[Donner] Non-double-couple moment tensor components and their relation to fluid flow in the West-Bohemia/Vogtland region

German Title: Non-double-couple moment tensor components and their relation to fluid flow in the West-Bohemia/Vogtland region

Abbreviation: 416

Current Status: approved


Main Applicant:Dr. Stefanie Donner


Resources Recipient

Prof. Dr. Frank Krüger


Other Persons


Conveyor Begin: 1 March, 2021
Conveyor End:
Conveyor Duration: 36
Year: 2021


Description

The West Bohemia/Vogtland region is well known for its frequent intraplate swarm activity
connected to fluid flow from the upper mantle into the crust. External forcing plays an important
role for the seismic activity of the region. Especially the initial triggering seems to be highly
influenced by the fluid flow within the crust. This knowledge is derived from seismic moment tensor
solutions, which partly show high non-shear-components (non-DC) for the Vogtland region.
However, the limited number of available moment tensors and the ambiguity of the determined
non-DC components have so far hampered a more detailed analysis of the connection between
swarm activity and fluid flow.
This project aims to contribute to the understanding of the connection between fluid flow and
crustal deformation by analysing full seismic moment tensors, especially their non-DC part. By
improving the accuracy and precision of the determination of non-DC parts, we are able to better
understand their implications for seismotectonic processes within the crust. We will take up several
new approaches to reach our goals. One is to incorporate measurements of rotational ground
motions. Thus, we measure six instead of only three components of the seismic wavefield which
already proved to be valuable for waveform inversion for seismic moment tensors in theory.
Another promising approach is to implement the theory of the asymmetric moment tensor. It
enables to better account for deformation by including material rotations during the rupture which
will give better constraints on the tectonics of the region. In addition, we examine the benefits of a
3D structural model and the possible influences of anisotropy to the resolvability of non-DC parts of
the seismic moment tensor.


Die Region Westböhmen/Vogtland ist bekannt für ihre regelmäßige Intraplatten-Schwarmaktivität,
die mit der Bewegung von Mantelfluiden in der Kruste in Zusammenhang gebracht werden.
Externe Kräfte spielen dabei eine große Rolle. Insbesondere der Beginn eines Schwarmes scheint
stark durch die Fluidbewegungen in der Kruste beeinflusst zu sein. Die bisherigen Erkenntnisse
dazu hat man aus der Analyse von seismischen Momententensoren gewonnen, die teilweise einen
hohen Nicht-Scheranteil aufweisen. Jedoch muss die Anzahl der einbezogenen
Momententensoren und deren Genauigkeit, insbesondere der Nicht-Scheranteile, noch deutlich
erhöht werden, um die Verbindung zwischen Schwarmaktivität und Fluidströmungen genauer
verstehen zu können.
Dieses Projekt zielt darauf ab, zum Verständnis des Zusammenhangs zwischen Fluidfluss und
Krustenverformung beizutragen, indem der volle Momententensor, insbesondere dessen Nicht-
Scheranteile analysiert werden. Indem wir die Genauigkeit und Präzision der Bestimmung von
Nicht-Scheranteilen verbessern, können wir deren Auswirkungen auf seismotektonische Prozesse
in der Kruste besser verstehen. Wir werden verschiedene neue Ansätze verfolgen, um unsere
Ziele zu erreichen. Einer besteht darin, Messungen von Drehbewegungen des Bodens in die
Inversion einzubeziehen. Wir messen also sechs statt nur drei Komponenten des seismischen
Wellenfelds. Die Einbeziehung der Drehbewegung hat sich theoretisch bereits als äußerst wertvoll
für die Inversion der Wellenformen zur Bestimmung des seismischen Momententensors erwiesen.
Ein weiterer vielversprechender Ansatz ist die Implementierung der Theorie des asymmetrischen
Momententensors. Dadurch kann interne Rotation während des Bruchvorganges besser
berücksichtigt werden. Somit kann dieser Ansatz bessere Informationen für die Analyse der
regionalen Tektonik liefern.