Projektbeschreibung

Die Dynamik der festen Erde, z. B. die Entstehung der Plattentektonik, die Stärke der Plattengrenzen und die Bildung und Entwicklung von Gebirgen, wird direkt durch die chemische und physikalische Wirkung von Wasser gesteuert. Im flachen (spröden) Teil der Lithosphäre wirkt der Fluiddruck dem lithostatischen Druck entgegen und schwächt Verwerfungen. In größerer Tiefe macht die chemische Aktivität des Wassers Gesteine plastisch schwächer und ist auch für metamorphe Reaktionen verantwortlich, die eine Schwächung bewirken. Flüssigkeiten wurden herangezogen, um Beobachtungen von Tremor und langsamem Rutschen in der Tiefe zu erklären, und ein großer Teil der Krustenseismizität wird auf aufwärts gerichtete Flüssigkeitsströmungen zurückgeführt, die Erdbebenschwärme auslösen.

Dennoch haben wir immer noch sehr wenige quantitative Beschränkungen für den Flüssigkeitsdruck oder die chemische Aktivität von Wasser in der Tiefe der Lithosphäre. Außerdem sind Flüssigkeitsdruck und -transport mit Verformung verbunden, und die Mechanismen, durch die Flüssigkeiten Verwerfungen und Seismizität auslösen, sind nicht gut verstanden: Krustenflüssigkeiten sind sehr mobil, und die physikalischen Eigenschaften von Gestein entwickeln sich als Reaktion auf Flüssigkeits-Gesteins-Wechselwirkungen und Verformung.

Ziel dieses Projekts ist es, die gekoppelten mechanischen, hydraulischen und chemischen Prozesse zu identifizieren und zu quantifizieren, die in der Lithosphäre ablaufen, vom langsamen Kriechen bis zum schnellen Erdbebenrutsch, und die Rolle von Flüssigkeiten bei tiefer und flacher Seismizität, langsamem Rutschen und der langfristigen Entwicklung von Plattengrenzen zu bestimmen.

Um diese Fragen zu beantworten, entwickeln wir experimentelle Methoden, die es uns ermöglichen, die hydromechanischen Eigenschaften von Gesteinen während der Verformung und chemisch unterstützter langfristiger Heilungsprozesse zu messen und Laborergebnisse in Verwerfungssimulationen zu integrieren.

Projektlaufzeit

2024 -

Zuwendungsgeber

ERC Consolidator Grant "RockDeath" (2024-2029)

Frühere Finanzierung durch den britischen Natural Environment Research Council (2018–2021) und den Leverhulme Trust (an der UCL)