Der Zusammenhang zwischen tieferer Erdstruktur und Oberflächendeformation: Raumwellentomographie der Ligurischen See und südwestlichen Alpen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Eline Le Breton; Dr. Dietrich Lange
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442653120

Das Ligurische Meer ist ein marines Becken, dessen Spreizung vor ~20 Millionen Jahren einsetzte. Es ist eine Schlüsselregion des westlichen Mittelmeeres und der Westalpen und durch seine starken Variationen der Krustenzusammensetzung und -mächtigkeit charakterisiert. Allerdings bestehen einige Unsicherheiten über die Verteilung und Beschaffenheit der kontinentalen und ozeanischen Kruste, die im Zusammenhang mit der Spreizung der Ligurischen See stehen. Das hier beantragte Projekt basiert auf der Analyse von kontinuierlichen Seismometerdaten von insgesamt 23 Ozeanbodenseismometern (OBS) aus der Ligurischen See sowie angrenzenden Landstationen des AlpArrays. Die OBS Stationen stellen die marine Komponente des AlpArrays dar und wurden im Juni 2017 auf dem Meeresboden der Ligurischen See für die Dauer von 7 Monaten installiert.Es werden Primär- und Sekundärraumwellen (P, S, Pn, Sn) von verschiedenen Datensätzen verwendet, aus denen die Geschwindigkeitsstruktur des Ligurischen Meeres und Umgebung invertiert wird. Es handelt sich dabei um: a.) Ankunftszeiten von Signalen, die durch Luftkanonen („airguns“) generiert wurden und während der Standzeit der Langzeit-OBS Stationen von den OBS und Landstationen in Italien und Frankreich aufgezeichnet wurden, b.) Ankunftszeiten von lokalen Erdbeben aus der Ligurischen See während der Aufzeichnung der OBS Stationen, c.) Ankunftszeiten aus seismischen Katalogen (ISC) seit dem Jahr 2000.Die erhaltenen Geschwindigkeitsmodelle erlauben Rückschlüsse über die dreidimensionale Verteilung und Eigenschaften der Gesteine, insbesondere für die geologischen Einheiten a) kontinentale Kruste, b) stark ausgedünnte kontinentale Kruste, c) ozeanische Kruste und d) serpentinisierter Mantel. Scherwellen sollen zu der bisher unbekannten Verteilung von ‚normalem’ Mantel und hydratisiertem Mantelmaterial beitragen. Weiterhin erlaubt die Verwendung von Kopfwellen, die knapp unterhalb der Kruste /Mantel Grenze verlaufen, die Bestimmung der transversalen Geschwindigkeitsanisotropie für den obersten Mantel, aus der entscheidende Informationen über die Spreizungsgeschichte des Sedimentbeckens extrahiert werden können. Die Geschwindigkeitsmodelle werden unter Berücksichtigung von Schwerefelddaten, Beckensedimenten und der Meeresbodenmorphologie interpretiert. Die Ergebnisse werden in einem geologischen Modell aufgenommen, das die Öffnung des Ligurischen Beckens darstellt und Aussagen über die geologische Gesamtspreizung des Beckens zulässt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2017: Gebirgsbildungsprozesse in 4-Dimensionen (4D-MB)
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Heidrun Kopp