Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kriechen statt Brechen: Unterkruste verformt sich weiträumig

04.02.2011
RUB-Forscher analysieren Erdbebenwellen in der Ägäis
Nature Geoscience: Mineralausrichtung hält sich Millionen Jahre

Während sich an der Erdoberfläche Verformungen in lokalen Brüchen und Beben entladen, finden in der Unterkruste eher großflächige, kriechende Bewegungen statt. Diese These stützen Ergebnisse eines Geowissenschaftler-Teams aus Bochum, Potsdam, Kiel und Dublin.

Die Forscher, darunter Prof. Dr. Wolfgang Friederich (Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik der RUB), haben mehrere Jahre lang Erdbebenwellen in der Ägäis aufgezeichnet und anhand ihrer Geschwindigkeit Rückschlüsse auf die Kristallausrichtung tieferer Erdschichten gezogen. In der südlichen Ägäis, die in den letzten fünf Millionen Jahren nur schwachen Deformationen unterworfen war, hat sich überraschenderweise die Ausrichtung früherer Deformationen erhalten. Die Forscher berichten in der aktuellen Ausgabe von Nature Geoscience.

Untersuchungen am Ort des Zusammenstoßes von Afrikanischer und Europäischer Platte

Bei der Kollision von Erdplatten kommt es zu komplexen Deformationsvorgängen in der Lithosphäre, welche die obersten 60 bis 100 km des Erdkörpers mit der Erdkruste und Teilen des Erdmantels umfasst. In der oberen Erdkruste verhält sich das Gestein spröde. Durch Verformungen bauen sich Spannungen auf, die sich lokal begrenzt in Erdbeben entladen. In der wärmeren Unterkruste ab 20 km Tiefe und dem obersten Erdmantel kann es aber auch zu langsamen Kriechbewegungen des Gesteins kommen, die über geologische Zeiträume von mehreren Millionen Jahren hinweg zu beträchtlichen Verschiebungen anwachsen können. Was genau in der Unterkruste passiert, war bislang unklar. Die Forscher um Prof. Dr. Wolfgang Friederich haben die Deformationsvorgänge in der Lithosphäre der Ägäis untersucht, wo die Afrikanische mit der Europäischen Platte zusammenstößt.

Geschwindigkeit von Erdbebenwellen zeigt die Richtung

Die Forscher stützten sich dabei auf die Messungen von Erdbebenwellen an verschiedenen Seismographennetzen in der Region. „In der Ägäis finden jeden Monat 1000 Erdbeben statt, die drei bis fünf stärkeren kommen für eine Analyse in Frage“, erklärt Prof. Friederich. Dabei kommt es darauf an, Erdbebenwellen verschiedener Richtungen zu analysieren. Denn die Geschwindigkeit ihrer Ausbreitung lässt Rückschlüsse auf die Struktur tief liegender Gesteinsschichten zu. „Die Deformation von Gesteinen verändert das Kristallgefüge“, erklärt Prof. Friederich. „Im Laufe von Millionen Jahren richten sich die gesteinsbildenden Minerale durch die Verformung aus. Ohne diese Deformationen haben sie eine zufällige Verteilung in alle Richtungen.“ Wenn es zu einer Ausrichtung der Minerale gekommen ist, breiten sich Erdbebenwellen parallel dazu schneller aus als senkrecht dazu.

Überraschendes Ergebnis in der südlichen Ägäis

Aktuelle Messungen der Verschiebung der Erdplatten in der Ägäis an der Erdoberfläche mit GPS (Global Positioning System) zeigen eine Ausdehnung der nördlichen Ägäis in nord-südlicher Richtung, während die südliche Ägäis nur eine sehr geringe Deformation erfährt. Wie zu erwarten war, sind nach den Ergebnissen der Forscher die Minerale in der nördlichen Ägäis ebenfalls durch die gesamte Lithosphäre bis in den Erdmantel hinein konsistent in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet und zeigen damit die jüngere Extensionsrichtung an. In der südlichen Ägäis sieht es anders aus. Der oberste Erdmantel zeigt nur eine schwache Ausrichtung der Minerale – entsprechend der nur schwachen Deformation in der jüngeren Erdgeschichte. „In der Unterkruste haben wir aber überraschenderweise eine deutliche Ausrichtung in Nord-Ost nach Süd-West-Richtung gefunden“, berichtet Prof. Friederich. Diese Ausrichtung stimmt mit der Extensionsrichtung der Ägäis im Miozän (vor 20 bis fünf Millionen Jahren) überein. „Offenbar wurden die Minerale in der Unterkruste im Miozän ausgerichtet und haben diese Orientierung bis heute beibehalten“, folgert der Geophysiker. Das deutet darauf hin, dass die Unterkruste sich nicht lokalisiert, sondern großräumig durch „Kriechen“ verformt.

Förderung des Projekts

Die Forschungsarbeiten wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereiches SFB 526 „Rheologie der Erde“ von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und von der Science Foundation Ireland gefördert.

Titelaufnahme

Brigitte Endrun, Sergei Lebedev, Thomas Meier, Céline Tirel & Wolfgang Friederich: Complex layered deformation within the Aegean crust and mantle revealed by seismic anisotropy. In: Nature Geoscience, Published online 30.01.2011, doi: 10.1038/ngeo1065

Weitere Informationen

Prof. Dr. Wolfgang Friederich, Institut für Geologie, Mineralogie und Geophysik, Tel. 0234/32-23271, E-Mail: wolfgang.friederich@rub.de, Internet: http://www.geophysik.ruhr-uni-bochum.de, http://www.ruhr-uni-bochum.de/sfb526/

Redaktion: Meike Drießen

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.geophysik.ruhr-uni-bochum.de, http://www.ruhr-uni-bochum.de/sfb526/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?
17.01.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

nachricht Was ist krebserregend am Erionit?
13.01.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Event News

12V, 48V, high-voltage – trends in E/E automotive architecture

10.01.2017 | Event News

2nd Conference on Non-Textual Information on 10 and 11 May 2017 in Hannover

09.01.2017 | Event News

Nothing will happen without batteries making it happen!

05.01.2017 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau