Testen und Anwendung der Anisotrope-Receiver-Funktions-Methode

Dieses Vorhaben beschäftigt sich mit einem Feldexperiment zum Testen einer neuen Methode zur Abbildung des Untergrunds. Die anisotrope-Receiver-Funktionen-Methode (ART) kann das aktuelle Auflösungsvermögen seismischer Anisotropie im Inneren der Erde entscheidend verbessern, und dies im Besonderen in der Erdkruste und dem Erdmantel. Die Methode kann damit neue und innovative Wege eröffnen zu wichtigen Beiträgen in reiner und angewandter Forschung. Da seismische Anisotropie eine der wenigen Methoden zur Bestimmung von Deformation und mechanischer Spannung innerhalb der Erde darstellt, ist sie einer der Schwerpunkte der strukturellen seismologischen Forschung des letzten Jahrzehnts gewesen. Weiterer Fortschritt wird allerdings behindert durch das begrenzte räumliche Auflösungsvermögen. Diese Grenze kann im Prinzip überschritten werden durch die anisotropen Receiver- Funktionen, aber diese neue Technik muss in einem geeigneten Feldexperiment kritisch getestet werden. Das hier vorgeschlagene Projekt soll ein Feldexperiment in der Nähe der Kontinentalen Tiefbohrung (KTB) in der Oberpfalz in Südostdeutschland (Bayern) durchführen, ca. 80 km von der österreichischen Grenze entfernt. Der vorrangige Zweck des Experiments ist es, die Methode zu testen, und mit früheren Ergebnissen von Tiefbohrung und hochfrequenten Experimenten zu vergleichen. Neben diesem Ziel hoffen wir auch, den Krustenübergang zwischen Saxothuringikum und Moldanubikum genauer zu verstehen, und tiefere Teile der Übergangszone zu untersuchen. Falls wir den Übergang mithilfe der anisotropen Receiver-Funktionen sehen können, gibt es unzählige vielversprechende Anwendungen dieser Methode. Eine dieser Anwendungen, die bereits Teil dieses Antrags ist, betrifft Nordjapan, um die tiefe Deformation in einer Subduktionszonenlage zu untersuchen. Diese Anwendung ist besonders aktuell im Zusammenhang mit dem katastrophalen Tohokubeben vom 11.März 2011. Die Daten, die uns zur Verfügung stehen werden, werden es erlauben, die Krustenstruktur vor und nach diesem verheerenden Erdbeben zu untersuchen, welches das auf der Kruste lastende Spannungsfeld stark verändert hat. Wir können daher nicht nur eine ein detailliertes Verständnis der Tiefenverteilung der seismischen Anisotropie unter Nordjapan erwarten, sondern auch zeitliche Änderungen, welches uns die Rolle des Spannungsfelds auf seismische Anisotropie zu untersuchen erlaubt, durch die Wirkung von Rissen.

Dieses Vorhaben hat sich mit einem Feldexperiment zum Testen einer neuen Methode zur Abbildung des Untergrunds beschäftigt; die anisotrope-Receiver-Funktionen-Methode (ART) kann das aktuelle Auflösungsvermögen seismischer Anisotropie im Inneren der Erde entscheidend verbessern, und dies im Besonderen in der Erdkruste und dem Erdmantel. Die Methode kann damit neue und innovative Wege eröffnen zu wichtigen Beiträgen in reiner und angewandter Forschung. 24218Da seismische Anisotropie eine der wenigen Methoden zur Bestimmung von Deformation und mechanischer Spannung innerhalb der Erde darstellt, ist sie einer der Schwerpunkte der strukturellen seismologischen Forschung des letzten Jahrzehnts gewesen. Weiterer Fortschritt wird allerdings behindert durch das begrenzte räumliche Auflösungsvermögen. Diese Grenze kann im Prinzip überschritten werden durch die anisotropen Receiver-Funktionen, aber diese neue Technik musste in einem geeigneten Feldexperiment kritisch getestet werden. Das hier durchgeführte Projekt hat ein Feldexperiment in der Nähe der Kontinentalen Tiefbohrung (KTB) in der Oberpfalz in Südostdeutschland (Bayern) durchgeführt, ca. 80 km von der österreichischen Grenze entfernt. Der vorrangige Zweck des Experiments war dabei, die Methode zu testen, und mit früheren Ergebnissen von Tiefbohrung und hochfrequenten Experimenten zu vergleichen. Dies hat es auch ermöglicht, den Krustenübergang zwischen Saxothuringikum und Moldanubikum genauer zu verstehen, sowie die tieferen Teile der Übergangszone. Damit gibt es unzählige vielversprechende Anwendungen dieser Methode. So haben wir die Methode auf Daten aus Nordjapan angewandt, um die tiefe Deformation in einer Subduktionszone zu untersuchen. Diese Anwendung war besonders aktuell im Zusammenhang mit dem katastrophalen Tohoku-Beben vom 11.März 2011, welches das auf der Kruste lastende Spannungsfeld stark verändert hat. Des Weiteren haben wir die Methode auch auf Daten aus den Ostalpen angewandt, um erste Informationen über die Grobstruktur unter dem östlichen Teil von Österreich zu gewinnen, insbesondere die Tiefenlage von Diskontinuitäten in Erdkruste und Erdmantel.