The Nature of DEEP – FOCUS EARTHQUAKES

The Nature of DEEP – FOCUS EARTHQUAKES

Paper von Cliff Frohlich

Inhalt

• Was sind Tiefbeben?

• Wieso sind sie von Bedeutung?

• Wie sind sie charakterisiert?

• Welches sind die mechanischen Prozesse dahinter?

• Unbeantwortete Fragen und zukünftige Forschungsbereiche.

Was sind Tiefbeben?

• Wadati (1928): Erdbeben unterhalb der Erdkruste

• Wadati-Benioff-Zone (oder auch Benioffzone)

Was sind Tiefenbeben?

• Erdbebenherd liegt bei einer Tiefe von 70 km und mehr

• Intermediate Earthquakes (70 bis 300 km)

• Very deep Earthquakes (ab 300 km)

• Unterhalb von 680km gibt es keine Erdbeben mehr

Wieso sind sie von Bedeutung?

1. treten weltweit, sehr oft und stark auf.

2. stehen in Zusammenhang mit Subduktionszonen (Beweis für dir tektonischen Prozesse)

3. Erdbebenwellen wichtig für die Erkundung des Erdinnern

4. unterscheiden sich mechanisch von den shallow Earthquakes

Wie sind sie charakterisiert?

Tiefenverteilung/globale Verteilung:- globales Auftreten ist abhängig von der Tiefe - bis 300km nahezu globale Gleichverteilung- Unterhalb von 300km keine Gleichverteilung

Tonga-Kermadec Region


Größenverteilung:

- größte Tiefenbeben intermedite Earthquakes

unterscheiden sich von shallow Earthquakes:

• deutlich geringere Aftershocks

• deutlich höherer Spannungsabfall


Moment Tensor:

- Keine Isotope Ausbreitung

- Double Couple nicht ausreichend

- CLVD: compensated linear vector dipole

- Es liegt eine Kombination von DC und CLVD vor

- CLVD kommt in Regionen mit einer extremen strukturellen Komplexität vor

Mechanische Prozesse


• Tensionale Spannung

• Kompressionale Spannung

• Biegespannung

• Thermale Spannung

• Phasenübergänge


Runway – Creep:

• Schmelzung entlang Shear –Zonen

• Unsicherheit: Creep – Instabilität müsste sehr schhnell und über eine große Fläche erfolgen

Eher wahrscheinlich für foreshocks


Biegsame Instabilitäten:

• kein großer Temperaturunterschied durch den Creep – Prozess

• Temperatur und Druck sind abhängig von der Creep – Resistenz

• Unsicherheit: es gibt keine experimentelle Arbeit, die diese Theorie belegt


Fest – Phasen Übergänge:

• ohne Volumenänderung würde eine CLVD Quelle entstehen

• Energie ist groß genug, wenn der Phasenübergang schnell genug ist

• untere Grenze von 700km für Tiefenbeben festlegbar?

• Unsicherheit: nicht bewiesen


Poren Fluide:

• Subduktion von Meeressedimenten Dehydration

• Senkung des hydrostatischen Drucks

• Unsicherheit: keine Aussagen über das Verhalten in den Mantelbedingungen möglich

Unbeantwortete Fragen

• Welches ist der physikalische Prozess in den Quellen der Tiefenbeben?

• Warum treten Tiefenbeben nicht noch tiefer auf?

• Wodurch unterscheiden sich very deep Earthquakes von den intermediate Earthquakes?

The Nature of DEEP – FOCUS EARTHQUAKES

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