Mechanismen des aseismischen und seismischen "FAult Slip Triggering" als Proxy zur Messung der Festigkeit tektonischer Störungen (FAST)

• Antragsteller: Dr. Gian Maria Bocchini, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 539236286

Forearcs an konvergenten Plattenrändern tragen erheblich zur seismischen Gefährdung im Bereich von Subduktionszonen bei, da sie komplexe Verwerfungssysteme enthalten, die flache und damit zerstörerische Erdbeben erzeugen können. Die Modellierung von Kräfteverhältnissen in Kombination mit seismischen Beobachtungen, deuten darauf hin, dass Forearcs eine geringe Reibungsfestigkeit aufweisen, was sie auch für die Untersuchung der Reibungsfestigkeit von Verwerfungen und der Mechanismen, die das Gleiten auslösen, geeignet macht. In dieser Arbeit wird eine neuartige Kombination aus Creepmeter Daten, seismischen Daten sowie strukturellen und geologischen Verwerfungsparametern verwendet, um das Atacama-Verwerfungssystem (AFS) im Norden Chiles zu untersuchen und die relative Reibungsfestigkeit der Verwerfung abzuschätzen. Wir werden die Gleitgeschwindigkeit der Verwerfung als Näherungswert für die Reibungsfestigkeit verwenden, da dieser Parameter nicht direkt an Ort und Stelle beobachtet werden kann. Das in der chilenischen Küstenkordillere gelegene AFS ist in mehrere Verwerfungssegmente unterteilt, von denen einige Oberflächenbrüche aufweisen und bei denen getriggerte Gleitereignisse instrumentell beobachtet wurden. Die Seismizität in der Oberplatte des Forearcs ist weit verbreitet, aber auf bestimmte Segmente konzentriert. Wir werden vorhandene Creepmeter- und seismische Beobachtungen integrieren, um langsame und schnelle Gleitgeschwindigkeiten zu identifizieren und zu quantifizieren, indem wir eine verbesserte Signalerfassung, Häufung von Seismizität und deren statistische Eigenschaften sowie deren Veränderung in Raum und Zeit (für eine Zeitspanne von mindestens 10 Jahren) nutzen. Unter Berücksichtigung geologischer Parameter werden wir die Beobachtungen als Näherungswerte für die Reibungsfestigkeit interpretieren. Ziel ist es, Beobachtungen von Gleitereignissen über einen Bereich von aseismischen und seismischen Geschwindigkeiten zu integrieren, um die Frage zu beantworten, ob ein Kontinuum oder eine bimodale Verteilung von Gleitgeschwindigkeiten auf Verwerfungen existiert und welche geologischen und strukturellen Bedingungen diese Geschwindigkeit bestimmen. Der dabei erarbeitete Datensatz wird zur Erstellung eines erweiterten Katalogs von aseismischen und seismischen Gleitereignissen verwendet. Bei der Analyse werden Techniken des maschinellen Lernens zur Verbesserung des Erdbeben- und Gleitereigniskatalogs eingesetzt, um die Häufung von Erdbeben und deren statistischen Eigenschaften mit den beobachteten langsamen Deformationstransienten in Beziehung zu setzen. Wir werden eine Reihe von hochmodernen Ansätzen anwenden, um die Quellparameter sowie die statistischen und Häufungs-Eigenschaften von kleinen Erdbeben zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortliche: Professorin Rebecca Harrington, Ph.D.; Dr. Pia Victor