Geophysikalisches Institut (GPI)

Seismizität und Magmatismus in der Eifel

Messstationen verschieden Institutionen des DEEP-TEE Projekts

Abb. 1: Karte des seismologischen DEEP-TEE-Experiments (Stand: Januar 2020) zur Überwachung der Seismizität rund um den Vulkan Laacher See (Gemeinschaftsprojekt mit dem Seismologischen Dienst Mainz, LGB). Die verschiedenen Symbole kennzeichnen seismische Messstationen von verschiedenen Institutionen. ​​​​​

Die Seismizität und die magmatischen Prozesse der Eifel-Vulkanfelder sind seit den 1970er Jahren langjährige Forschungsinteressen des GPIs. Es wurden Studien bzgl. seismischer Refraktion und Teleseismik von K.-P. Bonjer, S. Faber, K. Fuchs, J. Mechie, C. Prodehl und S. Raikes durchgeführt. Es wurde herausgefunden, dass seismische Anomalien mit niedriger Geschwindigkeit mit einer Teilschmelze im oberen Mantel unterhalb der Eifel zusammenhängen können und dass sich diese Schmelze an der Grenze zwischen Kruste und Mantel als Unterplattierung ansammeln kann. J. Ritter (damals in Göttingen) führte 1996-1997 das Eifel Plume Projekt durch. Das Hauptergebnis war eine tiefgreifende seismische Anomalie mit niedriger Geschwindigkeit zwischen ca. 45 km und 400 km Tiefe, die als obere Mantel-Plume interpretiert wird. Seit 2014 betreiben wir ein seismisches Netzwerk rund um den Vulkan Laacher See mit 15 Messstationen vom GPI, um die lokale Seismizität zu überwachen (DEEP-TEE-Experiment). Zusätzliche seismische Messstationen sind in Mainz (LGB) als Hauptpartner enthalten. Ein wichtiges Ergebnis war die Erkennung von tiefen Niederfrequenzereignissen (DLF), die einen steilen Kanal von flüchtigen Stoffen und Schmelzen umreißen, die vom Mantel zur oberen Kruste aufsteigen. (https://www.3sat.de/wissen/nano/es-brodelt-weiter-100.html Deutsches Fernsehen).

Im Jahr 2020 wurde ein seismologisches Experiment in der Ochtendung Fault Zone (OFZ) installiert. Das OFZ ist eine dauerhafte aktive Störung, die etwa einmal pro Jahr (Stärke bis ~ 3,5) und wöchentliche kleinere Erdbeben (Stärke bis ~ 1) erzeugt. Diese Seismizität macht es zu einem der aktivsten Störungen in Deutschland. Obwohl seine Seismizität gut lokalisiert werden kann (in einer Tiefe von etwa 3 bis 15 km), ist keine Oberflächenspur bekannt. Dieses OFZ-Experiment ist ein gemeinsames Projekt vom GPI, RWTH Aachen und dem Seismologischen Dienst Mainz und wird etwa sechs Monate dauern. Neben der Aufzeichnung von (Mikro-) Erdbeben aus dem OFZ erwarten wir auch tiefe niederfrequente Ereignisse, die südlich des Vulkans Laacher See auftreten.

Karte des Gebiets südöstlich des Vulkans Laacher See

Abb. 2: Karte der Region südöstlich des Vulkans Laacher See (LSV). Die Ochtendung Fault Zone (OFZ) verläuft von NW (östlich von LSV) nach SE (Mosel). Hier zeigen wir gelb die geschätzte Projektion auf die Erdoberfläche. Das seismische OFZ-Experiment ist rot dargestellt. Im Westen befindet sich die Zone mit tiefen niederfrequenten Ereignissen, die einen Kanal aufsteigender magmatischer flüchtiger Stoffe darstellen und sogar schmelzen können. Hintergrund von Google Maps.