Emmy-Noether-Projekt "Brückenschlag zwischen Geodäsie und Seismologie"

Projekt

Kombination von Fern- und Nahfelddaten 

Für die Charakterisierung von robusteren und besser aufgelösten Erdbebenquellen werden wir unsere Datenbasis für einen besseren Standard grundlegend erweitern.

Erdbeben werden durch Scherbrüche ausgelöst

Erdbeben sind Erschütterungen, welche durch Scherbrüche im Gestein ausgelöst werden. Gestein bricht wenn von außen einwirkende Spannungen,  zum Beispiel tektonische Spannungen, größer werden als die Stärke des Gesteins. Das zunächst nur elastisch verformte Gestein bricht dann ruckartig.

Durch dieses ruckartige Brechen werden seismische Wellen ausgesendet, die gefährlich sein können. Ausserdem wird das Gestein um den Erdbebenherd verformt.

Wenn ein Erdbeben stark genug ist, etwa mit Magnituden größer als 5, und sich die Quelle recht flach unter der Landoberfläche in weniger als 15 km Tiefe befindet, können wir weltweit sowohl die seismischen Wellen an Seismometerstationen messen, als auch die herdnahe Verformung aus dem All mit der Satelliten-gestützten InSAR-Methode.

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Erdbeben strahlen seismische Wellen ab und verformen das umliegende Gestein, teilweise bis hin zur Oberfläche.Sudhaus


 

Erdbeben verursachen charakteristische Oberflächen- verschiebungen 

Oberflächenverschiebungen werden verursacht durch flache krustale Erdbeben ab Magnitude 6, da diese das umliegende Gestein beträchtlich und messbar verformen. 

Ein Erdbeben der Stärke 6 zum Beispiel verschiebt das Gestein an der Störungsfläche um einen Meter und mehr. Auch einige Kilometer weit entfernt ist die Oberfläche noch um einige Zentimeter verschoben. Mithilfe dieser Information können wir die Erdbebenquelle zunächst sehr präzise lokalisieren.

Grössere Erdeben haben größere Bruchflächen und der Versatz an der Bruchfläche ist größer. Dadurch verschieben sie die umliegenden Bereiche stärker und weitreichender als kleinere Erdbeben. Aus den gemessenen Verschiebungen können wir deshalb auch die Bruchflächengröße und die Magnitude, das heisst die Stärke des Erdbebens, ableiten.

Auch das spezielle Muster der flächenhaften Verformung ist charkteristisch für andere bestimmte Brucheigenschaften. So deuten starke vertikale Verschiebungen auf Aufschiebungen oder Abschiebungserdbeben hin, während starke horizontale Verschiebungen auf laterale Erdeben schließen lassen.

Diese verschiedenen Bruchtypen, oder Bruchmechanismen, können Hinweise zu den Richtungen tektonischer Spannungen geben.

Wie weltweit Oberflächenverschiebungen aus dem All gemessen werden können:SAR

 

Erdbeben strahlen charakteristisch seismische Wellen ab

Seismische Wellenformen enthalten Informationen zur Bruchzeit und Bruchdauer. Die Amplitude einer seismischen Welle hängt zunächst von der Entfernung zwischen Erdbeben und seismischer Station ab, sie wächst jedoch mit größer werdender Erdbebenstärke. 

Zudem variiert die Amplitude auch mit der Richtung in welcher die Station zum Erdbebenherd liegt. Man nennt das Abstrahlcharakteristik, aus welcher sich Informationen über den Erdbebenmechanismus ableiten lassen.

Wie weltweit seismische Wellen aufgezeichnet werden:

 

unsere Projektziele

 

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