Das Naturlabor Brennerbasistunnel (BBT) – Von der Profilkonstruktion über Gefüge- und elastische Anisotropie-Analyse zur Strukturmodellierung in vier Dimensionen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Christian Brandes; Dr. Rebecca Kühn; Professor Dr. Michael Stipp; Dr. David Tanner
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442591753

Die Konstruktion eines 64 km langen Eisenbahntunnels am Brennerpass (Brennerbasistunnel, BBT) ermöglicht einen einmaligen Einblick in die Geologie der Ostalpen. Die Tunneltrasse durchquert die westliche Seite des antiformen Deckenstapels des Tauernfensters, der austroalpine, penninische und subpenninischen Einheiten sowie das Grundgebirge der südlichen Alpen einschließt. Dementsprechend werden in einer Entfernung von nur 25 km zum seismischen TRANSALP Profil die meisten der tektonischen Großeinheiten der Ostalpen erschlossen. Durch die Kombination von geologischen Oberflächendaten, seismischen, petrophysikalischen, mikrostrukturellen und geochronologischen Daten sowie einer tektonischen Modellierung mit der Software 3D-MOVE wollen wir zu einem besseren Verständnis des tektonischen Aufbaus und dessen Entwicklung beitragen und eine Korrelation der oberen Krustenstruktur mit den Ergebnissen bildgebender geophysikalischer Verfahren ermöglichen.Durch den Bau des BBT sind Untergrunddaten sowie zugehörige Bohrkerne in weiten Teilen entlang des Profils verfügbar. Bohrkernuntersuchungen werden mit Mikrogefügeanalyse, z. B. Neutronentexturanalyse, und Modellierung der seismischen Anisotropie kombiniert. Diese Daten liefern Informationen über Verformungslokalisation sowie die Bildung von spröden und duktilen Störungszonen entlang dieses Profils, welche durch Oberflächenuntersuchungen niemals in dieser Auflösung erlangt werden könnten. Durch zusätzliche geologische Kartierungen sowie die Kompilation von Tunneldaten wird die Erstellung eines detaillierten, geologischen Profils ermöglicht. Basierend auf aktuellen tektonischen Modellen kann die Aktivität der vorhandenen Störungszonen mit der Software 3-DMOVE getestet werden. Eine detaillierte Analyse der Großstrukturen, die Korrelation von Oberflächen- und Untergrunddaten sowie 2D und 3D-Modellierungen helfen wichtige Strukturen zu identifizieren, welche eine mögliche Änderung der Subduktionsrichtung anzeigen. Die Mikrogefüge der Gesteine und die petrophysikalischen Daten, insbesondere die elastische Anisotropie aus Bohrkerndaten, Texturanalyse und Triaxialexperimenten, werden in die Konstruktion des Profils sowie die 3D-Modellierung miteinbezogen. Basierend auf unseren Daten, sowie verfügbaren geochronologischen Datierungen werden wir versuchen die Veränderung von strukturellen, mikrostrukturellen und petrophysikalischen Parametern in Raum und Zeit zu visualisieren. Zusätzlich können unsere elastischen Anisotropie-Daten zur Prozessierung von seismischen und anderen akustischen Tiefenerkundungsmethoden verwendet werden, welche im Rahmen des SPP 4D-MB und des gesamten AlpArray-Projekts gesammelt werden. Dadurch tragen wir auch zu Untersuchungen der tieferen Kruste bei, welche Hinweise geben auf den Aufbau der Lithosphäre und eine mögliche Umkehrung der Subduktionsrichtung in der westlichen Tauernregion.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2017: Gebirgsbildungsprozesse in 4-Dimensionen (4D-MB)
• Internationaler Bezug: Österreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Bernhard Fügenschuh; Professor Dr. Hugo Ortner; Professorin Dr. Hannah Pomella