CYBERSHAKE - CyberShake und SeisSol für physikbasierte Simulationen von Fehlerrupturen und Bodenbewegungen am östlichen Rand der Adria-Platte unter Verwendung von Supercomputing

• Antragstellerin: Dr. Claudia Abril
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560293909

Wir beabsichtigen, physikbasierte Simulationen von Erdbeben und den daraus resultierenden Bodenbewegungen durchzuführen, die die östliche Grenze der Adriatischen Platte beeinflussen könnten. Unsere Simulationen konzentrieren sich auf Erdbeben, die sich entlang des Scutari-Pec-Störungssystems (an der Dinariden-Helleniden-Übergangszone) und des Kefalonia-Transformstörungssystems (an der ozeanisch-kontinentalen Übergangszone) ereignen. Simulationen von Erdbeben aus diesen Quellen können wertvolle Informationen für zukünftige seismische Gefahrenstudien in der östlichen Adria liefern, einer dicht besiedelten Region mit einer wachsenden Einwohnerzahl. Für seismische Gefahrenstudien werden Bodenbewegungen traditionell mit empirischen Gleichungen vorhergesagt, die auf Beobachtungen basieren. Allerdings sind Erdbebendatenbanken in Bezug auf Nahfeldaufzeichnungen und Beobachtungen von Ereignissen mit hoher Magnitude selten. Dieser Vorschlag schlägt eine alternative Methodik zur Vorhersage von Bodenbewegungen vor, indem deterministische potenzielle Szenarien mit der CyberShake-Plattform und dem SeisSol-Code simuliert werden. CyberShake und SeisSol können auf Hochleistungsrechnern (HPC) Tausende von Szenarien simulieren, was die Untersuchung einer breiten Palette von möglichen Quellrupturen und Ausbreitungsparametern ermöglicht. CyberShake verwendet das Reziprozitätsprinzip, um effizient mehrere Szenarien zu untersuchen, die für die anschließende seismische Gefahrenanalyse geeignet sind. SeisSol hingegen ermöglicht die Untersuchung kinematischer und dynamischer Szenarien für die Quellruptur. Beide Simulationswerkzeuge verwenden geeignete Vernetzungsstrategien, um die Wellenausbreitung genau zu simulieren. Der Anelastic Wave Propagation (AWP)-Code, der Teil von CyberShake ist, verwendet ein versetztes Gitter, das eine feinere Zellengröße in den langsameren, flacheren Krustenschichten ermöglicht. SeisSol verwendet ein tetraedrisches Gitter, das eine höhere Auflösung in Bereichen in der Nähe der Störungsquelle ermöglicht. Wir werden die aktuellsten geologischen, geophysikalischen und geodätischen Informationen der Region sammeln, um die Erdbebenszenarien von Interesse für unsere Simulationen auszuwählen. Wir werden unsere Ergebnisse mit den Beobachtungen der AdriaArray-Mission und anderen seismologischen Netzwerken in der Region vergleichen. Zusätzlich werden wir unsere Ergebnisse durch den Vergleich mit empirischen Bodenbewegungsvorhersagegleichungen (Ground Motion Prediction Equations, GMPEs) kalibrieren. Diese Untersuchung wird voraussichtlich in der ersten Phase des DEFORM Priority Programms durchgeführt, die die Grundlage für seismische und Tsunami-Gefahrenstudien in der zweiten Phase des Programms legen wird. Außerdem werden wir unsere Ergebnisse in einem Simulationsdaten-See speichern, der einen organisierten Zugriff für zukünftige Studien ermöglicht.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2497: Geohazards und Deformation von Lithosphärenplatten: Der östliche Kontinentalrand der Adriatischen Platte (DEFORM)
• Internationaler Bezug: Italien, Spanien, USA
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Michael Bader; Dr. Alice-Agnes Gabriel; Professor Dr. Heiner Igel
• Kooperationspartner: Dr. Abdelkrim Aoudia, Ph.D.; Professor Dr. Kim Bak Olsen; Dr. Josep de la Puente