TY - THES A1 - Warkus, Frank T1 - Die neogene Hebungsgeschichte der Patagonischen Anden im Kontext der Subduktion eines aktiven Spreizungszentrums N2 - Das Phänomen der Subduktion eines aktiven Spreizungszentrums an der Südspitze Südamerikas ist seit langem bekannt. Eine Vielzahl von geologischen Beobachtungen wurden mit diesem Phänomen in Verbindung gebracht, trotzdem ist der genaue Mechanismus der Beeinflussung des aktiven Kontinentalrandes weitgehend unbekannt. Die Zusammenhänge zwischen den Subduktionsprozessen und der Entwicklung der patagonischen Anden zwischen 47°S und 48°S stehen im Mittelpunkt der Untersuchungen. Um eine detaillierte zeitliche Auflösung der zugrunde liegenden Prozesse untersuchen zu können, wurde die Entwicklung der Vorlandsedimentation, die thermische Entwicklung und die Heraushebung der Oberkruste des andinen Orogens untersucht und diese in Bezug zur Subduktion des Chile-Rückens gesetzt. Im Bereich von 47°30′S wurden die synorogenen Vorlandsedimente der Santa Cruz Formation sedimentologisch untersucht. Diese fluviatilen Sedimente wurden in einem reliefarmen Vorlandgebiet durch häufige Rinnenverlagerung und dem Aufbau von Rinnenumlagerungsgürteln in Kombination mit assoziierten großräumigen Überflutungsablagerungen akkumuliert. Sie stehen in einem engen Zusammenhang mit der orogenen Entwicklung im andinen Liefergebiet. Dies spiegelt sich in dem nach oben gröber werdenden Zyklus der Santa Cruz Formation wider. Die magnetostratigraphischen Untersuchungen einer 270 m mächtigen Sequenz aus der Basis der Santa Cruz Formation, die mit 329 Einzelproben aus 96 Probenpunkten beprobt wurde, ergab 7 Umkehrungen der geomagnetischen Feldrichtung. Mit Hilfe der geomagnetischen Polaritätszeitskala (CANDE AND KENT, 1995) konnte der untersuchte Abschnitt der Santa Cruz Formation zwischen 16.2 und 18.5 Ma datiert werden. Als Träger der Sedimentations-Remanenz konnten überwiegend Pseudoeinbereichs-Magentitpartikel und untergeordnet Hämatitpartikel identifiziert werden. An drei Profilen der Santa Cruz Formation wurden aus Sandsteinlagen unterschiedlicher stratigraphischer Position detritische Apatite mit Hilfe der thermochronologischen Spaltspurmethode untersucht. Die thermisch nicht rückgesetzten, detritischen Apatite spiegeln das Auftreten unterschiedlicher Altersdomänen im Liefergebiet der Sedimente wider. In der Kombination mit den geochemischen Gesamtgesteinsuntersuchungen der Sedimente und den petrographischen Untersuchungen der Sandsteine, die ein überwiegend andesitisch-vulkanisch geprägtes Liefergebiet widerspiegeln, kann nachgewiesen werden, dass die Erosion im Liefergebiet um 16.5 Ma in tiefere, deformierte Krustensegmente einschneidet. Dies bedeutet, dass aufgrund der Denudation im andinen Orogen erste Sockelgesteinseinheiten in den Bereich der Abtragung gelangen und dass dieser Eintrag um 12 bis 10 Ma ein Volumen einnimmt, das zu signifikanten Änderungen der Gesamtgesteinsgeochemie der Vorlandsedimente führt. Die thermochronologische Untersuchung von Apatiten aus rezenten topographischen Höhenprofilen aus der Kernzone der patagonischen Anden im Bereich von 47°30′S zeigen den Beginn einer beschleunigten Heraushebung des Orogens um 7.5 Ma. Aus diesen Untersuchungen kann eine Denudationsrate im Zeitraum der letzen 7 bis 8 Ma von 600 bis 650 m/Ma abgeschätzt werden. Die Modellierung der Apatit-Spaltspurergebnisse zeigt eine signifikante Temperaturerhöhung im Zeitraum zwischen 12 und 8 Ma um 20 bis 30°C für diesen Krustenbereich, die mit der Subduktion des aktiven Chile-Rückens in diesem Bereich der Anden in Verbindung gebracht wird. Aus den gewonnen Daten kann ein Modell für die Entwicklung der patagonischen Anden seit dem frühen Miozän abgeleitet werden. In diesem Modell wird die orogene Entwicklung in den patagonischen Anden auf eine erhöhte Konvergenzrate zwischen der Nazca Platte und der Südamerikanischen Platte zurückgeführt, die für die Heraushebung und Denudation der Anden sowie für die damit verbundene Entwicklung im Vorlandbereich verantwortlich ist. Diese orogene Entwicklung wird in einer späten Phase durch die nordwärts wandernde Subduktion des aktiven Spreizungszentrums