@article{MohsenKindSobolevetal.2006, author = {Mohsen, Ayman and Kind, Rainer and Sobolev, Stephan Vladimir and Weber, Michael}, title = {Thickness of the lithosphere east of the Dead Sea Transform}, series = {Geophysical journal international}, volume = {167}, journal = {Geophysical journal international}, number = {2}, publisher = {Blackwell}, address = {Oxford}, issn = {0956-540X}, doi = {10.1111/j.1365-246X.2006.03185.x}, pages = {845 -- 852}, year = {2006}, abstract = {We use the S receiver function method to study the lithosphere at the Dead Sea Transform (DST). A temporary network of 22 seismic broad-band stations was operated on both sides of the DST from 2000 to 2001 as part of the DESERT project. We also used data from six additional permanent broad-band seismic stations at the DST and in the surrounding area, that is, in Turkey, Saudi Arabia, Egypt and Cyprus. Clear S-to-P converted phases from the crust-mantle boundary (Moho) and a deeper discontinuity, which we interpret as lithosphere-asthenosphere boundary (LAB) have been observed. The Moho depth (30-38 km) obtained from S receiver functions agrees well with the results from P receiver functions and other geophysical data. We observe thinning of the lithosphere on the eastern side of the DST from 80 km in the north of the Dead Sea to about 65 km at the Gulf of Aqaba. On the western side of the DST, the few data indicate a thin LAB of about 65 km. For comparison, we found a 90-km-thick lithosphere in eastern Turkey and a 160-km-thick lithosphere under the Arabian shield, respectively. These observations support previous suggestions, based on xenolith data, heat flow observations, regional uplift history and geodynamic modelling, that the lithosphere around DST has been significantly thinned in the Late Cenozoic, likely following rifting and spreading of the Red Sea.}, language = {en} } @article{KoulakovSobolevWeberetal.2006, author = {Koulakov, Ivan and Sobolev, Stephan Vladimir and Weber, Bernd and Oreshin, Sergey and Wylegalla, Kurt and Hofstetter, Rami}, title = {Teleseismic tomography reveals no signature of the Dead Sea Transform in the upper mantle structure}, series = {Earth and planetary science letters}, volume = {252}, journal = {Earth and planetary science letters}, number = {1-2}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {0012-821X}, doi = {10.1016/j.epsl.2006.09.039}, pages = {189 -- 200}, year = {2006}, abstract = {We present results of a tomographic inversion of teleseismic data recorded at 48 stations of a temporary network which was installed in the area of the Dead Sea Transform (DST) and operated for 1 yr in the framework of the multidisciplinary DESERT Project. The 3366 teleseismic P and PKP phases from 135 events were hand picked and corrected for surface topography and crustal thickness. The inversion shows pronounced low-velocity anomalies in the crust, beneath the DST, which are consistent with recent results from local-source tomography. These anomalies are likely related to the young sediments and fractured rocks in the fault zone. The deeper the retrieved anomalies are quite weak. Most prominent is the high-velocity strip-like anomaly striking SE-NW. We attribute this anomaly to the inherited heterogeneity of lithospheric structure, with a possible contribution by the shallow Precambrian basement east of the DST and to lower crustal heterogeneity reported in this region by other seismic studies. We do not observe reliable signature of the DST in the upper mantle structure. Some weak indications of low-velocity anomalies in the upper mantle beneath the DST may well result from the down-smearing of the strong upper crustal anomalies. We also see very little topography of the lithosphere-asthenosphere boundary beneath the DST, which would generate significant horizontal velocity variations. These results are consistent with predictions from a recent thereto-mechanical model of the DST. Our tomographic model provides some indication of hot mantle flow from the deeper upper mantle rooted in the region of the Red Sea. However, resolution tests show that this anomaly may well be beyond resolution of the model. