Die Methode der Rückprojektion ermöglichte erstmals die Untersuchung der Seismizität im unteren Erdmantel

Am 30. Mai 2015 ereignete sich in der Nähe der japanischen Ogasawara-Inseln ein Erdbeben der Stärke 7,9

etwa 1000 km südlich von Tokio.Die seismische Aktivität ereignete sich mehr als 660 km unter der Erdoberfläche, nahe dem Übergang zwischen dem oberen und unteren Erdmantel. Der Mechanismus von tiefgreifenden Erdbeben wie dem Erdbeben von 2015 blieb lange Zeit rätselhaft – der extrem hohe Druck und die extrem hohe Temperatur in solchen Tiefen sollten zu einer Verformung von Gesteinen führen und nicht zu deren Zerstörung, wie bei kleineren Erdbeben.

Mit der 4D-Rückprojektionsmethode,die Forscher verfolgten den Verlauf des Erdbebens und identifizierten erstmals seismische Aktivitäten, die im unteren Erdmantel begannen. Sie stützten sich auf Messungen von einem Netzwerk hochempfindlicher Seismographen (Hi-Net), einem Netzwerk seismischer Stationen in ganz Japan. Die mit diesen Instrumenten gewonnenen Daten ähneln den Wellen eines fallenden Kiesels in einem Teich: Durch die Berechnung der Ausbreitung seismischer Wellen konnten die Forscher den Weg eines tiefliegenden Erdbebens genau bestimmen.

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Das Team stellte fest, dass der Hauptschock begonnen hattein einer Tiefe von 660 km, breitete sich dann für mindestens acht Sekunden nach West-Nordwesten aus und nahm dabei an Tiefe ab. Die Analyse zwei Stunden nach dem Hauptschock ergab Nachbeben (wiederholte Erschütterungen) in Tiefen von 624 bis 751 km.

Das allgemein anerkannte Modell des TiefenfokusErdbeben sind ein Transformationsfehler: Instabilität verursacht den Übergang von Olivin in der subduzierten Platte in eine dichtere Form - Spinell. Außerhalb der Zone, in der dieser Übergang stattfindet, traten jedoch Nachbeben unter 700 km auf. Die Autoren vermuten, dass tiefe Seismizität aus Spannungsänderungen resultieren könnte, die durch das Absinken des subduzierten Plattensegments als Reaktion auf den Hauptschock verursacht wurden, obwohl diese Hypothese weitere Untersuchungen erfordert.

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