TIPTEQ

Von der einlaufenden Platte bis zu extremen Erdbebenprozessen

Projekt

Ziel des Verbundvorhabens TIPTEQ war die Untersuchung der Subduktionszone im Bereich des aktiven Kontinentrandes vor Südchile. Mit den Untersuchungen wurde geklärt, inwieweit sich die unterschiedlichen Krustenalter der vor Südchile abtauchenden (subduzierten) ozeanischen Platte auf Strukturen und Prozesse innerhalb der Subduktionszone auswirken. Es war beabsichtigt, dass erste vollständige Abbild der Struktur einer Subduktionszone zu rekonstruieren. Weiterhin sollte bestimmt werden, ob und wie sich seismische Tiefenbrüche an der Erdoberfläche manifestieren.

Die hieraus gewonnenen Erkenntnisse lassen wesentliche Fortschritte für eine verbesserte Abschätzung des regionalen seismischen Gefährdungspotenzials zu und können für die Entwicklung von Erdbeben-Überwachungssystemen verwendet werden, die auch an anderen Orten in vergleichbaren tektonischen Hochrisikozonen im Bereich aktiver Kontinentränder einsetzbar wären. Im Rahmen des Verbundvorhabens wurde nachfolgend aufgeführte Arbeiten durchgeführt:

1. Laterale Variabilität der ozeanischen Platte und des marinen Forearcs Zur Klärung der strukturellen Variabilität der ozeanischen Platte (Nazca-Platte) und des marinen Forearcs, waren Untersuchungen mittels Weitwinkelseismik, hochauflösender seismischer Profile, Fächerecholot und Magnetik geplant. Durch Aufzeichnung der Mikrobebenseismizität sollte der Einfluss der altersabhängigen, thermischen Struktur der abtauchenden Platte auf die Geometrie der seismogenen Zone erforscht werden. Weiterhin war geplant, im Bereich des Tiefseegrabens und des Vorbogenbeckens geothermische Messungen durchzuführen, um den Einfluss der Subduktion auf das thermische Regime des Kontinentrandes zu erkunden.

2. Abbild der Eigenschaften der Plattengrenzfläche Um die Eigenschaften der Plattengrenzfläche zu rekonstruieren, waren Untersuchungen des strukturellen und petrophysikalischen Aufbaus der seismischen Kopplungszone im Bereich des südchilenischen Starkbebens von 1960 mit hochauflösenden geophysikalischen Verfahren geplant. Anhand von Beobachtungen des Wellenfeldes lokaler und überregionaler (teleseismischer) Erdbeben sollte eine strukturelle Analyse des Forearc Bereiches durchgeführt werden. Durch Befliegung des Untersuchungsgebietes war beabsichtigt, die lateralen Veränderungen des Schwere- und Magnetfeldes im Bereich des Forearcs zu ermitteln.

3. Prozesskontrolle und Petrophysik Es war geplant, die mechanische Eigenschaften des sedimentären Eintrags in die Subduktionszone zu untersuchen. Hierbei standen die Petrogenese, die Herkunft und die petrophysikalischen Eigenschaften der Sedimente im Bereich des Tiefseegrabens und Kontinentalhanges im Mittelpunkt. Ein zentrales Ziel war die Untersuchung des Einflusses der Sedimente auf das seismogenen Verhalten in den oberen Stockwerken der Subduktionszone. Neben Geländearbeiten sollten umfangreiche geomechanische Laborexperimente durchgeführt werden, die vor allem der Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der beprobten Gesteine dienen. Weiterhin war die Modellierungen der Struktur und der Prozesse im Bereich verschiedener lithosphärischer Korridore im Untersuchungsgebiet mittels numerischer und thermo-mechanischer Modelle beabsichtigt.

4. Koseismische Oberflächenprozesse Mittel GPS sollten Beobachtungen zur Segmentierung des Plattenrandes in mechanisch gekoppelte Abschnitte durchgeführt werden. Hierbei war insbesondere die Ausdehnung und der Grad der mechanischen Kopplung entlang der seismischen Zone von Interesse. Weiterhin waren Untersuchungen zu koseismische Massenumlagerung und Oberflächenprozessen geplant. Dabei standen die Bestimmung und Datierung aktiver und junger Oberflächendeformationen und assoziierter Massenumlagerungen im Vordergrund. Ziel dieser Arbeiten war es, die Beziehung zwischen seismischer Bruchausbreitung in der Tiefe und der oberflächennahen Deformation zu erfassen. Ferner sollten die Begleiterscheinungen von Starkbeben (Massenbewegungen) zur Bestimmung der Paläomagnituden herangezogen werden.

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