Sektorkollaps vulkanischer Inseln: Kinematik und daraus resultierendes Tsunamipotential (SEKT)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Katrin Huhn-Frehers; Professor Dr. Sebastian Krastel
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Paläontologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453685300

Flankenkollapse sind geologische Prozesse, die die meisten Vulkaninseln weltweit betreffen. Infolge von Kollapsen können große Hangrutschungen auftreten, welche wiederum Tsunami auslösen und damit Küstengemeinden und Meeresboden-Infrastruktur gefährden können. Hauptziel des hier beantragten Projektes ist ein besseres Verständnis des Zusammenspiels von Flankenkollaps (Volumen, Ursprung, Ablauf) und Rutschungsereignis (zeitlicher Ablauf, Dynamik, Ablagerungsprozess), was eine präzisere Parametrisierung von Tsunami-Modellen und damit eine bessere Gefährdungsbeurteilung ermöglicht.Neue Daten, die während der Meteor-Expedition M154 von den Antragstellern KH und SK sowie dem Mitverantwortlichen CB vor der Vulkaninsel Montserrat gesammelt wurden, bilden die Grundlage für dieses Projekt. Ziel der M154 war die Kartierung sowie die Erbohrung jüngsten Hangrutschungen – der sogenannten Deposit 1 und 2, südöstlich Montserrats. Insbesondere Deposit 2 ist von großem wissenschaftlichen Interesse, da dies zum einen zwei Ereignisse (Deposit 2a und 2b) zu sein scheinen, die durch ausgeprägte laterale seismische Reflektoren voneinander getrennt sind, und dies zudem eine großflächige Erosion des Meeresbodens ausgelöst hat. Ein besseres Verständnis der Kinematik und der Ablagerungsprozesse von Deposit 2 war bereits Ziel der IODP-Bohrung 340. Leider war dabei der Kerngewinn innerhalb der Rutschmassen von Deposit 2 selbst und speziell im Bereich der Übergangszone von 2a zu 2b sehr gering, so dass viele Forschungsfragen noch unbeantwortet sind.Die neuen, umfangreichen Daten der M154, insbesondere die 3D P-Cable-Seismik und zusätzliche 2D-Seismik-Linien, welche eine höhere Qualität im Vergleich zu den IODP Daten aufweisen, sowie lange Sedimentkerne aus MeBo70-Bohrungen und umfassende Bohrlochmessungen bieten eine einzigartige Möglichkeit, die Kinematik von Flankenkollapsen und assoziierten Rutschungen zu untersuchen. Kombiniert ermöglichen diese Daten eine deutlich verbesserte Parametrisierung von Hangrutsch- und Tsunami-Modellen und damit eine präzisere Gefahrenabschätzung.Wir beantragen hier zwei Promotionsstellen, die sich methodisch ergänzen. Doktorand (A) wird hauptsächlich mit den Seismik-Daten unter Einbindung der Bohrlochdaten arbeiten, während Doktorand (B) auf die Untersuchung der Schwerelot- und MeBo-Kerne, insbesondere auf deren sedimentologische, geotechnische und geochemische Analyse, fokussiert. Während die Kernanalysen lokale Informationen, z.B. zum stratigraphischen Alter der Ablagerungen, ihrer Sedimentzusammensetzung, Quellgebiet, Deformationsgrad, Transportweite und –initiierung usw., liefern, dienen Bohrlochmessungen und seismische Daten dazu, diese über die gesamte Region zu interpolieren. Durch diesen multidisziplinären Ansatz wird ein umfassendes Bild der vulkanischen Aktivität von Montserrat sowie des Zusammenspiels zwischen Flankenkollaps und damit verbundenen Hangrutschereignissen und deren Ablagerungsprozessen erlangt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Christian Berndt