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Donnerstag, 19.10.2017
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GEOTECHNOLOGIEN im Focus

Das Rätsel der seismischen Lücke

Der Merapi (wörtlich übersetzt: "Feuerberg") in Zentraljava zählt zu den Hochrisiko-Vulkanen dieser Welt. Der 2.961 m hohe Stratovulkan brach in den vergangenen 450 Jahren durchschnittlich alle sieben Jahre aus und stellt aufgrund der dichten Besiedlung des Umlandes eine permanente Bedrohung für die Bevölkerung dar. Der Vulkankegel des Merapi ist bereits oft untersucht worden. Erstmals werden nun aber auch die Vorgänge unterhalb des Hochrisikovulkans erfasst.
Subduktion ozeanischer Kruste

Subduktion ozeanischer Kruste

„In den bisherigen MERAPI Projekten haben sich die Untersuchungen im Wesentlichen auf den Vulkankegel konzentriert. Über den ebenfalls wichtigen Bereich unterhalb des Vulkans wissen wir jedoch so gut wie nichts“, so Birger Lühr, Mitarbeiter des GFZ Potsdam. In dem von den GEOTECHNOLOGIEN geförderten Projekt „Hochrisikovulkanismus am aktiven Kontinentrand des Sundabogens“ (SUNDAARC) sollen deshalb nun im Teilprojekt MERAMEX die eigentlichen Vorgänge im Vulkaninnern, von der abtauchenden ozeanischen Platte bis an die Oberfläche, untersucht werden.

Rätselhafte Subduktion


Denn verantwortlich für die rege Aktivität des Feuerberges ist seine Lage im Kollisionsbereich der eurasischen und der indoaustralischen Platte. Hauptaugenmerk der Wissenschaftler gilt den strukturellen Wechselbeziehungen zwischen dem Vulkan und der Subduktionszone. Insbesondere eine Zone erniedrigter seismischer Aktivität in diesem Bereich des Sundabogens soll erforscht werden. Denn die Ursachen für das Auftreten dieser so genannten »Seismischen Lücke« sind bislang nicht bekannt. „Mit dem MERAMEX Projekt erhoffen wir uns wesentliche Fortschritte zum Verständnis der Prozesse an aktiven Kontinenträndern wie zum Beispiel hier an einem Teil des Sunda-Bogens. Ein vergleichbar aufwendiges Experiment, dass eine derart hohe Auflösung des strukturellen Aufbaus eines Inselbogens erwarten lässt, hat es bisher noch nicht gegeben“, so Lühr.

Aufwändige seismische Registrierung


Mit Hilfe modernster Forschungsgeräte wollen die Wissenschaftler diesem Rätsel auf den Grund gehen. Neben aktiver Untersuchungsmethoden wie der Refraktionsseismik, bei der die Signale des Luftpulser Arrays des Forschungsschiffes SONNE land- und seeseitig registriert werden, sollen auch 120 seismische Registrierstationen an Land und 14 Meeresbodeninstrumente im offshore-Bereich der Kopplungszone, die Beben im Bereich von Zentraljava über einen Zeitraum von mehr als 4 Monaten registrieren.

Forschungsschiff Sonne

Forschungsschiff Sonne

Mit Hilfe der Dämpfungstomographie, die in den letzten Jahren mit Datensätzen aus den zentralen Anden entwickelt wurde, werden diese Subduktionsprozesse 3-dimensional abgebildet. Somit erhoffen sich die Forscher, eine genaue Erfassung der strukturellen und tektonischen Besonderheiten dieser Region erstellen zu können. Es wird erwartet, dass diese Ergebnisse zu einem besseren Verständnis des rezenten Vulkanismus des Merapi und des Subduktionsprozesses am Sunda-Bogen führen und sich Informationen über den rezenten Spannungszustand der seismischen Kopplungszone ableiten lassen.


Ziel der Untersuchungen ist es somit, die Krustenstruktur unterhalb des Merapi bis hinunter zur abtauchenden ozeanischen Platte einerseits mit künstlichen Quellen hochauflösend zu erkunden. Anderseits erlaubt das „Monitoring“ der natürlichen Seismizität und deren Verteilung im Subduktionsbereich vor Java, die dreidimensionale Auflösung der gesamten Lithosphäre oberhalb der Benioff Fläche. Damit können auch die gesamten Aufstiegspfadbereiche der Fluide und Schmelzen von ihrer Entstehung beim Austritt aus der abtauchenden ozeanischen Platte bis in die obersten Krustenstockwerke verfolgt werden.
(GEOTECHNOLOGIEN, BMBF-Forschungsvorhaben „Hochrisikovulkanismus am aktiven Kontinentrand des Sundabogens“ (SUNDAARC), 29.07.2004 - AHE)
 
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