Laufzeit

• 2017-2020

Zuwendungsgeber Helmholtz Rekrutierungsinitiative Cotton

Projektverantwortliche

• Fabrice Cotton
• Oliver Heidbach

ProjektmitarbeiterInnen

Projektwebseite

Kooperationen

• Tobias Hergert, TU Darmstadt, Deutschland;
• Marco Bohnhoff, GFZ Section 4.2, Deutschland;

We will build a 3D stress evolution model of the larger Marmara Sea and simulate earthquake scenarios (and associated ground-shaking in a second step). With this model key questions about the nature of the earthquake process in the Marmara Sea can be investigated. Is there a creeping segment in the seismic gap south of Istanbul? Can the hypocenter location be determined in a probabilistic way using the simulated stress field? Can we quantify the impact of these findings on the seismic risk for Istanbul? The project is part of a team project (“Urban Fault Observatory”) dedicated to the development of urban, fault and site-specific, probabilistic hazard assessment methods. Milestones of the project will be:

• Refinement of our 3D Marmara model (Hergert and Heidbach, 2011; 2010)
• Validation of the modelling results against geo-data sets (stress and GPS data, seismic events)
• Estimate the model uncertainties and integrate model results in a risk analysis workflow for Istanbul
• Interpretation and publication of the results and presentations at international conferences

Geodynamisches Schema: Tektonik und von GPS-abgeleitete Plattengeschwindigkeiten 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.

Tektonisches Schema: detailierte tektonische Karte der Marmarameer-Region mit ihrem komplexen Störungssystem. Orange Linien und Sterne bezeichnen die Teile der Hauptstörung, an denen sich schon Erdbeben ereigneten. Das zenrale Segment ist seit 1766 blockiert.

Modellgeometrie: a) Blaue Fläche - kennzeichnet in einer Tiefe von 26 - 35 km die Trennung von Erdmantel und Kruste. Rote Fläche - zeigt das Einfallen der Störung zwischen 70° und 90°. b) Hellblaue Ebene - Basisfläche in einer Tiefe von 0 - 6 km. c) Gelb - Sedimentauffüllung mit einer Dicke von 0 - 5 km. d) Diskretisierung durch ein Finite Element Gitter.

Publikationen/Ergebnisse

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

• Hergert, T., Heidbach, O., Becel, A. and M. Laigle (2011). Geomechanical model of the Marmara Sea region - I. 3D contemporary kinematics, Geophys. J. Int. 185, http:/doi.org/10.1111/j.1365-1246X.2011.04991.x

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

• Reilinger, R., McClusky, S., Vernant, P., Lawrence, S., Ergintav, S., Cakmak, R., Ozener, H., Kadirov, F., Guliev, I., Stepanyan, R., Nadariya, M., Hahubia, G., Mahmoud, S., Sakr, K., ArRajehi, A., Paradissis, D., Al-Aydrus, A., Prilepin, M., Guseva, T., Evren, E., Dmitrosta, A., Filikov, S.V., Gomez, F., Al-Ghazzi, R. and G. Karam (2006). GPS constraints on continental deformation in the Africa-Arabia-Eurasia continental collision zone and implications for the dynamics of plate interaction. J. Geophys. Res. 111, doi.org/10.1029/2005JB004051