des Chile Rückens überprägt und beeinflusst. Das auf der Integration von geologischen, chronologischen sowie thermochronologischen Daten beruhende Modell kann zahlreiche geologische und geophysikalische Beobachtungen in diesem Bereich der südlichen Anden konsistent erklären. N2 - The phenomenon of active ridge subduction to the continental margin of southern South America has been well known for a long time. A diversity of geological observations are related to this phenomenon, however, the exact mechanism of the influence of ridge subduction to the active continental margin is unknown. The aim of the present investigations is to determine connections between the subduction processes and the development of the Patagonian Andes between 47°S and 48°S. In order to reach that objective, the development of the foreland basin settings, the uplift of the upper crust of the Andean Orogeny, and the relation with the subduction of the Chile Ridge were investigated to obtain a detailed temporal resolution of the basic geological processes. Within the area of 47°30'S the style and sedimentological pattern of the synorogenic foreland deposits of the Santa Cruz Formation were investigated. These fluvial sediments were accumulated in a foreland basin of small scale topography by frequent progradational avulsions, which were accompanied by deposition of avulsion-belt sediments associated with thick overbank deposits. The upward-coarsening is best explained by progradation of fan deposits during an eastwards advancement of the deformation in the western Andes at that time. Magnetostratigraphic investigations of a total of 329 drill cores, which were collected at 96 sites, show seven major reversals in a thick stratigraphic section of 270 m from the base of the Santa Cruz Formation. A comparison with the geomagnetic polarity timescale of Cande and Kent (1995) gives a sedimentation age between 16.2 and 18.5 Ma for the investigated section of the Santa Cruz Formation. The investigation of rock-magnetism predominantly indicates magnetite and subordinated haematite as the dominant carrier of remanence. All results from hysteresis data determination cluster in the coarse pseudo-single (PSD) to multi-domain (MD) grain size range of the Day Diagram (DAY ET AL. 1977) Fission track analysis was applied to detrital apatite of sandstone samples at different stratigraphic positions within three sections of the Santa Cruz Formation. The fission track ages of the not reseted detrital apatite are assumed to be related to the age of the sediment provenance area. In combination with sandstone petrographic investigations, which indicate a dominant andesitic volcanic source for the sediment and geochemical whole rock investigations can be shown, that the erosion cuts into the basement of the source area at 16.5 Ma. This means, that due to the denudation in the Andean Orogen first deformed basement units arrive into the sedimentation cycle. In the range of 12 to 10 Ma this sediment input attained such a volume, that the whole-rock geochemistry of the sediments was changed . The thermochronological investigations of apatites from vertical profiles covering the largest elevation range of the central zone of the Patagonian Andes within the range of 47°30'S show the beginning of an accelerated cooling and related uplift phase of the orogen at approximately 7.5 Ma. The calculated denudation rate in the period of the last 7 to 8 Ma ranges from 600 to 650 m/Ma. The modelling of apatite fission-track data shows a significant reheating in the range of 20 to 30°C between 12 and 8 Ma for the upper crust. This is interpreted as an influence of the active Chile rise mid-oceanic spreading center on the overriding plate. The modelling of the apatite fission-track results shows a significant rise in temperature between 12 and 8 Ma around 20 to 30°C for this crust area, which is associated with the subduction of the active Chile back in this area of the Andes. A model has been derived from the obtained data to explain the evolution of the Patagonian Andes since the early Miocene. In this model, orogeny is attributed to the increasing convergence