Lokalisierung gestreuter Energie im Quellgebiet Vogtländischer Erdbebenschwärme mittels doppel 3D-Array Verfahren und einem interferometrischen Erdbeben-Coda Abbildungsverfahren

• Antragsteller: Professor Dr. Torsten Dahm; Professor Dr. Frank Krüger; Dr. Matthias Ohrnberger
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419909358

Ziel des beantragten Forschungsprojektes ist die Erkennung und quantitative Charakterisierung von Streukörpern in der Erdkruste im Schwarmbebenherdgebiet Vogtland/NW Böhmen bzw. dessen näheren räumlichen Umfeld. Die Quantifizierung der Streustärke bzw. deren Winkelabhängigkeiten liefert Hinweise auf die Struktur der Streukörper und ihre physikalischen Eigenschaften und erlaubt somit bisherige postulierte Hypothesen zum Zusammenhang zwischen Schwarmbebenaktivität und Fluidbewegungen im Untergrund zu testen. Die Ableitung der Eigenschaften der Streukörper (räumliche Lage und Abschätzung der Streustärke/Impedanzeigenschaften) soll über die Auswertung schwacher Welleinsätze in der Coda von direkten P- und S-Wellen transienter Erdbebensignale erfolgen, die gleichzeitig an mehreren Arraystandorten aufgezeichnet werden. Um die spektrale Bandbreite der Beobachtungen zu höheren Frequenzen zu erweitern, werden wir ein tiefes vertikales Bohrlocharray direkt unterhalb eines klassischen seismologischen Arrays an der Oberfläche installieren. Dieses neuartige Beobachtungswerkzeug dient der kontinuierlichen Aufzeichnung des Wellenfeldes bei hohen Abtastraten und ermöglicht somit die Auswertung sowohl der stets vorhandenen Bodenunruhewellenfelder als auch der Analyse von transienten Erdbebendaten. Das 3-dimensionale Array (Empfänger-Array EA) wird in Kombination mit einer reziproken Aufzeichnungsgeometrie, einem sogenannten Quellarray (QA) verwendet, um gering energetische Streuwellenfeldanteile aus dem Schwarmbebenquellvolumen und deren Umgebung abbilden zu können. Als weitere neuartige Abbildungsmethode für überwiegend vertikale Strukturen in einem räumlich eng begrenztem Erdbebengebiet schlagen wir einen seismischen Interferometrie-Ansatz mit reziproker Geometrie vor. Hierbei wird die späte Ereigniscoda unabhängiger transienter Signale an Einzelstationen korreliert, um die Green’s Funktion zwischen den Ereignissen abzuschätzen. Wir beabsichtigen eine Datenbank dieser Quell-zu-Quell Korrelationsfunktionen aus den bereits vorhandenen Schwarmdaten der letzten Jahre zu generieren und diese sukzessive mit den Beobachtungen an den Stationen des neu-installierten Bohrlocharrays zu ergänzen. Wir erwarten, dass sich aus der Datenbank einerseits räumliche Geschwindigkeitsvariationen im Quellgebiet ableiten bzw. auch kleinere Streuphasen als Reflektionen an vertikalen Strukturen auswerten lassen. Bei entsprechender Auswahl von Quellgeometrien bzw. Eventpaaren mit deutlich unterschiedlichen Herdzeiten können auch dynamische Veränderungen im Quellgebiet erfasst werden.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1006: Bereich Infrastruktur - Internationales Kontinentales Bohrprogramm (ICDP)
• Internationaler Bezug: Tschechische Republik
• Großgeräte: 3D-3C seismologisches Hochfrequenz-Array
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Professor Dr. Tomas Fischer; Dr. Josef Horálek; Pavla Hrubcova, Ph.D.