Off-rift volcanism in rift zones determined by crustal unloading (23.03.2014)
Francesco Maccaferri, Eleonora Rivalta, Derek Keir, Valerio Acocella

An kontinentalen  Grabenbrüchen, sogenannten Riftzonen, wie beispielsweise in Ostafrika oder dem Oberrheingraben, tritt häufig Vulkanismus auf. Ein Wissenschaftlerteam des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ konnte nun zusammen mit Forschern der Universitäten von Southampton (UK) und Roma Tre (Italien) zeigen, dass sich das Spannungsmuster in der Erdkruste ändert, wenn die Erdkruste innerhalb eines Graben ausdünnt und damit gewichtsbedingt entlastet wird. Dadurch wird das aus der Tiefe aufsteigende Magma in Gänge gesteuert, die schräg von den Magmaquellen in der Riftzone nach oben abzweigen und erst kilometerweit von der Achse des Grabenbruchs entfernt zutage treten.

| Nature Geoscience | | DOI: 10.1038/NGEO2110 |

Groundwater level changes induced by the 2011 Tohoku earthquake in China mainland
Rui Yan; Heiko Woith; Rongjiang Wang (2014)

Nach dem Mw=9.0 Toholu Erdbeben wurden Grundwasserspiegelschwankungen in Entfernungen zwischen 1300 und 5400 km in China beobachtet. Von 216 Brunnen reagierten 73 mit langanhaltenden Veränderungen, wobei etwa gleich viele Wasserspiegelanstiege und -absenkungen beobachtet wurden. 85 Brunnen zeigten kurzzeitige Oszillationen, 58 reagierten überhaupt nicht. Die verschiedenen Reaktionstypen folgten keinem räumlichen Muster. Etwa 80 % der Brunnen-Aquifer-Systeme zeigen Erdgezeiten, wobei alle Brunnen mit einer Gezeitenempfindlichkeit von mehr als 0,5 m pro microstrain (M2 and O1) auf das Erdbeben reagiert haben. Postseismische Phasenverschiebungen der halbtägigen M2 -Tide wurden an 31 Brunnen festgestellt. Solche Phasenverschiebungen können einen Hinweis auf Permeabilitätsänderungen im Aquifer geben. Das ist in 43% der Brunnen mit langanhaltenden Wasserspiegeländerungen der Fall, aber nur in 15% aller untersuchten Brunnen.

| Geophysical Journal International | DOI: 10.1093/gji/ggu196 | PDF |

Velocity ratio variations in the source region of earthquake swarms in NW Bohemia obtained from arrival time double-differences
Dahm, T. and T. Fischer (2014)

Die Ursache von immer wieder auftretenden, energetischen Erdbebenschwärmen in der Mittelkruste unter NW Böhmen / Vogtland (deutsch-tschechische Grenzregion) ist bis heute ungeklärt. Einzelne Schwärme bestehen aus vielen tausend, schwachen Erdbeben bis Magnitude M4.5., die über mehrere Monate bis zu Jahren andauern können. Als mögliche Ursache wurden magmatische Fluide und Gase vorgeschlagen, die den Erbebenprozesse auslösen und steuern könnten.In der Publikation werden zum ersten Mal die Veränderungen der elastischen Parameter mit hoher zeitlicher Auflösung direkt im Herdgebiet der  Bebenschwärme untersucht. Dazu wurde eine neu entwickelte Methode angewendet, welche doppelte Laufzeitdifferenzen von P und S Wellen der  räumlich beeinanderliegenden Erdbeben auswertet.  Dadurch ist es möglich, dass der EInfluß der Erdkruste zwischen den Erdbeben und den seismischen Stationen an der Oberfläche  herausgemittelt wird, und nur Veränderungen im Herdgebiet der Schwärme Einfluss auf Laufzeiten haben.Völlig unerwartet wurden starke zeitliche Anomalien für alle drei untersuchten Bebenschwärme gefunden, die auf eine Abnahme der Geschwindigkeit der P Wellen zu Beginn eines Schwarmes hinweisen mit einer anschließenden, langsamen Erholungsphase. Die Beobachtungen könnten möglicherweise durch die  spontane Entgasung von Fluiden  im Herdgebiet unter hohem Überdruck erklärt werden, verbunden mit einer langsamen Migration der Gase in  umliegende Klüfte und Gesteinsrisse.Die Ergebnisse unterstützen die Rolle der Fluide für die Auslösung von Erdbebenschwärmen in NW Böhmen. Der neue methodische Ansatz könnte in Zukunft  genutzt werden, um Bebenschwärme besser zu überwachen und die mögliche Dauer und Stärke einzelner Schwärme besser einzuschätzen.