rate between the Nazca plate and South America and its response due to uplift and denudation of the Patagonian Andes and the development of the adjacent foreland basin. In a late phase, orogeny is influenced and overprinted by the northward migration of the Chile ridge subduction. The model consistently explains many of the geological and geophysical observations. KW - Patagonien ; Neogen ; Hebung ; Subduktion ; Anden KW - Anden KW - Patagonien KW - Südamerika KW - aktiver Kontinentalrand KW - Rückensubduktion KW - Chile Rücken KW - Geochronologie KW - Vorlandbeckenentwicklung KW - Hebungsgeschichte KW - Andes KW - Patagonia KW - South America KW - activ continental margin KW - ridge subduction KW - Chile ridge KW - geochronology KW - foreland basin KW - uplift KW - Santa Cruz formation Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-0000555 ER - TY - JOUR A1 - Ramos, Catalina A1 - Mechie, James A1 - Stiller, Manfred T1 - Reflection seismic images and amplitude ratio modelling of the Chilean subduction zone at 38.25 degrees S JF - Tectonophysics : international journal of geotectonics and the geology and physics of the interior of the earth N2 - Active source near-vertical reflection (NVR) data from the interdisciplinary project TIPTEQ were used to image and identify structural and petrophysical properties within the Chilean subduction zone at 38.25 degrees S, where in 1960 the largest earthquake ever recorded (M-w 9.5) occurred. Reflection seismic images of the subduction zone were obtained using the post-stack depth migration technique to process the three components of the NVR data, allowing to present P- and S-stacked time sections and depth-migrated seismic reflection images. Next, the reflectivity method allowed to model traveltimes and amplitude ratios of pairs of reflections for two 1D profiles along the studied transect. The 1D seismic velocities that produced the synthetic seismograms with amplitudes and traveltimes that fit the observed ones were used to infer the rock composition of the different layers in each 1D profile. Finally, an image of the subduction zone is given. The Chilean subduction zone at 38.25 degrees S underlies a continental crust with highly reflective horizontal, as well as dipping events. Among them, the Lanalhue Fault Zone (LFZ), interpreted to be east-dipping, is imaged to very shallow depths for the first time. In terms of seismic velocities, the inferred composition of the continental crust is in agreement with field geology observations at the surface along the profile. Furthermore, no measurable amounts of fluids above the plate interface in the continental crust in this part of the Chilean subduction zone are necessary to explain the results. A large-scale anisotropy in the continental crust and upper mantle is qualitatively proposed. However, quantitative studies on this topic in the continental crust of the Chilean subduction zone at 38.25 degrees S do not exist to date. KW - Reflection seismics KW - Reflectivity method KW - Subduction zone KW - South America Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1016/j.tecto.2018.10.007 SN - 0040-1951 SN - 1879-3266 VL - 747 SP - 115 EP - 127 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - THES A1 - Ramos, Catalina T1 - Structure and petrophysical properties of the Southern Chile subduction zone along 38.25°S from seismic data T1 - Struktur und petrophysikalische Eigenschaften der südlichen Chile-Subduktionszone bei 38.25°S anhand seismischer Daten N2 - Active and passive source data from two seismic experiments within the interdisciplinary project TIPTEQ (from The Incoming Plate to mega Thrust EarthQuake processes) were used to image and identify the structural and petrophysical properties (such as P- and S-velocities, Poisson's ratios, pore pressure, density and amount of fluids) within the Chilean seismogenic coupling zone at 38.25°S, where in 1960 the largest earthquake ever recorded (Mw 9.5) occurred. Two S-wave velocity models calculated using traveltime and noise tomography techniques were merged with an existing velocity model to obtain a 2D S-wave velocity model, which gathered the