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 s3 - Richtung
- Streichen in s1 – Richtung
• Ausrichtung der
Rissgruppierung wechselt
um das
Erdbebenbruchgebiet
• Ausnahmen stellen
die bimodalen
Streichverteilungen
dar
 die zwei Streichrichtungen basieren
auf zwei unterschiedlichen Ereignissen
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 Hauptverursacher 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_0
7_30.php