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.}, language = {en} } @phdthesis{Kesten2004, author = {Kesten, Dagmar}, title = {Structural observations at the southern Dead Sea Transform from seismic reflection data and ASTER satellite images}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001807}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2004}, abstract = {Die folgende Arbeit ist Teil des multidisziplin{\"a}ren Projektes DESERT (DEad SEa Rift Transect), welches seit dem Jahr 2000 im Nahen Osten durchgef{\"u}hrt wird. Dabei geht es prim{\"a}r um die Struktur der s{\"u}dlichen Dead Sea Transform (DST; Tote-Meer-Transformst{\"o}rung), Plattengrenze zwischen Afrika (Sinai) und der Arabischen Mikroplatte. Seit dem Mioz{\"a}n betr{\"a}gt der sinistrale Versatz an dieser bedeutenden aktiven Blattverschiebung mehr als 100 km. Das steilwinkelseismische (NVR) Experiment von DESERT querte die DST im Arava Tal zwischen Rotem Meer und Totem Meer, wo die Hauptst{\"o}rung auch Arava Fault genannt wird. Das 100 km lange Profil erstreckte sich von Sede Boqer/Israel im Nordwesten nach Ma'an/Jordanien im S{\"u}dosten und f{\"a}llt mit dem zentralen Teil einer weitwinkelseismischen Profillinie zusammen. Steilwinkelseismische Messungen stellen bei der Bestimmung der Krustenstruktur bis zur Krusten/Mantel-Grenze ein wichtiges Instrument dar. Obwohl es kaum m{\"o}glich ist, steilstehende St{\"o}rungszonen direkt abzubilden, geben abrupte Ver{\"a}nderungen des Reflektivit{\"a}tsmuster oder pl{\"o}tzlich endende Reflektoren indirekte Hinweise auf Transformbewegung. Da bis zum DESERT Experiment keine anderen reflexionsseismischen Messungen {\"u}ber die DST ausgef{\"u}hrt worden waren, waren wichtige Aspekte dieser Transform-Plattengrenze und der damit verbundenen Krustenstruktur nicht bekannt. Mit dem Projekt sollte deshalb untersucht werden, wie sich die DST sowohl in der oberen als auch in der unteren Kruste manifestiert. Zu den Fragestellungen geh{\"o}rte unter anderem, ob sich die DST bis in den Mantel fortsetzt und ob ein Versatz der Krusten/Mantel-Grenze beobachtet werden kann. So ein Versatz ist von anderen großen Transformst{\"o}rungen bekannt. In der vorliegenden Arbeit werden zun{\"a}chst die Methode der Steilwinkelseismik und die Datenverarbeitung kurz erl{\"a}utert, bevor die Daten geologisch interpretiert werden. Bei der Interpetation werden die Ergebnisse anderer relevanter Studien ber{\"u}cksichtigt. Geologische Gel{\"a}ndearbeiten im Gebiet des NVR Profiles ergaben, dass die Arava Fault zum Teil charakterisiert ist durch niedrige Steilstufen in den neogenen Sedimenten, durch kleine Druckr{\"u}cken oder Rhomb-Gr{\"a}ben. Ein typischer Aufbau der St{\"o}rungszone mit einem St{\"o}rungskern, einer st{\"o}rungsbezogenen Deformationszone und einem undeformierten Ausgangsgestein, wie er von anderen großen St{\"o}rungszonen beschrieben worden ist, konnte nicht gefunden werden. Deshalb wurden zur Erg{\"a}nzung der Reflexionsseismik, welche vor allem die tieferen Krustenstrukturen abbildet, ASTER (Advanced Spacebourne Thermal Emission and Reflection Radiometer) Satellitendaten herangezogen, um oberfl{\"a}chennahe Deformation und neotektonische Aktivit{\"a}t zu bestimmen.