Seismologische Parameter und Instrumente – Überwachung einer unruhigen Erde | SPIN
Das seismische Wellenfeld trägt den Abdruck des Materials, das es durchquert hat. Wir verstehen jetzt, dass seismische Wellenfelder das Material verändern, wenn sie es durchqueren, und dass diese Veränderungen messbar sind. Dies ist wichtig, da die dynamische Reaktion des Erdmaterials direkte Auswirkungen auf unsere Gesellschaft hat: Geomaterialveränderungen sind mit vielen Naturgefahren verbunden, wie Vulkanausbrüchen, Erdrutschen, Erdbeben und dem baulichen Zustand von Bauwerken wie Brücken und Gebäuden. Herkömmliche seismische Sensoren – globale und regionale Netzwerke von Seismometern – bieten uns eine hohe zeitliche Auflösung, aber eine geringe räumliche Auflösung.
Derzeit entstehen neue Sensortechnologien (Glasfaserkabel (DAS), Large-N-Arrays, Rotationssensoren), die uns viel detailliertere räumliche Informationen über das Verhalten des seismischen Wellenfeldes liefern können. Das bedeutet, dass wir Veränderungen der lokalen Materialeigenschaften untersuchen und das komplexe Verhalten von Materialien bei Verformung unter geringer Belastung erforschen können. Diese Sensortechnologien erreichen einen Reifegrad, der es ermöglicht, sie in die gängige seismologische Beobachtungspraxis zu integrieren.
Für diese neue Ära der seismologischen Instrumentierung und Beobachtung müssen grundlegend neue Fähigkeiten entwickelt werden. Im Rahmen von SPIN werden wir die nächste Generation von Wissenschaftlern darin schulen, neue Sichtweisen auf das dynamische Verhalten von Erdmaterialien zu entwickeln und insbesondere zu lernen, wie sie mit den revolutionären neuen Sensorsystemen beobachtet werden können. Derzeit ist es noch unklar, wie diese Sensortypen kombiniert werden können, um die Auflösung zu optimieren. Diese Forschung und Ausbildung wird sich darauf auswirken, wie wir die Prozesse im Erdinneren verstehen, wie wir das geomechanische Verhalten der Erde untersuchen und wie wir Naturgefahren vorhersagen.
Am GFZ konzentrieren wir uns auf den Vulkan Ätna, wo wir die Infrastruktur des „Focus site, Etna“ und des FAME-Projekts nutzen.
Laufzeit
- 2021-2025
Zuwendungsgeber
- SPIN is a European project funded by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement № 955515. The project is a Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Network (MSCA ITN); a joint research training and doctoral programme.
- GFZ
Projektverantwortliche
ProjektmitarbeiterInnen
Cooperations
- INGV-OE: https://www.ct.ingv.it/
Publications
- Diaz-Meza, S., Jousset, P., Currenti, G., Wollin, C., Krawczyk, C., Clarke, A., Chalari, A. (2023): On the Comparison of Records from Standard and Engineered Fiber Optic Cables at Etna Volcano (Italy). - Sensors, 23, 7, 3735.
https://doi.org/10.3390/s23073735 - Jousset, P., Currenti, G., Schwarz, B., Chalari, A., Tilmann, F., Reinsch, T., Zuccarello, L., Privitera, E., Krawczyk, C. (2022): Fibre optic distributed acoustic sensing of volcanic events. - Nature Communications, 13, 1753. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29184-w
Was sagt unser Doktorand?
Meine Aufgabe besteht darin, die komplexen seismoakustischen Wellenfeld-Wechselwirkungen in der Nähe des Vulkans Ätna (Sizilien) zu verstehen, wobei ich mich insbesondere auf die nichtlineare elastische Bodenreaktion konzentriere, die durch Vulkanexplosionen ausgelöst wird. Zu diesem Zweck verwende ich Daten aus einem eingesetzten Multi-Instrumenten-Netzwerk: Breitband-Seismikstationen, Infraschallsensoren und faseroptische verteilte dynamische Dehnungsmessung (auch bekannt als DAS).