Volatile und Fluide in Subduktionszonen

Receiver-Funktions-Studie - Süd Costa Rica

Als Teil des SFB 574/Teilprojekt A2 wurde von März 2005 bis April 2007 ein Profil von Breitbandseismometern ueber das Talamanca Gebirge in Costa Rica installiert (Phase II). Die Stationen wurden in Kooperation mit der Universidad de Costa Rica und dem Instuto Coastarricense de Electricidad betrieben.

Die teleseismischen Ereignisse, welche die Stationen aufzeichneten, wurden mithilfe der Receiver-Funktions-Methode analysiert. Diese Methode benutzt die Konversion von P- zu S-Wellen (und umgekehrt) an Diskontinuitäten in der seismischen Geschwindigkeit und/oder der Dichte, um die Struktur der Kruste und des Mantels zu untersuchen. Ein Schwerpunkt der Studie liegt auf dem Nachweis der abtauchenden Platte und der Moho unterhalb Costa Ricas, die nicht eindeutig bei vorherigen aktiven seismischen Untersuchungen indentifiziert werden konnten.

Die Abbildung zeigt migrierte Receiver Funktionen der P-Welle auf einem Profil, das vertikal zum Tiefseegraben verläuft. Die Receiver-Funktionen wurden mit einem 1s-Tiefpass gefiltert und auf das Profil projeziert. Die roten Flächen sind positive, die blauen Flächen negative Konversionen. Die Moho der oberen Platte ist in einer Tiefe von 35 km als ein positives Signal feststellbar. Außerdem kann man eine krustale Schichtgrenze in einer Tiefe von 15 bis 20 km Tiefe erkennen.
 

Um tiefergehende Strukturen aufzulösen, wurden niedrigere Frenquenzen (Perioden bei 5 s) betrachtet (siehe 2. Abbildung). Diese zeigen steil geneigte Signale, welche auf eine tiefe, abtauchende Struktur, wahrscheinlich die abtauchende Cocos Platte, hinweisen könnten. In oberflächennahen Tiefen stimmt die eintauchende Struktur grob mit der lokalen Seismizität überein, die von dem Quepos-Netz beobachtet wurde, und in größeren Tiefen steiler wird. Zur Zeit werden Modellierungen durchgeführt, die die Existenz einer abtauchenden Platte unter Süd-Zentral Costa Rica zu bestätigen scheinen. Die Fortsetzung dieser Platte weiter südlich ist noch unklar; hier wird die Subduktion/Kollision des aseismischen Cocos-Rückens und das daraus resultierende "Underplating" für das Erlöschen des Vulkanismus unter der Cordillera de Talamanca verantwortlich gemacht.

Die Ergebnisse dieser Methode werden mit den Ergebnissen der lokalen Erdbebentomographie kombiniert, um den tiefgehenden Aufbau der Subduktionszone unterhalb Costa Ricas zu erhalten.