Seismische Tomographie um den Vulkan Torfajökull, Island

Der Vulkan Torfajökull ist eines von dreissig aktiven vulkanischen Systemen, die die neovulkanische Zone Islands bilden. Die Eruptionen des Torfajokülls sind hochexplosiv und stellen eine signifikante Bedrohung für den gesamten Nordatlantik dar. Aktive vulkanische Bereiche sind häufig durch Zonen niedriger seismischer Geschwindigkeiten definiert, die als Indikator von Fluiden und relativ hohen Temperaturen angesehen werden können. Unter Verwendung der natürlich vorkommenden Seismizität, können Grösse und Eigenschaften solcher anomalen Geschwindigkeits-strukturen in der Kruste abgebildet werden. Die dafür angewandte Methodik ist eine Inversion der 3D Geschwindigkeitsstruktur. Ein passiver seismischer Datensatz wurde unlängst im Gebiet um den Torfajökull aufgezeichnet. Erste Untersuchungen zeigen, dass qualitativ hochwertige P- und S- Wellen von lokalen Erdbeben aufgezeichnet wurden, die für ein lokales tomographisches Experiment verwendet werden können. Die Einbeziehung von Aufzeichnungen dieser Beben an umliegenden permanenten Erbeben-Registrierstationen, sowie von vier Explosionen und regionalen Beben, verbessert die Strahlengeometrie für die folgende Inversion. In einem ersten Schritt werden die Lokalbeben relokalisiert, da präzise Erdebenlokationen für die Inversion von grosser Bedeutung sind. Im darauffolgenden Inversionsprozess werden manuell gepickte seismische Laufzeiten von ausgewählten Erdbeben simultan für Hypozentren und seismische Geschwindigkeiten invertiert. Dieser Prozess führt zu einem detailierten Bild der internen Geschwindigkeitsstruktur des Vulkans Torfajokülls, und liefert Information über Grösse und Ort von Niedriggeschwindigkeitszonen. In der Interpretation der Resultate werden auch die präzisen Erdbebenlokationen verwendet um mögliche Verwerfungen und Schwächezonen in der Kruste auszuarbeiten. Dieses Wissen über interne Geschwindigkeitsstrukturen und Erdbebenregionen liefert in weiterer Folge wichtige Information für die Abschätzung des Risikos von Beben oder Vulkanausbrüchen in gefährdeten Zonen. Verlässliche Geschwindigkeitsmodelle sind ausserdem für eine Vielfalt von geophysikalischen Untersuchungen unerlässlich (z.B.GPS und Gravimetrie).