Plate re-organization in the western Mediterranean: Lithospheric causes and topographic consequences

Individualprojekt IP1-GE  Ocean-bottom seismology in the Alboran Sea / Gibraltar Arc

Laufzeit: 01.01.09-31.12.2011

Antragsteller: Dr. Ingo Grevemeyer

Förderer: DFG innerhalb des Programms TOPO-EUROPE der European Science Foundation (ESF)

Die Entwicklung des westlichen Mittelmeers ist gesteuert durch (i) die Konvergenz von Afrika und Eurasia und (ii) durch die Bewegung bereits subduzierter Lithosphäre im Erdmantel, dem sog. Slab Roll-Back. Beide Prozesse prägen sowohl die Oberflächengestalt der Region Alboran See / Rif / Betics als auch die Mantelregion mit der konsumierten (subduzierten) Afrikanischen Lithosphäre. Das geplante Projekt ist Teil der ESF-EUROCORES Initiative TOPO-EUROPE und hat das Ziel, den Zusammenhang zwischen der Plattenkonvergenz und großskaligen Störungsstrukturen in der Alboran Sea (Trans-Alboran-Scherzone – Alboran Rücken und Yusuf Rücken Pull Apart Becken) und Miozäner Subduktion / Tiefe Erdbeben (40-150 km) zu untersuchen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden Beobachtungsnetzwerke mit Ozeanbodenseismometern (OBS) und Hydrophonen (OBH) zur Registrierung der lokalen und regionalen Erdbebenaktivität ausgelegt. Es sind zwei Beobachtungsperioden von jeweils 6-8 Monaten (insgesamt ein Jahr bis 16 Monate) geplant, d.h., drei Expeditionen in die Region werden notwendig (Abschnitt 1 –Auslage; Abschnitt 2 – Aufnahme und Wieder-Auslage; Abschnitt 3 – Aufnahme). Die auf den Seismometern registrierten Daten liefern durch die Verfahren der seismischen Tomographie und sog. Receiver-Funktion Information über die Krustenstruktur entlang der Nahtstelle zwischen Europa und Afrika zwischen Marokko und Spanien.

Zusammengefasst sind die Hauptziele folgende:

a) Erkundung der Krustenstruktur in der Alboran See, vordergründig die Lage der im Miozän gebildeten Vulkankette, um den zeitlichen Ablauf des Plattenrückzugs nachzuzeichnen.

b) Erforschung der Beschaffenheit und Lage der größeren Verwerfungszonen in der Alboran See. Sind es Bereiche geschwächter Kruste oder Nahtstellen unterschiedlicher geologischer Blöcke?

c) Charakterisierung des unter dem Gibraltar-Bogen/Alborangebiet liegenden Erdmantels und die Erdbebenverteilung.

d) Erstmalige Bereitstellung von Laufzeitdaten, die auf Hochseestationen von lokalen, regionalen und teleseismischen Erdbeben aufgenommen wurden, um sie in tomografischer Inversion zu benutzen und um seismotektonische Prozesse in der Region zu erforschen.

e) Bestimmung der Eigenschaften der tomografisch abgebildeten "subduzierenden Lithosphäre".

• MCS: marine Multikanal-Reflektionsseismik
• Meeresbodenkartierung
• Erdbebenmonitoring

• Ozeanbodenseismometer
• Fächerecholot
• Mehrkanalstreamer

1. Prof. Marinus Wortel, Department of Earth Sciences, Faculty of Geosciences, University of Utrecht, Utrecht, Netherlands
2. Prof. Claudio Faccenna, Dipartimento Scienze Geologiche, Instituto die Geologia Ambientale e Geoingegneria, Universitá di Roma Tre, Rom, Italien
3. Prof. Manuel Fernandez, Departamento de Geofísica y Tectónica, Instituto de Ciencias de la Terra Jaume Almera, Barcelona, Spanien
4. Prof. Alan G. Jones, School of Cosmic Physics, Dublin Institute for Advanced Studies, Dublin, Irland
5. Prof. Pedro Terrinha, Departamento de Geologia Marinha, Instituto Nacional de Tecnologia e Inovacao, Lissabon, Portugal