Modellierung verzweigter Störungszonen in der Erdkruste

Die Plattentektonik der Erde wird in den meisten Fällen mit großdimensionalen Mega-Scherflächen assoziiert, die entlang der Plattengrenzen liegen z.B. die San Andreas Störung (USA) und die Nordanatolische Störungszone (Türkei). Diese Störungssysteme sind der Hauptgrund für schwerwiegende Erdbeben (San Francisco, Chile etc.) und Tsunamis (Sumatra, Japan etc.). Solche Schwächezonen stellen einen idealen Transportweg für aufsteigendes Magma oder auch Fluide dar. In vielen Fällen können seltene Metallvorkommen mit solchen Strukturen assoziiert werden, die für die Wirtschaft von größter Bedeutung sind. Die vertikal einfallenden Störungsbereiche sind in der oberen Erdkruste relativ genau studiert. Innerhalb von 10 bis 40km verhält sich das Gestein nicht mehr spröde sondern duktil. Dabei kann die Scherzone eine Breite von bis zu fünf Kilometer aufweisen. Eine direkte Observation dieser tiefen Scherzonen ist nicht möglich. Im Gelände können jedoch durch Erosion freigelegte, inaktive duktile Scherzonen zur Untersuchung herangezogen werden. Diese zeigen in vielen Fällen eine relativ komplexe Struktur auf. Die fossilen Strukturen sind das Endresultat nach einer langjährigen Bewegungsgeschichte der Kruste. Die meisten der Modellierungen solcher Scherzonen gehen von einem geradlinigen Verlauf der Störung aus. Die duktilen Strukturen sind jedoch hoch komplex ineinander verzweigt. Dieses Projekt befasst sich mit der Entwicklung von numerischen Methoden zur Modellierung verzweigter Scherzonen unter spröden und duktilen Bedingungen. Die Informationen sollen zu einem besseren Verständnis über das Interagieren einzelner Störungen bzw. die zeitliche Entstehung von multiplen Scherzonen beitragen. Mit Hilfe neuer physikalischer Erkenntnisse, kombiniert mit Geländedaten, sind neue Aussagen bezüglich der Entwicklung von Erdbeben und der Bewegungen von Fluiden möglich, die neue Fundorte von seltenen Erzlagerstätten aufzeigen können.