Seismological array experiment in the deep ocean west of Portugal to test the theoretical improvements in deep structure imaging and phase identification
Final Report Abstract
Im Rahmen des DOCTAR Projektes konnte erstmals eine Kombination von 3 teleseismischen Arrays in der Tiefsee einige Kilometer nördlich der Gloria-Transformstörung, auf einer vulkanisch geprägten Insel (Madeira) und in der Nähe eines Kontinentalrandes (Westportugal) realisiert werden, um die ozeanische Lithosphäre im nordöstlichen Atlantik zu untersuchen. In technischer Hinsicht wurde ein neues Verfahren zur Zeitsynchronisation der Ozeanboden-Arraystationen und zur Untersuchung der S-Wellengeschwindigkeitsstruktur aus P-Wellen Polarisationen neu entwickelt. Die aus der Frequenzabhängigkeit des P-Auftauchwinkels abgeleiteten Geschwindigkeitsprofile zeigen eine Zunahme der Mantelgeschwindigkeit in der Nähe der Störung. Weiterhin wurden erstmals für diesen Bereich die Krustenstruktur sowie die Tiefenlage der oberen Manteldiskontinuitäten aus P-Receiverfunktionen bestimmt. Die Daten des Madeira-Arrays wurden für eine Tomografie der oberen Kruste benutzt, deren Ergebnisse gut mit der Geologie und tektonischen Geschichte der Insel korrelieren. Eine vergleichende Untersuchung zeigt, dass das Tiefsee-Array den anderen Arrays überlegen ist in Bezug auf die Detektion und Lokalisierung von seismischen Ereignissen in der ozeanischen Lithosphärenplatte. Innerhalb des Arrays zeigt sich eine bisher nicht bekannte Geschwindigkeitsanisotropie für hochfrequente, horizontal propagierende S-Wellen.
Publications
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(2014). Measuring of clock drift rates and static time offsets of ocean bottom stations by means of ambient noise. Geophysical Journal International, 196(2), 1034–1042
Hannemann, K., Krüger, F., & Dahm, T.
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(2015). Upper crustal structure of Madeira Island revealed from ambient noise tomography, J. Volc. and Geotherm. Res.
Matos, C., Silveira, G., Matias, L., Caldeira, R., Ribeiro, M.L., Nuno, A.D., Krüger, F. and T. B. dos Santos
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(2016). Oceanic lithospheric S wave velocities from the analysis of P wave polarization at the ocean floor, Geophysical Journal International, 207
Hannemann, K., Krüger, F., & Dahm, T., & D. Lange
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(2017). Structure of the oceanic crust and upper mantle north of the Gloria Fault in the eastern mid Atlantic by receiver function analyis, J. geophys. Res.
Hannemann, K., Krüger, F., & Dahm, T., & D. Lange
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(2018). An active seismic zone in intraplate west Iberia inferred from high resolution geophysical data, J. geophys. Res.
Matos, C., Custodio, S., Batllo, J., Zahradnik, J., Pierre, Arroucau, Silveira, G., & S. Heimann
