MEMO - Erdbebenmodell Mamara-Meer
Jüngste dramatische Ereignisse (wie z.B. 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 an tektonischen Störungen betreffen. Dazu bedarf es einer detaillierteren Untersuchung von Nahfeld- und Direktivitätseffekten sowie der Einschätzung einzelner Erdbebenszenarien unter Berücksichtigung der Störungssegmentierung und Bruchausbreitung. Das übergeordnete Ziel des Projektes ist es, diese Frage für die hochaktive tektonische Störung 12 km südlich von Istanbul zu untersuchen. Wir werden ein 3D-Spannungs-Evolutionsmodell des Großraumes erstellen und Erdbebenszenarien simulieren.
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