Geophysikalisches Institut (GPI)

Stress transfer

Spannungsübertragung und quartäre Verwerfungen im nördlichen Alpenvorland

Dieses Forschungsprojekt ist Teil des DFG Schwerpunktprogrammes Mountain Building Processes in 4D und der internationalen AlpArray Initiative.

Ziel des Projektes ist die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Seismizität und dem Bruchmechanismus der Hauptstörungszonen im nördlichen Alpenvorland. Dabei gehen wir fächerübergreifend vor – seismologisch (genaue Bestimmung der Erdbebenherde, Bestimmung von Herdflächenlösungen und des Spannungsfeldes) und neotektonisch (mittels Fernerkundung, oberflächennaher Geophysik und geologischer Feldstudien).

Unseren Fokus richten wir auf 3 Regionen: die Albstadt-Scherzone, das Molassebecken bei Bad Saulgau (Oberschwaben) und den südlichen Teil des Oberrheingrabens (siehe Grafiken). Um an der Oberfläche erkennbare Störungszonen und langzeitige Verschiebungsraten im Untergrund besser zu verstehen, werden hochauflösende seismologische Studien durchgeführt.

Die Datengrundlage besteht dabei aus Seismogrammen des AlpArray Netzwerkes welches mit 15 weiteren Stationen des des KIT KABBA-Datenzentrums verdichtet wird und Messungen des Landeserdbebendienstes Baden-Württemberg (siehe Grafik). Mit dieser umfangreichen Datenbasis erhalten wir die Möglichkeit, die lokale Seismizität im Detail zu erforschen. Basierend auf den Erdbebenherden, Bruchflächen und dem lithostatischen Druck werden wir das aktuelle Spannungsfeld im Untersuchungsgebiet bestimmen. Die Ergebnisse werden aufzeigen, wie die Deformation in diesen strukturell komplizierten und stark besiedelten Regionen verteilt ist und ob bei Erdbeben bevorzugt alte Verwerfungen reaktiviert oder neue Brüche gebildet werden.

Die Diskrepanz zwischen der tektonischen Morphologie und der sehr geringen Seismizität wird anhand von Studien an neotektonischen und tektonisch aktiven Strukturen untersucht. Der Schwerpunkt wird dabei die Untersuchung von jungen Landschaften (d.h. post-glaziale Bildung) und jungen/rezenten Ablagerungen an Verwerfungen sein. Dieser Teil des Forschungsprojektes wird an der RWTH Aachen untersucht.

Historische Seismizität mit jeweiligen Magnituden

Abb. 1. Historische Seismizität (Leydecker Erdbebenkatalog, 2011) und instrumentelle Seismizität (seit 1996, Landeserdbebendienst BW, Brüstle & Stange, Jahreszusammenstellungen) auf der Schwäbischen Alb entlang der Albstadtscherzone und im Molassebecken bei Bad Saulgau (Oberschwaben).

Historische Seismizität mit jeweiligen Magnituden im Oberrheingraben

Abb. 2. Historische Seismizität (Leydecker Erdbebenkatalog, 2011) und instrumentelle Seismizität (seit 1996, Landeserdbebendienst BW, Brüstle & Stange, Jahreszusammenstellungen) im Oberrheingraben südlich von Karlsruhe.

Geplantes seismisches Stationsnetz für das Projekt Stress transfer

Abb. 3. Geplantes seismisches Stationsnetz: Gelbe Dreiecke: permanente Seismometerstationen von unterschiedlichen Erdbebendiensten. Orange Kreise: AlpArray Netzwerk. Roten Quadrate: eigene Projektstationen vom KIT KABBA Gerätepool.