Sektion 2.6: Erdbebengefährdung und dynamische Risiken

Projekte

Die Weltkarte der tektonischen Spannungen ist eine globale Datenbank von Informationen zum gegenwärtigen krustalen Spannungsfeld der Erdkruste mit 42.870 Spannungsdatensätzen in der aktuellen WSM Datenbank Version 2016. Es ist ein gemeinschaftliches Projekt von wissenschaftlichen Einrichtungen, Industriepartnern und öffentlichen Einrichtungen mit dem Ziel, die Spannungsmuster in der Erdkruste zu beschreiben und deren Spannungsursachen zu untersuchen. Seit 2009 wird das Projekt am Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ in der Sektion 2.6 betrieben und weiterentwickelt.

Das übergeordnete Ziel von SERA ist es, einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung des Zugangs zu Daten, Dienstleistungen und Forschungsinfrastrukturen zu leisten und Lösungen auf der Grundlage innovativer Forschung und Entwicklung in der Seismologie und Erdbebentechnik zu leisten. Es zielt auf die Reduzierung der Gefährdung unserer Gesellschaft durch natürliche Erdbeben und induzierte seismische Ereignisse. Unser Team ist verantwortlich für die Entwicklung neuer Methoden zur Bewertung von Erdbeben und Boden-Erschütterungsmodellen.

EPOS-IP zielt darauf ab, eine europaweite Infrastruktur für die Wissenschaft der festen Erde zu schaffen, um eine sichere und nachhaltige Gesellschaft zu sichern. EPOS wird eine innovative multidisziplinäre Forschung für ein besseres Verständnis der physikalischen und chemischen Prozesse der Erde ermöglichen, wie z.B. Erdbeben, Vulkanausbrüche, Bodeninstabilität und Tsunami. Unser Team ist verantwortlich für die Entwicklung eines neuen Service für Modelle der Starkbodenbewegung (Aktualisierung ortabhängiger Bodenbewegungsmodelle , Bereitstellung modernster Vorhersagemodelle für europäische Erdbebengefährdungsprojekte.

Unser Team ist verantwortlich für die Entwicklung neuer Methoden um die Ergebnisse seismische Gefährdungsmodelle zu testen und zu validieren.

Wir erforschen die Einschränkungen der aktuellen Erdbebenprognose-Evaluationstests in Bezug auf die Einführung neuer Erdbebendaten und aktualisierter Prognosemodelle und entwickeln neue Bewertungsmethoden, mit denen mehrere Prognosen zu Ensemblemodellen kombiniert werden können. Die daraus resultierenden Ensemble-Prognosen werden verwendet, um seismische Gefährdungsberechnungen regelmäßig zu aktualisieren sowie aktuelle Berechnungen von Bodenbewegungen und deren damit verbundene Parameterunsicherheiten zu bewerten.

Harmonisierungsansatz für Stress-Tests kritischer Infrastrukturen gegen Naturgefahren.

Die Rekonstruktion von historischen Schlüsselerdbeben ist eine elementare Voraussetzung für die Erstellung von modernen historisch-kritischen Erdbebenkatalogen und somit eine Grundbedingung für verlässliche Erdbebengefährdungsabschätzungen. Durch fehlerhafte Überlieferungen, überwiegend in Form falscher bzw. ungenauer Datierungen, und vor allem durch eine unzureichende quellenkritische Interpretation der Erdbebenbeschreibungen enthalten Erdbebenkataloge oft Falschbeben. Mit einer Forschungskooperation mit dem Historischen Institut der Universität Potsdam untersuchen wir die wichtigsten Erdbeben und die mittelalterliche Wahrnehmung von Katastrophen im Raum Mitteleuropas.

Das ultimative Ziel des Projektes ist es, eine weltweit führende Infrastruktur zur Erdsystemmodellierung zu entwickeln, diese zu evaluieren und anzuwenden, um Lösungen für die großen Herausforderungen in den Erd- und Umweltwissenschaften zu finden. Unser Beitrag ist es, die großräumigen thermo-mechanischen Prozesse zu modellieren, die das gegenwärtige Deformationsmuster in Westeuropa auf Skalen zwischen 1000 und 10 km kontrollieren und das Ergebnis in eine physik-basierte probabilistische seismische Gefährdungsanalyse für Gebiete mit geringer Deformation zu integrieren.

