Sector collapse kinematics and tsunami implications

Eine Kooperation zwischen Prof. Sebastian Krastel (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel), Prof. Katrin Huhn (MARUM, Universität Bremen) und  Prof. Christian Berndt (GEOMAR)

gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Flankenkollapse auf vulkanischen Ozeaninseln stellen die größten Massenbewegungen weltweit dar. Sie können Mega-Tsunamis auslösen, dessen Höhe allerdings kontrovers diskutiert wird. Die schlecht verstandene Dynamik der Kollapsereignisse kontrolliert dabei wesentlich die Höhe der Tsunamis. Viele Kernfragen sind offen: Sind die beobachteten Ablagerungen das Resultat von einer oder von mehreren Rutschungen? Zu welchen Anteilen bestehen die Rutschungen aus mobilisierten Meeresboden-Sedimenten? Auch die Verbindung zu vulkanischen Ausbruchsepisoden und der Verlagerung von vulkanischen Zentren ist noch völlig unklar. Dieses Forschungsprojekt stellt einen integralen Bestandteil zu der ersten groß angelegten interdisziplinären Untersuchung der Ablagerungen von Vulkaninseln dar. Ihren vorläufigen Höhepunkt fand sie im IODP Leg 340 (Kleine Antillen), welche im März und April 2013 zum ersten Mal die proximalen Ablagerungen von solchen Hangrutschungen erbohrt hat. Leider genügt die Verteilung der Bohrlöcher nicht, um die laterale Veränderlichkeit der Hangrutschungen herauszuarbeiten, die aber für das Verständnis des Ablagerungsprozesses von entscheidender Bedeutung ist.

Daher werden wir im Rahmen der SEKT Projektausfahrt eine Reihe von MeBo (“Bremer Meeresboden-Bohrgerät”) Bohrungen in die beprobte Rutschmasse durchführen, um die laterale Variabilität zu analysieren. Des Weiteren werden wir die beiden im Südosten von Montserrat abgelagerten Rutschmassen mittels 3D seismischer Daten vollständig abbilden. In einer Pilotstudie haben wir einen ersten 3D seismischen Würfel vor Montserrat aufgenommen, doch leider war das einzige in diesem Gebiet befindliche IODP Bohrloch nicht erfolgreich.

Durch die Kombination von Bohrungen und 3D Seismik wird dieses Forschungsprojekt einen einmaligen Datensatz ergeben, um die interne Struktur, die Zusammensetzung und die Provenanz der Rutschmassen zu analysieren. Dies wird die Grundlage für einen Quantensprung im Verständnis der Prozesse liefern, die während vulkanischer Hangrutschungen aktiv sind und so eine Quantifizierung des Tsunamipotentials erlauben. Wegen der umfangreichen geophysikalischen Vorarbeiten und weil IODP Leg 340 bisher das einzige Leg war, welches Kernmaterial von Hangrutschungen an vulkanischen Inselbogenvulkanen geliefert hat, ist diese Ausfahrt vor Montserrat eine einzigartige Möglichkeit das grundlegende Verständnis der für Flankenkollapse verantwortlichen Prozesse zu verbessern. Die Ergebnisse werden allgemein auf vulkanische Hangrutschungen und insbesondere auf Untersuchungen von Inselbogenvulkanen anwendbar sein.

Die Projektausfahrt ist bereits bewilligt, jedoch noch nicht in die Fahrtplanung aufgenommen worden.