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Projekt
Porendruck und seine Rolle bei flachem Verwerfungsschlupf in der Subduktionszone des Japan-Grabens
Antragsteller
Dr. Junli Zhang
Fachliche Zuordnung
Geologie
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 565939711
Porendruck spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der effektiven Scherfestigkeit von Sedimenten und Gesteinen. Ein wesentliches Defizit im Verständnis der Mechanismen flachen Verwerfungsschlupfs im Japan-Graben ist der Mangel an quantitativen Porendruckabschätzungen. Um dieses Defizit zu beheben, zielt die vorgeschlagene Forschung darauf ab, den Porendruck in der Hauptbruchzone des Tohoku-Erdbebens von 2011 mit mehreren Methoden zu quantifizieren, darunter Laborkonsolidierungsexperimente, ein bodenmechanisches Vorhersagemodell zur kritischen Zustandsform des Bodens bei Porendruck sowie numerische Simulationen des Abklingens des Porendrucks und zum chemischen Transport im Porenraum. Unter den durch diese Experimente definierten Spannungsbedingungen werden die kohäsiven und reibungstechnischen Eigenschaften der Bruchzone im Labor neu bewertet. Die Reibungseigenschaften werden zusammen mit den Porendruckabschätzungen zur Modellierung des Verwerfungsschlupfverhaltens verwendet, das geschwindigkeits- und zustandsabhängige Reibungsgesetze sowie dynamische Schwächungsmechanismen berücksichtigt. Durch systematische Variation der Porendruckbedingungen in diesen Modellen kann die Rolle des Porendrucks in der Dynamik flacher Verwerfungen bewertet werden, was potenziell zu einem besseren Verständnis von tsunamigenen Erdbeben im Japan-Graben beitragen könnte. Die Integration von Porendruckquantifizierung, der Bewertung der mechanischen Eigenschaften von Verwerfungen und Simulationen von Verwerfungsschlupf wird einen umfassenden Rahmen zur Analyse der Mechanismen schaffen, die großen flachen Verwerfungsschlupf in Subduktionszonen antreiben. Die Ergebnisse sind weltweit anwendbar, sodass das vorgeschlagene Forschungsprojekt eine globale Bedeutung für die Verbesserung von Tsunami-Gefährdungsbewertungen und die Entwicklung effektiverer Minderungsstrategien haben kann.
DFG-Verfahren
Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
Internationaler Bezug
Frankreich, USA
Mitverantwortliche
Matt Ikari, Ph.D.; Professor Dr. Achim Kopf
Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner
Professorin Dr. Marianne Conin; Professor Dr. Patrick M. Fulton
