Hat der Klimawandel Einfluss auf den Erdbebenzyklus von intrakontinentaler Störungen? Eine Untersuchung basierend auf 3D finite-Elemente Modellierungen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Andrea Hampel
• Fachliche Zuordnung: Geologie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 576829153

Der gegenwärtige Klimawandel ist mit einem Anstieg der globalen Durchschnittstemperaturen sowie mit Veränderungen in Niederschlagsmustern verbunden. Diese klimatischen Entwicklungen werden in den kommenden Jahrzehnten bis Jahrtausenden zu erheblichen Massenänderungen von Eisschilden, Gletschern und Seen führen. Paläoseismologische Studien zu spätpleistozäner und holozäner Störungsaktivität und frühere numerische Modellierungen belegen, dass Veränderungen in Eis- und Wasservolumina sowohl in tektonisch stabilen als auch tektonisch aktiven Regionen zu Krustendeformation und einer erhöhten Seismizität führen können. Bereits die in den vergangenen Jahrzehnten beobachteten Verluste an Eis- und Wassermassen waren groß genug, um messbare Krustendeformationen sowie Veränderungen in der Seismizität, z.B. in Alaska und Grönland zu verursachen. Da sich klimabedingte Massenänderungen höchstwahrscheinlich auch in Zukunft fortsetzen werden, ist ein vertieftes Verständnis ihrer Auswirkungen auf die Deformation der Erdkruste und insbesondere auf Erdbebenaktivität intrakontinentaler Störungen von zentraler Bedeutung für die Abschätzung der zukünftigen seismischen Gefährdung. Ziel des beantragten Projekts ist es daher, den Einfluss des klimatisch induzierten Rückgangs von Eisschilden, Gletschern und Seen auf intrakontinentale Störungen in tektonisch stabilen und aktiven Regimes quantitativ zu erfassen. Hierzu werden wir 3D Finite-Elemente-Modelle einsetzen, die den Erdbebenzyklus mit alternierenden ko- und interseismischen Phasen an Abschiebungen, Überschiebungen und Blattverschiebungen simulieren. Dieser Ansatz stellt einen wesentlichen Fortschritt gegenüber bisherigen Modellierungsstudien da, da er es erlaubt, den Effekt klimabedingter Entlastung auf Störungen im Hinblick auf koseismischen Versatz, Erdbebenmagnituden und -wiederkehrzeiten zu quantifizieren. Darüber hinaus wird das Projekt erstmals untersuchen, wie durch Erdbeben ausgelöste ko- und postseismische Spannungsänderungen mit den durch Entlastung und isostatische Hebung verursachten Spannungen interagieren. In einer systematischen Parameterstudie werden wir den Einfluss verschiedener Faktoren analysieren, darunter die Magnitude und zeitliche Entwicklung der Belastung, ihre räumliche Verteilung relativ zur Störung, das Verhältnis zwischen der Dauer der interseismischen Phase und der Entlastung sowie die Viskositätsstruktur der Lithosphäre. Die Projektergebnisse werden neue Einblicke in klimabedingte Veränderungen der Seismizität ermöglichen und einen wichtigen Beitrag zu verbesserten Gefährdungsabschätzungen für Regionen leisten, die infolge des modernen Klimawandels Verluste an Eis- und Wasservolumina verzeichnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen