformation in den Regionen von Valparaiso, Illapel und Atacama untersucht werden. Im Fokus stehen dabei tektonisch gehobene bzw. subsidierte marine Terrassen aus dem Pleistozän sowie geodätische Beobachtungen von Oberflächendeformation auf dekadischen Zeitskalen. Da sich seismische Asperitäten normalerweise vor der Küste befinden und sich damit der direkten Untersuchung entziehen, wollen wir hochauflösende Bathymetrie, Morphometrie und numerische Modellierung kombinieren, um Deformationsraten subsidierter mariner Terrassen zu bestimmen. Diese Analysen werden durch gezielte Kartierungen und Datierungen subaerischer Terrassenabfolgen mittels U/Th und optisch stimulierter Lumineszenz (OSL) ergänzt. Dagegen werden auf kurzen Zeitskalen Deformationsmuster und -raten über die Analyse von GPS-Zeitreihen und bereits veröffentlichten Modellen inter- und koseismischer Prozesse bestimmt. Dieser innovative Ansatz ermöglicht es, Verschiebungs- und Verformungsraten auf verschiedenen Zeitskalen direkt zu vergleichen und die zugrundeliegenden Mechanismen der Akkumulation permanenter Deformation sowie die Rolle von Asperitäten bei Deformationsprozessen in Forearc-Regionen zu bestimmen. Vor dem Hintergrund der hohen Bevölkerungsdichte und der Wertekonzentration an der Küste Chiles und ähnlicher Gebiete in der zirkumpazifischen Region sind detaillierte Untersuchungen zu Asperitäten als seismogene Quellen von höchster Bedeutung für unser Verständnis über die Rekurrenz großer Erdbeben, ihrer Bruchmuster sowie für die Entwicklung möglicher Erdbebenszenarien.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Chile
• Kooperationspartner: Dr. Christian Creixell; Professor Dr. Daniel Melnick; Dr. Marcelo Rivadeneira
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Julius Jara Muñoz