Paläoseismologie

Abwägung seismischer Risiken

Gliederung• Einführung• Überblick über die Untersuchung der

Oberflächenrisse• Modellierung des coseismischen

Spannungsfeldes• Invertierung der Rissdaten für den

paläoseismischen Slip• geophysikalische Zusammenhänge• Zusammenfassung• Quellen

Valdivia 1960

Überblick über die Untersuchung der Oberflächenrisse

• Untersuchungsgebiet: Andenforearc Bereich zwischen 17,5°S und 23,5°S

• nutzen Satellitenbilder von Google Earth

• hyperaride Region, deren Oberfläche zu 85 % mit Gips überzogen ist

langfristige Bewahrung geologischer Indikatoren

• unbekannte Akkumulationsrate des Gipses gibt keine eindeutigen Altersinformationen über die Risse

• basierend auf cosmogenischen Daten von der geomorphologischen Oberfläche und der morphologisch ähnlichen neotektonischen Strukturen werden die Risse auf einige 100.000 Jahre datiert

• Entstehung der Risse beeinflußt durch:

- Lokale strukturelle, topographische und/oder geomorphologische Effekte

- Spannungen verbunden mit Erdbeben innerhalb der subduzierten Platte

• Risse streichen auch parallel zu Störungen und dem Entwässerungsnetz

• Hauptverursacher der Rissbildung sind Interplattenbeben

• Risstyp:

- Mangel an lateralen Versatz

- Öffnen in 3 - Richtung

- Streichen in – Richtung

• Ausrichtung der Rissgruppierung wechselt um das Erdbebenbruchgebiet

• Ausnahmen stellen die bimodalen Streichverteilungen dar

die zwei Streich-richtungen basieren auf zwei unter-schiedlichen Ereig-nissen

Modellierung des coseismischen

Spannungsfeldes

• Berechnung der coseismischen Scherspannung, die mit den großen Erdbeben auf den 4 Segmenten verbunden ist

• Übereinstimmung zwischen dem Streichverhalten der Hauptrisse mit dem modellierten Spannungsfeld

• Spannungsfeld zum Iquique – Ereignis

(graue Linien)

• parallel dazu streichende Risse

(rote Linien)

• Risse bei der Stadt Ilo streichen beinah senkrecht zur ơ1

– Achse

nur minimal durch Beben von 1868 betroffen statt dessen durch Beben von 2001 entstanden

Invertierung der Rissdaten für den

paläoseismischen Slip

• Invertierung der Daten

Annahme: Risse öffnen sich durch coseismische Spannungsbeben mit einem zusätzlichen Beitrag des regionalen Stresses

• Berechnung: mittlere Abweichung = 8,2°

• Distanz zwischen bekannten Verwerfungen deutet entweder auf eigenständige Erdbeben oder weit auseinander liegende raue Unebenheiten, die durch einzelnes Ereignis zerbrachen

• Temporale Informationslücken führen dazu, dass das Spannungsfeld nicht zwischen einzelnen Erdbeben mit verschiedenen Verwerfungsverteilungen und mehreren kleineren Ereignissen unterscheiden kann

Geophysikalische Zusammenhänge

• Wechselwirkung zwischen negativen Forearc Schwereanomalie entlang des Grabens und Zone der großen Verwerfungen

• Region mit den meisten Verwerfungen stimmt mit Gebiet der stärksten neg. Schwereanomalie überein

• weniger Verwerfungen bei positiverer Schwereanomalie

Zusammenfassung

• Rissbildung durch stationären Stress verbunden mit dynamischer Spannung

• Übereinstimmung der berechneten Spannungsachsen mit der Ausrichtung der dynamischen Hauptspannung

• Kartierung setzt Ausmaß und Verteilung von Verwerfungen Einschränkungen, ungeachtet ob statischer oder dynamischer Stress Hauptver-ursacher ist

• Berechnungsmethoden für dynam. Spannungen beachtet keinen Wechsel in Materialeigenschaften

• Behauptung, dass große Beben sich in dem Gebiet auf immer ähnliche Weise wiederholen

- Beweis liegt in der geringen Bandbreite der Streichformen

- Risse zeigen lediglich 1 oder 2 bevorzugte Ausrichtungen

• entwickelte Modelle zeigen, dass das Spannungsfeld eher das Ausmaß als die Verteilungsdetails der Verwerfung widerspiegelt

• angehäufte Spannung deutet an, dass die Dimension und die Grenzen von charakteristischen Erdbeben relativ konstant bleiben

• kennt man die Dimension und die Grenzstellen der Erdbebensegmente kann man die seismischen Risiken abwägen

• schlussendlich: die Oberflächenrisse sollen zum bestimmen der Langlebigkeit der seismischen Abschnitte dienen

• Quellen:

- Paper: „Surface cracks record long-term seismic segmentation of the Andeean margin“ von John P. Loveless, Richard W. Allmendinger, et al

- http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2005/243/pdf/SOBIES.PDF

- http://earthquake.usgs.gov/learning/today/his_07_30.php