Jüngste dramatische Ereignisse (wie z.Bsp. das Tohoku Erdbeben) haben gezeigt, dass wir gerade beginnen zu verstehen, wie sich Störungen verhalten. Im nächsten Jahrzehnt müssen wir geologische, geodätische und seismologische Informationen zusammenführen, um künftige mögliche Erdbebenszenarien besser einschätzen zu können; die insbesondere Mega-Cities (Istanbul) an tektonischen Störungen betreffen.

Die exponentielle Zunahme geodätischer und seismologischer Daten in der letzten Dekade liefert uns ein erheblich detaillerteres Abbild der Deformationen im Erdbebenzyklus. Zur selben Zeit wird unser Wissen über die Struktur und Rheologie der Erde durch geophysikalische Methoden immer besser unterlegt. Kernziel des Projektes ist es die Prozesse der inter- co- und postseismischen Spannungsänderungen zu verstehen. Diese Erkenntisse sollen in eine neue probabilistische seismische Gefährdungsabschätzung für Chile einfließen.

Wir beabsichtigen in diesem Projekt, zu einer besseren Charakterisierung des kinematischen Rahmens dieses Schlüsselabschnitts der nordanatolischen Störungszone (NAFZ) beizutragen. Angesichts der jüngsten Aktivitäten zu diesem Thema wird die hier vorgeschlagene Arbeitsgruppe nicht von vorne anfangen, sondern kann auf umfangreichen bestehenden Netzwerken aufbauen, die in der jüngsten ILP-Periode konsolidiert wurden. Insbesondere beinhalten unsere Netzwerke Schlüsselforscher aus den beteiligten Disziplinen wie experimentelle Seismologie, geomechanische Modellierung, Fehlerzonenentwicklung, Plattenkinematik.

SSM ist die schwedische Regulierungsbehörde für den Prozess zur Auffindung eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle. Für den ausgewählten Standort Forsmark modellieren wir in 3D thermische und Erdbeben-Lasten und deren Impakt auf das Endlager im Kristallin mit komplexen geologischen Strukturen.

IMAGE ist ein Projekt mit 20 Partnern aus neun verschiedenen Ländern. Ziel des Projektes ist es, einen integrierten geothermischen Explorationsansatz zu entwickeln, der auf dem neuesten Stand der Technik basiert. Unser Beitrag ist es, den in situ Spannungszustand über große Raumskalen hinweg zu quantifizieren, die vom Spannungsmuster Westeuropas bis hin zur Reservoirskala reichen. Um dies zu erreichen, analysieren wir Spannungsdaten mit einer Vielzahl von Spannungs-Indikatoren und verwenden diese, um 3D geomechanisch-numerische Modell zu kalibrieren, die kontinuierlich den 3D Spannungstensor beschreiben.

Im Zuge der Energiewende erhöhen sich die mechanischen Anforderungen an Untertage-Gasspeicher, da größere Fluktuationen mit höherer Amplitude bei den Speicheroperationen notwendig werden. Die Wirkung der zyklischen Belastungen auf die geologischen Komponenten des Speichers und dessen Umfeld (z. B. Subsidenz oder Hebung) sind von zentraler Bedeutung für die Beurteilung der Standortsicherheit und für Empfehlungen von geeigneten Betriebsparametern. Unser Beitrag ist die Untersuchung der Interaktion zwischen dem natürlichen Spannungs-Fernfeld und den Spannungsänderungen, die durch die Gasspeicherung induziert werden. Eine zentrale Frage ist dabei die Reaktivierung von Störungen und daraus resultierende induzierte Seismizität.

DESTRESS demonstrates methods of enhanced geothermal systems (EGS). The aim is to expand knowledge and to provide solutions for a more economical, sustainable and environmentally responsible exploitation of underground heat. DESTRESS will improve the understanding of technological, business and societal opportunities and risks related to geothermal energy. Existing and new project sites have been chosen to demonstrate the DESTRESS concept. The demonstration sites are using soft stimulation treatments to minimize environmental hazards.

SECURE zielt auf die Entwicklung von flexiblen Beobachtungs-, Bestimmungs- und  Modellierungswerkzeugen für die nachhaltige Nutzung von konventionellen und unkonventionellen Kohlenwasserstoffspeichern und geothermischen Systemen.

SECURE aims to develop versatile monitoring, characterization and modeling tools for the sustainable use of conventional and unconventional hydrocarbon reservoirs and geothermal systems.