}, language = {en} } @phdthesis{Maercklin2004, author = {Maercklin, Nils}, title = {Seismic structure of the Arava Fault, Dead Sea Transform}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001469}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2004}, abstract = {Ein transversales St{\"o}rungssystem im Nahen Osten, die Dead Sea Transform (DST), trennt die Arabische Platte von der Sinai-Mikroplatte und erstreckt sich von S{\"u}den nach Norden vom Extensionsgebiet im Roten Meer {\"u}ber das Tote Meer bis zur Taurus-Zagros Kollisionszone. Die sinistrale DST bildete sich im Mioz{\"a}n vor etwa 17 Ma und steht mit dem Aufbrechen des Afro-Arabischen Kontinents in Verbindung. Das Untersuchungsgebiet liegt im Arava Tal zwischen Totem und Rotem Meer, mittig {\"u}ber der Arava St{\"o}rung (Arava Fault, AF), die hier den Hauptast der DST bildet. Eine Reihe seismischer Experimente, aufgebaut aus k{\"u}nstlichen Quellen, linearen Profilen {\"u}ber die St{\"o}rung und entsprechend entworfenen Empf{\"a}nger-Arrays, zeigt die Untergrundstruktur in der Umgebung der AF und der Verwerfungszone selbst bis in eine Tiefe von 3-4 km. Ein tomographisch bestimmtes Modell der seismischen Geschwindigkeiten von P-Wellen zeigt einen starken Kontrast nahe der AF mit niedrigeren Geschwindigkeiten auf der westlichen Seite als im Osten. Scherwellen lokaler Erdbeben liefern ein mittleres P-zu-S Geschwindigkeitsverh{\"a}ltnis und es gibt Anzeichen f{\"u}r {\"A}nderungen {\"u}ber die St{\"o}rung hinweg. Hoch aufgel{\"o}ste tomographische Geschwindigkeitsmodelle best{\"a}tigen der Verlauf der AF und stimmen gut mit der Oberfl{\"a}chengeologie {\"u}berein. Modelle des elektrischen Widerstands aus magnetotellurischen Messungen im selben Gebiet zeigen eine leitf{\"a}hige Schicht westlich der AF, schlecht leitendes Material {\"o}stlich davon und einen starken Kontrast nahe der AF, die den Fluss von Fluiden von einer Seite zur anderen zu verhindern scheint. Die Korrelation seismischer Geschwindigkeiten und elektrischer Widerst{\"a}nde erlaubt eine Charakterisierung verschiedener Lithologien im Untergrund aus deren physikalischen Eigenschaften. Die westliche Seite l{\"a}sst sich durch eine geschichtete Struktur beschreiben, wogegen die {\"o}stliche Seite eher einheitlich erscheint. Die senkrechte Grenze zwischen den westlichen Einheiten und der {\"o}stlichen scheint gegen{\"u}ber der Oberfl{\"a}chenauspr{\"a}gung der AF nach Osten verschoben zu sein. Eine Modellierung von seismischen Reflexionen an einer St{\"o}rung deutet an, dass die Grenze zwischen niedrigen und hohen Geschwindigkeiten eher scharf ist, sich aber durch eine raue Oberfl{\"a}che auf der L{\"a}ngenskala einiger hundert Meter auszeichnen kann, was die Streuung seismischer Wellen beg{\"u}nstigte. Das verwendete Abbildungsverfahren (Migrationsverfahren) f{\"u}r seismische Streuk{\"o}rper basiert auf Array Beamforming und der Koh{\"a}renzanalyse P-zu-P gestreuter seismischer Phasen. Eine sorgf{\"a}ltige Bestimmung der Aufl{\"o}sung sichert zuverl{\"a}ssige Abbildungsergebnisse. Die niedrigen Geschwindigkeiten im Westen entsprechen der jungen sediment{\"a}ren F{\"u}llung im Arava Tal, und die hohen Geschwindigkeiten stehen mit den dortigen pr{\"a}kambrischen Magmatiten in Verbindung. Eine 7 km lange Zone seismischer Streuung (Reflektor) ist gegen{\"u}ber der an der Oberfl{\"a}che sichtbaren AF um 1 km nach Osten verschoben und l{\"a}sst sich im Tiefenbereich von 1 km bis 4 km abbilden. Dieser Reflektor markiert die Grenze zwischen zwei lithologischen Bl{\"o}cken, die vermutlich wegen des horizontalen Versatzes entlang der DST nebeneinander zu liegen kamen. Diese Interpretation als lithologische Grenze wird durch die gemeinsame Auswertung der seismischen und magnetotellurischen Modelle gest{\"u}tzt. Die Grenze ist m{\"o}glicherweise ein Ast der AF, der versetzt gegen{\"u}ber des heutigen, aktiven Asts verl{\"a}uft. Der Gesamtversatz der DST k{\"o}nnte r{\"a}umlich und zeitlich auf diese beiden {\"A}ste und m{\"o}glicherweise auch auf andere St{\"o}rungen in dem Gebiet verteilt sein.}, language = {en} }