| Geophysical Journal International | DOI:10.1093/gji/ggt410 |

The 2013 September–October seismic sequence offshore Spain: a case of seismicity triggered by gas injection?
Simone Cesca, Francesco Grigoli, Sebastian Heimann, Alvaro González, Elisa Buforn, Samira Maghsoudi, Estefania Blanch and Torsten Dahm

This paper timely investigated a very significant seismic sequence offshore Spain in Autumn 2013, culminating in a maximal magnitude Mw 4.3 on October 1, 2013. The epicentral region is located close to the Castor project platform, where gas was injected in a depleted oil reservoir at 2 km depth, an operation which rarely induced significant seismicity in the past. Through a full waveform seismological analysis we could locate and characterise the seismic sources, and additionally evaluate statistical parameters of the seismic sequence. Our study suggests that seismicity triggered by gas  injection occurred along a low-dipping angle fault.

| Geophysical Journal International | DOI:/10.1093/gji/ggu172 | PDF |

Gradual unlocking of plate boundary controlled initiation of the 2014 Iquique earthquake
Bernd Schurr, Günter Asch, Sebastian Hainzl, Jonathan Bedford, Andreas Hoechner, Mauro Palo, Rongjiang Wang, Marcos Moreno, Mitja Bartsch, Yong Zhang, Onno Oncken, Frederik Tilmann, Torsten Dahm, Pia Victor, Sergio Barrientos & Jean-Pierre Vilotte (2014)

Das Pisagua-Erdbeben, welches sich am 1. April 2014 vor der Küste Chiles ereignete, brach einen Teil der sogenannten nordchilenischen seismischen Lücke, dem letzten Gebiet an der südamerikanischen Plattengrenze, welches seit dem vorletzten Jahrhundert keine grösseren Beben aufwies. Die Region wurde aus diesem Grund seit mehreren Jahren mittels verschiedenartiger Instrumente intensiv beobachtet. Das IPOC-Netzwerk (Integrated Plate boundary Observatory Chile), an welchem das GFZ federführend beteiligt ist, umfasst unter anderem Breitbandseismometer, Accelerometer, GNSS (Global Navigation Satellite System) und Strainmeter. Die Auswertung dieser Daten ermöglichte es, ein Modell der räumlichen und zeitlichen Ausbreitung des Bebens und des größten Nachbebens zu erstellen (weiße Konturlinien im linken Bild), aber auch den langfristigen Kopplungszustand (Hintergrundfärbung) zu analysieren, also die Stärke der Verhakung der tektonischen Platten. Weiter wurde mittels statistischer Untersuchungen der Verteilung der Vorbeben (blaue Punkte) eine Verringerung des b-Wertes beobachtet (Bild rechts unten), welcher das Verhältnis der Anzahl der kleineren zu den größeren Erdbeben beschreibt. Aus diesen Beobachtungen folgt, dass in diesem Fall dem Beben eine graduelle Schwächung der Kopplungszone im Laufe der letzten Jahre vorausging. Schlussendlich ist zu bemerken, dass das Beben lediglich einen Teil der seismischen Lücke entspannt hat, und dass der restliche Bereich jetzt eine signifikante, stärkere Gefährdung aufweist, mit dem Potential für ein Beben über der Magnitude 8,5.

| Nature | DOI: /10.1038/nature13681 |

Satellite radar data reveal short-term pre-explosive displacements and a complex conduit system at Volcán de Colima, Mexico

Jacqueline T. Salzer, Mehdi Nikkhoo, Thomas R. Walter, Henriette Sudhaus, Gabriel Reyes-Dávila, Mauricio Bretón and Raúl Arámbula (2014)

|Frontiers in Earth Science| doi: 10.3389/feart.2014.00012 |

Static stress triggering explains the empirical aftershock distance decay.
Hainzl, S., Moradpour, J., Davidsen, J. (2014)

Die räumliche Verteilung von Nachbeben hängt von dem Auslösemechanismus ab und ist deshalb besonders nützlich zur Unterscheidung der Mechanismen basierend auf statischen und dynamischen Spannungsänderungen. Der empirisch beobachtete relativ langsame Abfall der Aktivität mit zunehmender Entfernung wurde bisher als Hinweis auf dynamische Spannungsänderungen als Ursache gedeutet.Wir haben jetzt aber mit Hilfe von umfangreichen Simulationen gezeigt, dass statische Spannungsänderungen die empirischen Beobachtungen in allen Entfernungsbereichen erklären können.

Geophysical Research Letters, 41, 24, p. 8818-8824.| doi:10.1002/2014GL061975 | pdf |

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