Identifizierung der Entstehungsprozesse tiefer Erdbeben

• Antragsteller: Dr. Marcel Thielmann
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457584194

Die meisten Erdbeben finden in Tiefen bis zu 60 km statt. 25 % Prozent der weltweit beobachteten Beben liegen allerdings in größeren Tiefen bis zu 700 km. Trotz ihrer Tiefe können große tiefe Erdbeben eine starke seismische Gefährdung darstellen. Diese Erbeben sind besonders faszinierend, da in diesen großen Tiefen extrem hohe Kräfte nötig wären, um Gesteine zu zerbrechen. Die klassische Theorie zur Erdbebenentstehung vermag deshalb nicht diese Ereignisse zu erklären. Dieses Problem wurde schon von K.Wadati im Jahr 1928 erkannt. In den vergangenen 90 Jahren wurden deshalb verschiedene Mechanismen vorgeschlagen, um tiefe Erdbeben zu erklären. Trotz der Menge an Beobachtungsdaten aus seismologischen Messungen und Laborexperimenten ist bis heute nicht klar, welche dieser Mechanismen zur Entstehung dieser tiefen Erdbeben führen. Um dieses Rätsel zu lösen, wird QuakeID einen interdisziplinären Ansatz verfolgen, bei dem die numerische Modellierung im Zentrum steht. Zusammen mit neuen Laborexperimenten und seismologischen Beobachtungen werden diese Modelle die Hochskalierung von Laborergebnissen auf die Lithosphäre ermöglichen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden in QuakeID numerische Modelle entwickelt werden, die sowohl auf seismischen als auch auf geologischen Zeitskalen angewendet werden können, um den gesamten Versagensprozess tiefer Erdbeben modellieren zu können. Zusammen mit spezifisch konzipierten Hochdruck-Hochtemperatur-Experimenten wird QuakeID diese Modelle benutzen, um1) die Enstehungsbedingungen tiefer Erdbeben zu bestimmen,2) die Bruchmechanismen in der jeweiligen Tiefe zu identifizieren,3) Rückkopplungen zwischen den verschiedenen Versagensmechanismen zu quantifizieren,4) die Hypothese zu überprüfen, dass große tiefe Erdbeben nur durch eine Kaskade verschiedener Versagensmechanismen erzeugt werden können und5) synthetische Daten zu erzeugen, die mit seismologischen, geodätischen und geologischen Daten verglichen werden können.Durch das Erreichen dieser Ziele wird QuakeID zum einen zu einem besseren Verständnis der Deformationsmechanismen in der tiefen Erde beitragen und zum anderen die Einschätzung des Gefahrenpotentials durch tiefe Erdbeben deutlich verbessern.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen