Titelaufnahme

Titel
3D-Geschwindigkeitsstrukur des ostalpinen Slabs : Ergebnis einer tomographischen Studie / von Ulrike Helene Mitterbauer
Weitere Titel
3D-Velocitystructure of the Easternalpine Slab - Results of tomographic Studies
Verfasser / Verfasserin Mitterbauer, Ulrike Helene
Begutachter / BegutachterinBrückl, Ewald
ErschienenWien, 2017
Umfangviii, 157 Seiten : Illustrationen, Diagramme, Karten
HochschulschriftTechnische Universität Wien, Dissertation, 2017
Anmerkung
Zusammenfassung in englischer Sprache
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
SpracheDeutsch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Ostalpen / Tomographie
Schlagwörter (EN)Eastern Alps / Tomography
Schlagwörter (GND)Geologie / Orogenese / Tomografie / Geoinformation
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-100892 Persistent Identifier (URN)
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3D-Geschwindigkeitsstrukur des ostalpinen Slabs [7.21 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Während der letzten beiden Jahrzehnte wurden teleseismische Studien im alpinen-mediterranen Bereich durchgeführt, um die Struktur des oberen Erdmantels zu untersuchen. Dabei konnte ein tiefer Slab identifiziert werden, der als subduzierte ozeanische Lithosphäre interpretiert wurde. Dieser befindet sich oberhalb der 670 km ¿ Diskontinuität. Ein weiterer seichter Slab befindet sich unterhalb des Alpenbogens. Sein Ursprung wird auf kontinentale Lithosphäre zurückgeführt. Aufbauend auf den im Rahmen der Tomographie gewonnenen Abbildungen konnte das Verständnis der aktiven und passiven tektonischen Prozesse erweitert warden. Nichstdestotrotz bestehen noch offene Fragen. Die Geometrie der subduzierten Lithosphäre in der Übergangszone zum pannonischen Becken und eine Änderung der Subduktionsrichtung des seichten Slabs sind Diskussionen unterworfen.^ Das passive teleseismische Projekt ALPASS wurde durchgeführt, um die Klärung dieser offenen Fragestellungen zu unterstützen. Zwischen 2005 und 2006 wurden teleseismische Wellenformen von 81 Erdbeben aufgezeichnet und an 75 temporären und 79 permanenten Stationen registriert. Basierend auf den so gewonnenen Daten konnte mittels tomographischer Verfahren ein Modell in einer Tiefe zwischen 60 und 500 km Tiefe gewonnen werden.Ein sehr steiler bis beinahe vertikal abtauchender seichter Slab unterhalb der Ostalpen kann bis zu einer Tiefe von 250 km erkannt werden. Dieser wird dahingehend interpetiert, dass es sich dabei um untere europäische Lithosphäre handelt, die sich im Anschluß an die Kollision zwischen Adria und Europa von der Kruste abgelöst und subduziert wurde. Unterhalb der pannonischen Region konnten niedrige Gescheindigkeiten, die bis in eine Tiefe von 300 km reichen, erkannt werden.^ Diese befinden in Einklang mit dem Konzept des pannonischen Lithosphärenfragments, das Deformationen, die in Zusammenhang mit Blattverschiebungen in Relation zur europäischen Platte und mit Ausdehnungsprozessen, die im Anschluß an die Kollision zwischen Adria und Europa erfolgten, aufweist. In einer Tiefe zwischen 350 und 400 km konnte ein tiefer Slab, der sich unterhalb der Zentralalpen bis zum pannonischen Bereich erstreckt, erkannt werden. Dieser wird der subduzierten ozeanischen Lithosphäre der Alpinen Tethys zugeordnet. In noch größeren Tiefen ist ein kontinuierlicher Übergang des tiefen Slabs in eine Hochgeschwindigkeitsanomlie oberhalb der 670 km - Diskontinuität zu erkennen. Aus dem gewonnen Datensatzes und aus zuvor publizierten Daten anderer tomographischen Untersuchungen wurde ein gewichtetes Mittel gebildet, welches als Grundlage für die Erstellung synthetischer Modelle diente.^ Unter Verwendung desselben Raytracing-Algorithmus und der zuvor gewonnen Laufzeiten wurden Modelle konstruiert und invertiert. Dadurch konnten die im Zuge der Tomographie gewonnen Strukturen getestet werden und mögliche Verbindungen innerhalb des seichten Slabs bzw. zwischen dem seichten und dem tiefen Slabs konnten überprüft werden. Dadurch hat sich gezeigt, dass ein zusammenhängender seichter Slab vorliegt. Eine Verbindung des seichten mit dem tiefen Slab konnte jedoch weder bestätigt noch widerlegt werden. Zuletzt wurde noch der Versuch unternommen aus dem Geschwindigkeitsmodell ein Temperaturmodell abzuleiten. Dafür wurden Randbedingungen zwischen der dreidimensionalen Verteilung der seismischen Geschwindigkeiten mit physikalischen Parametern wie Temperatur und Dichte herangezogen. Es war anhand dieser Zusammenhänge möglich die Plausibilität des Modells zu testen und den tektonischen Ursprung der Slabs zu verifizieren.

Zusammenfassung (Englisch)

During the last two decades teleseismic studies have been undertaken to reveal the structure of the upper mantle below the Alpine-Mediterranean area. A deep slab, which is interpreted as subducted oceanic lithosphere, can be seen as a broad anomaly above the 670 km discontinuity. More shallow slabs can be found beneath the Alpine arc and are interpreted as continental lower lithosphere. Based on these images, advances in our understanding of active and passive tectonic processes have been achieved. Nevertheless, there are still open questions and debates are on-going. The geometry of the subducted lithosphere at the transition to the Pannonian Basin and a change of polarity observed in the shallow slabs are still disputed topics. The passive teleseismic experiment ALPASS was designed to shed light on such problems. Between 2005 and 2006 teleseismic waveforms from 81 earthquakes were recorded at 75 temporary and 79 permanent stations.^ Based on this data, a teleseismic model was created between 60 and 500 km depth. A steeply to vertically dipping ¿shallow slab¿ below the Eastern Alps was clearly resolved down to a depth of 250 km. It is interpreted as European lower lithosphere detached from the crust and subducted during post-collision convergence between Adria and Europe. Below the Pannonian realm, low velocities prevail down to 300 km depth. They are consistent with the concept of a Pannonian lithospheric fragment that underwent strike-slip deformation relative to the European plate and extension during the post-collision phase of the Alpine orogeny. At depths between 350 and 400 km, a ¿deep slab¿ extends from below the central Eastern Alps to under the Pannonianrealm. This is interpreted as subducted lithosphere of the Alpine Tethys. At greater depth, there is a continuous transition to the high velocity anomaly above the 670 km discontinuity.^ An average was built from the collected data set and from published works dealing with tomographic studies that overlap in the area of study, and this was used as a basis for compilation of synthetic models. Using the same raytracing-algorithm and traveltimes for the actual registered events and stations, the models constructed in this manner were then inverted. This made it possible to test the structures calculated during the tomography. Close examinations were conducted to see if there is a possible connection within the shallow slab and betweeen the shallow and the deep slab. It could be shown that the shallow slab is connected, but it was not possible to make a statement concerning the connection between the deep and the shallow slab. Lastly, a temperature model was compiled from the vP ¿ model.^ For this assessment, several constraints concerning relations between the three dimensional distribution of seismic velocities and physical parameters like temperature and density were applied. By these means, the plausibility of the model and the tectonic origin of the slab was verified.

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