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MEMO

Marmara See Erdbeben Modellierung


Das Magnitude 7.4 Izmit Erdbeben vom August 1999 ist das jüngste einer Erdbeben-serie, die 1939 im Osten der Türkei entlang der Nordanatolischen Verwerfung startete (Abb. 1a). Diese Erdbebenserie brachte die Plattengrenze zwischen der Anatolischen und der Eurasischen Platte sukzessiv von Ost nach West zum Versagen mit zahlreichen Starkbeben. Das nächste Erdbeben wird daher westlich von Izmit und südlich von Istanbul unter dem Marmara See erwartet (Abb. 1b). Dieses Segment stellt eine seismische Lücke dar, die seit 1766 verhakt ist und seitdem Spannungen akkumuliert.
 


 

Geodynamik des östlichen Mittelmeerraums und des Marmara-Meeres südlich von Istanbul
Abbildung 1:
Geodynamik des östlichen Mittelmeerraums und des Marmara-Meeres südlich von Istanbul. Blaue Pfeile zeigen die GPS-Geschwindigkeiten relativ zur Eurasischen Platte (Reilinger et al. 2006). a) Graue Pfeile zeigen die Bewegungen der tektonischen Platten relativ zur Eurasischen Platte. Die orange Linie markiert die Nordanatolische Verwerfung; die gelben Sterne zeigen die Bebenserie von 1939 bis 1999, die die Nordanatolische Verwerfung mit elf Starkbeben sukzessiv von Ost nach West zum Versagen brachte. Schwarze Linien markieren die Plattengrenzen; das rote Rechteck markiert das Modellgebiet.

Detailkarte der Marmara-Meer-Region, die das Modellgebiet mit dem komplexen Verwerfungssystem darstellt.
Abbildung 1b:
Detailkarte der Marmara-Meer-Region, die das Modellgebiet mit dem komplexen Verwerfungssystem darstellt. Orange Linien und Sterne mit Jahreszahlen markieren die Abschnitte der Hauptverwerfung an der zuletzt Beben stattgefunden haben. Der zentrale Abschnitt hat sich seit 1766 verhakt.

 

Die Akkumulationsrate hängt von der relativen Plattenbewegung ab, die hier nur schwer zu bestimmen ist. Dies liegt zum Einen daran, dass das Störungssystem unter dem Marmara See in mehrere Zweige aufgeteilt ist und zum Anderen, dass man die Bewegungen nur an Land mit GPS Stationen beobachten kann (Abb. 2).

 


Abbildung 2:
Modellgeometrie. a) Die dunkelblaue Fläche variiert zwischen 26 km und 35 km Tiefe und markiert den Verlauf der Fläche zwischen Kruste und Mantel. Rote Flächen beschreiben das Verwerfungssystem mit Neigungen zwischen 70° und 90°. b) Die hellblaue Fläche zeigt die Oberkante des Grundgebirges in 0 bis 6 km Tiefe. c) Gelb eingefärbt ist die Sedimentfüllung der Becken mit einer Mächtigkeit von 0 bis 5 km. d) Diskretisierung mit 640 000 finiten Elementen

 

Die geomechanisch-numerische Computersimulation zeigt, dass die Bewegungsraten entlang der Hauptstörung 10-45% kleiner sind als bisher angenommen und dass die Raten entlang der Hauptstörung lateral um bis zu 40% variieren (Abb. 3; Hergert und Heidbach, 2010; Hergert et al., 2011).

 

Kinematische Ergebnisse der Computersimulation
Abbildung 3:
Kinematische Ergebnisse der Computersimulation. a) Die Geschwindigkeiten aus dem Modell mit verhakten Verwerfungen zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit den GPS-Geschwindigkeiten. Die simulierten Bewegungsraten der Verwerfungen weisen eine signifikante laterale Variation auf. b) Die vertikalen Bewegungsraten bilden die Beckenstruktur in der Bathymetrie hervorragend ab

 

Letzteres ist möglicherweise ein Hinweis darauf, dass die seismische Lücke nicht mit einem Starkbeben versagt, sondern in meheren auf kleineren Segmenten (Hergert und Heidbach, 2011). Jedoch werden auch die vermeintlich kleineren Erdbeben immer noch Magnituden > 7 haben, so dass aufgrund der geringen Distanz zu Istanbul (< 20 km) eine hohe Gefährdung darstellt. Gegenwärtig arbeiten wir an dem geomechansiche-numerischen Modell, um damit mögliche Erdbeben- und Tsunamiszenarien im Rahmen des EU Projektes MARsite zu berechnen.
 

 


Referenzen:

Hergert, T. & Heidbach, O., 2010. Slip-rate variability and distributed deformation in the Marmara Sea fault system, Nature Geoscience, 3, 132-135, doi:10.1038/NGEO739.

Hergert, T. and O. Heidbach (2011). "Geomechanical model of the Marmara Sea region - II. 3-D contemporary background stress field." Geophys. J. Int.: doi:10.1111/j.1365-1246X.2011.04992.x, 01090-01102.

Hergert, T., O. Heidbach, et al. (2011). "Geomechanical model of the Marmara Sea region - I. 3D contemporary kinematics." Geophys. J. Int. 185: doi:10.1111/j.1365-1246X.2011.04991.x, 01073-04189.

 




Erstellt: 21.09.2012  zum Seitenanfang