Große Erdbeben an Plattenrändern und im Inneren tektonischer Platten bedrohen die menschliche Bevölkerung direkt durch die starken Erschütterungen, die sie verursachen, und - bei Erdbeben in Subduktionszonen und in einigen anderen Gebieten - durch die großen Tsunamis, die durch die Hebung oder Senkung des Meeresbodens infolge des Erdbebens ausgelöst werden. Wir streben ein besseres Verständnis der physikalischen Faktoren an, die die Bruchausbreitung kontrollieren. Weiterhin untersuchen wir das Zusammenspiel zwischen langfristiger Deformation und der kurzfristiger Freisetzung seismischer Energie in Form von Erdbeben an an. Wir untersuchen, wie die Eigenschaften der Plattengrenzfläche und der die Verwerfung umgebenden lithosphärischen Struktur diese Prozesse beeinflussen. Die gewonnenen grundlegenden Erkenntnisse dienen unter anderem der Entwicklung verbesserter zeitabhängiger Gefährdungsabschätzungen und zuverlässigerer Erdbeben- und Tsunami-Frühwarnsysteme. Wir verfolgen aber auch unmittelbar anwendbare Ansätze wie die Arbeit an Methoden zur schnellen Charakterisierung von Erdbebenparametern aus Echtzeit-Datenströmen.

Ein Erweiterung dieses Forschungsgebiets erstreckt sich auf die seismische Charakterisierung von nicht-tektonischen Auslösern von Tsunamis, wie z. B. vulkanische Flankenkollapse oder sehr große Erdrutsche.

Wir verwenden die folgenden Ansätze:

• Interdisziplinäre Analysen der Bruchausbreitung von großen Erdbeben. Durch die Zusammenarbeit mit anderen Gruppen kombinieren wir teleseismische Backprojection für Signale hoher Frequenzen (> ca. 0.5 Hz), Wellenformmodellierungen für niedrigere Frequenzen, GNSS und InSAR für statische Offsets und Tsunami-Modellierung.
• Analyse von Nachbebensequenzen und Hintergrundseismizität mit Methoden wie Double Difference Relokalisierung, automatische Erkennung von seismischen Ereignissen, und Momententensorinversion.
• Vergleich von Geschwindigkeitsmodellen, Seismizitätsverteilungen und Indikatoren für langfristige Deformation

In zunehmendem Maße wenden wir Methoden des maschinellen Lernens an und entwickeln sie weiter, sowohl zur Vereinfachung von Prozessen, die früher manuell durchgeführt wurden, wie z. B. die Bestimmung der Ankunftszeiten von Erdbeben, als auch zur Untersuchung grundlegenderer Fragen wie der Vorhersagbarkeit von Brüchen, bei denen kein Konsens über ein eindeutiges physikalisches Modell besteht.

Unsere Strategie besteht auch darin, uns am Betrieb des Integrierten Plattenobservatoriums in Chile (IPOC) zu beteiligen, um Jahrzehnte lange Zeitreihen für eine hochaktive Subduktionszone zu erstellen.

Mit dieser Forschung leisten wir einen Beitrag zum Thema "Ruhelose Erde – Vorhersage von Geogefahren ermöglichen" des Helmholtz-Forschungsprogramms "Changing Earth - Sustaining our Future", Subtopic 3.2 „Zeitliche Variationen und die letzte Phase vor katastrophalen Ereignissen” und Subtopic 3.3 "Extremereignisse: Charakterisierung, Kaskaden und Auswirkungen”.

Becas Chile fellowship
HEIBRIDS project
Tsunami Risk
REPORT-DL

MARISCOS