advantages of each individual model. In a following step, P- and S-reflectivity images of the subduction zone were obtained using different pre stack and post-stack depth migration techniques. Among them, the recent prestack line-drawing depth migration scheme yielded revealing results. Next, synthetic seismograms modelled using the reflectivity method allowed, through their input 1D synthetic P- and S-velocities, to infer the composition and rocks within the subduction zone. Finally, an image of the subduction zone is given, jointly interpreting the results from this work with results from other studies. The Chilean seismogenic coupling zone at 38.25°S shows a continental crust with highly reflective horizontal, as well as (steep) dipping events. Among them, the Lanalhue Fault Zone (LFZ), which is interpreted to be east-dipping, is imaged to very shallow depths. Some steep reflectors are observed for the first time, for example one near the coast, related to high seismicity and another one near the LFZ. Steep shallow reflectivity towards the volcanic arc could be related to a steep west-dipping reflector interpreted as fluids and/or melts, migrating upwards due to material recycling in the continental mantle wedge. The high resolution of the S-velocity model in the first kilometres allowed to identify several sedimentary basins, characterized by very low P- and S-velocities, high Poisson's ratios and possible steep reflectivity. Such high Poisson's ratios are also observed within the oceanic crust, which reaches the seismogenic zone hydrated due to bending-related faulting. It is interpreted to release water until reaching the coast and under the continental mantle wedge. In terms of seismic velocities, the inferred composition and rocks in the continental crust is in agreement with field geology observations at the surface along the proflle. Furthermore, there is no requirement to call on the existence of measurable amounts of present-day fluids above the plate interface in the continental crust of the Coastal Cordillera and the Central Valley in this part of the Chilean convergent margin. A large-scale anisotropy in the continental crust and upper mantle, previously proposed from magnetotelluric studies, is proposed from seismic velocities. However, quantitative studies on this topic in the continental crust of the Chilean seismogenic zone at 38.25°S do not exist to date. N2 - Innerhalb des interdisziplinären Projektes TIPTEQ (from The Incoming Plate to mega Thrust EarthQuake processes) wurden aktive und passive Quelldaten zweier seismischer Experimente verwendet, um die strukturellen und petrophysikalischen Eigenschaften (wie zum Beispiel P- und S-Geschwindigkeiten, Poissonsverh ältnisse, Porendruck, Dichte und Flüssigkeitsmenge) in der chilenischen seismogenen Kopplungszone bei 38.25°S darzustellen und zu identifizieren, wo im Jahr 1960 das stärkste je gemessene Erdbeben (Mw 9.5) stattgefunden hat. Zwei Modelle für S-Wellengeschwindigkeiten, basierend auf Techniken für Laufzeiten und Rausch-Tomographie, wurden mit einem existierenden Geschwindigkeitsmodell zu einem 2D-Modell für S-Wellengeschwindigkeiten verbunden, welches der Vorteile der einzelnen Modellkomponenten vereint. Im nächsten Schritt wurden verschiedene pre-stack und post-stack Techniken der Tiefenmigration verwendet, um Bilder der P- und S-Reflektivität zu erhalten. Von diesen Techniken hat das jüngste Schema der pre-stack Linienzug-Tiefenmigration die erkenntnisreichtsen Ergebnisse geliefert. Darauf aufbauend erlauben synthetische Seismogramme, welche die Reflektivitätsmethode verwenden, durch Eingabe der synthetischen 1-D P- und S-Geschwindigkeiten, auf die Komposition und auf Gesteine in der Subduktionszone rückzuschlie ÿen. Schlieÿlich wird ein Bild der Subduktionszone gezeigt, welche die Ergebnisse dieser Arbeit im Zusammenhang mit weiteren Studien interpretiert. Die chilenische seismogene Kopplungszone bei 38.25°S zeigt eine kontinentale Kruste mit sowohl hochgradig reflektierenden horizontalen als auch (steil) geneigten Strukturen. Unter diesen ist die Lanalhue-Bruchzone (LFZ), welche östlich abtaucht, auf sehr flache