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Projekt
Deformationsmechanismen entlang der Main Marmara Fault DeMMaF
Antragstellerin
Professorin Dr. Magdalena Scheck-Wenderoth
Fachliche Zuordnung
Paläontologie
Physik des Erdkörpers
Physik des Erdkörpers
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457268844
Die Haupt-Marmara-Störung (Main Marmara Fault: MMF) verläuft südlich von Istanbul im NW der Türkei. Sie ist Teil der dextralen Nordanatolischen intrakontinentalen Transformstörung. Mehrere gut dokumentierte starke (M7+) Erdbeben zeigen, dass die MMF eine aktive Störung ist, die für die Metropole Istanbul ein beträchtliches seismisches Gefährdungspotential birgt. Dabei stellt ein etwa 150 km langer Abschnitt eine seismische Lücke dar und historische Aufzeichnungen weisen darauf hin, dass ein Bruch in diesem Abschnitt überfällig ist. Bislang ist ungeklärt, ob sich ein solcher Bruch in Form eines einzelnen, sehr starken Bebens oder in mehreren weniger straken Beben manifestieren wird und ob das nächste große Beben im Westen startet, um sich in Richtung Istanbul auszubreiten oder umgekehrt. Vor diesem Hintergrund untersucht dieses Projekt wie die rheologische Konfiguration der Lithosphäre und die Fluiddynamik in der Kruste zusammenwirken, um die heutige Deformation zu steuern. Dazu werden drei Hypothesen getestet: (1) Die seismische Lücke ist das Ergebnis einer mechanischen Segmentierung entlang der MMF, die auf die rheologische Konfiguration der Lithosphäre zurück zu führen ist; (2) Die sich aufgrund von Temperatur und (Poren)Druckvariationen mit der Tiefe ändernden Deformationsmechanismen steuern die seismische Aktivität entlang der MMF und (3) Stress- und Strain- Konzentrationen aufgrund unterschiedlicher Rheologien können als Indikator für den Ursprungsort des erwarteten großen Bebens betrachtet werden. Um die Deformationsmechanismen entlang der MMF zu entschlüsseln und die Hauptkontrollfaktoren für die seismische Gefährdung zu ermitteln, werden wir Daten aus dem ICDP GONAF Observatorium (International Continental Drilling Programme – Geophysical Observatory at the North Anatolian Fault) mit weiteren Beobachtungen und Prozessmodellierungen integrieren und so den pysikalischen Zustand der MMF und ihrer umgebenden Lithosphäre quantitativ beschreiben. In ICDP-GONAF gewonnene Beobachtungen werden mit regionalen Daten zu aktiver Seismizität, zum Deformationsfeld an der Oberfläche, zur Struktur der Lithosphäre sowie zum heutigen Spannungs- und Temperaturfeld in datengestützte 3D Modelle integriert. Mit einem skalenübergreifenden Ansatz wird zunächst ein regionales, lithosphärenskaliges Modell des Gebietes um die Marmara See genutzt, um das heutige Temperatur-, Spannungs- und Deformationsfeld zu simulieren. Aus dem regionalen Modell werden thermische und mechanische Randbedingungen für zwei lokale, höheraufgelöste Modelle extrahiert, um mit 3D Simulationen gekoppelter thermisch-hydraulisch-mechanischer Prozesse zu untersuchen, wie die regionale Konfiguration lokal mit Fluidbewegung interagiert. Diese lokalen Modelle werden das östliche und westliche Ende der seismischen Lücke abbilden, da diese Regionen mögliche Startlokationen für das nächste große Beben entlang der MMF darstellen.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
Mitverantwortliche
Dr. Mauro Cacace; Professor Oliver Heidbach, Ph.D.
