Slip BudgeT BeRechnung im Erdbebenzyklus in Subduktionszonen durch geodätische Messungen und DefOrmationsmodellierung - STRONG-Projekt

• Antragsteller: Dr. Carlos Peña
• Fachliche Zuordnung: Physik des Erdkörpers ; Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541650676

Die akkumulierte Deformation an Plattengrenzen (slip budget) bestimmt den Ort und die Magnitude von Starkbeben an Subduktionszonen, die häufig auch zerstörerische Tsunamis auslösen. Daher ist die Quantifizierung des slip budgets von größter Bedeutung für eine bessere Gefährdungseinschätzung. In den letzten Jahren konnte durch die zunehmende Dichte von geophysikalischen und geodätischen Beobachtungen und Weiterentwicklungen der Modelle die Bestimmung des slip budgets verbessert. Trotzdem bleibt die Frage offen, wie postseismische Prozesse wie z.B. nicht-lineare viskoelastische und poroelastische Relaxation zu den beobachteten Oberflächendeformationen und dem Auftreten von Nachbeben beitragen und somit die Schätzungen der slip budgets beeinflussen. Dieses Projekt zielt darauf ab, diese Forschungsfragen in der nördlichen chilenischen Subduktionszone mit Hilfe eines umfassenden Arbeitsprogramms zu adressieren und folgende Aspekte zu integrieren: 1.) Nutzung satellitengeodätischer und seismologi­scher Daten auf unter­schied­lichen Raum- und Zeitskalen, 2.) Anwendung eines geomecha­nischen 4D-Vorwärts­modells (Raum und Zeit). 3.) Integration von Inversions­verfahren. Der Norden Chiles bietet hierzu eine einzigartige Gelegenheit diese Prozesse zu untersuchen, da die Deformation und Seismizität vor, während und nach dem Mw 8,1 Iquique-Erdbeben 2014 erfolgreich durch die Multiparameter-Instrumentierung des Integrated Plate Boundary Chile (IPOC) aufgezeichnet wurde. Darüber hinaus führt die relativ hohe Trockenheit im Norden Chiles zu einer hohen interferometrischen Kohärenz, die ideal ist, um interfero­metrische Synthetik-Apertur-Radardaten (InSAR) mit einer sehr hohen Auflösung zu erhalten. Dieses Projekt wird sich insbesondere auf die Verarbeitung und Analyse neuer InSAR-Daten nach dem Iquique-Beben konzentrieren. Die InSAR-Daten werden die räumliche Dichte der GNSS-Daten (Global Navigation Satellite System) erheblich verbessern und somit eine bessere Eingrenzung der Modellergebnisse unter Berücksichtigung des Nachrutschens (Afterslip) sowie nicht-linearer viskoelastischer und poroelastischer Relaxationsprozesse ermöglichen. Mit diesen quantitativen Informationen und einem integrierten Arbeitsablauf zielt dieser Vorschlag auf Folgendes ab: 1.) Quantifizierung und Verständnis des relativen Beitrags der Prozesse, die die Deformation über den seismischen Zyklus steuern, wie z.B. interseismische Verriegelung (locking degree), afterslip, nicht-lineare viskoelastische und poroelastische Relaxationsprozesse. 2.) Schätzung der gegenwärtigen räumlichen Verteilung des slip budgets, die für die Abschätzung von Magnitude und Ort zukünftiger Erdbeben von wesentlicher Bedeutung sind. 3.) Klärung des Verhältnisses zwischen seismischer und aseismischer Deformation zum Gesamtbudget. 4.) Klärung des Einflusses von Spannungs­änderungen aufgrund poroelastischer Prozesse für die Nachbebenverteilung in Raum und Zeit, insbesondere die in der Kruste.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Bodo Bookhagen, Ph.D.