Tiefen abgebildet. Einige steile Reflektoren wurden zum ersten Mal beobachtet, zum Beispiel nahe der Küste verbunden mit hoher Seismizität, und nahe der LFZ. Steile oberflächliche Reflektivität hin zum vulkanischen Bogen konnten mit einem steilen westlich abtauchenden Reflektor verbunden werden. Dieser besteht wahrscheinlich aus Flüssigkeit oder geschmolzenem Material, welches sich durch Materialrecycling im kontinentalen Mantelkeil aufwärts bewegt. Die hohe Auflösung des S-Geschwindigkeitsmodells in den ersten Kilometern erlaubte es, mehrere sedimentäre Becken zu identifizieren, die sich durch sehr niedrige P- und S-Geschwindigkeiten, hohe Poissonsverhältinesse und mögliche steile reflektivität auszeichnen. Solch hohen Poissonverhältinesse wurden auch in der ozeanischen Kruste beobachtet, welche die seismogene Zone durch krümmungsverursachte Abbrüche hydriert erreicht. Das Wasser wird dabei an der Küste und unter dem kontinentalen Mantelkeil freigesetzt. Mit Hinsicht auf seismische Geschwindigkeiten stimmen die hergeleitete Komposition und Gesteinsverteilung in der kontinentalen Kruste mit geologischen Feldbeobachtungen an der Oberfläche des Profils überein. Des Weiteren zeigt sich keine Notwendigkeit für die Existenz von messbaren Mengen an gegenwärtigen Flüssigkeiten über der Plattengrenze in der kontinentalen Kruste der küstennahen Kordilleren und dem Zentraltal in diesem Teil der chilenischen Konvergenzspanne. Anhand der seismischen Geschwindigkeiten wird eine groÿskalige Anisotropie in der kontinentalen Kruste und im oberen Mantel vorgeschlagen, wie schon zuvor durch magnetotellurische Studien. Jedoch existieren bis heute keine Studien zu diesem Thema für die kontinentale Kruste der chilenische seismogenen Zone bei 38.25°S. KW - active source data KW - seismogenic coupling zone KW - South America KW - reflection seismics KW - seismic tomography KW - synthetic seismograms KW - aktive Quelldaten KW - seismogene Kopplungszone KW - Südamerika KW - Reflexionsseismik KW - seismische Tomographie KW - synthetische Seismogramme Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-409183 ER - TY - JOUR A1 - Ramos, C. A1 - Mechie, James A1 - Feng, M. T1 - Shear wave velocity and Poisson's ratio models across the southern Chile convergent margin at 38°15′S JF - Geophysical journal international N2 - Using active and passive seismology data we derive a shear (S) wave velocity model and a Poisson's ratio (σ) model across the Chilean convergent margin along a profile at 38°15′S, where the Mw 9.5 Valdivia earthquake occurred in 1960. The derived S-wave velocity model was constructed using three independently obtained velocity models that were merged together. In the upper part of the profile (0–2 km depth), controlled source data from explosions were used to obtain an S-wave traveltime tomogram. For the middle part (2–20 km depth), data from a temporary seismology array were used to carry out a dispersion analysis. The resulting dispersion curves were used to obtain a 3-D S-wave velocity model. In the lower part (20–75 km depth, depending on the longitude), an already existent local earthquake tomographic image was merged with the other two sections. This final S-wave velocity model and already existent compressional (P) wave velocity models along the same transect allowed us to obtain a Poisson's ratio model. The results of this study show that the velocities and Poisson's ratios in the continental crust of this part of the Chilean convergent margin are in agreement with geological features inferred from other studies and can be explained in terms of normal rock types. There is no requirement to call on the existence of measurable amounts of present-day fluids, in terms of seismic velocities, above the plate interface in the continental crust of the Coastal Cordillera and the Central Valley in this part of the Chilean convergent margin. This is in agreement with a recent model of water being transported down and released from the subduction zone. KW - Controlled source seismology KW - Seismic tomography KW - Computational seismology KW - South America Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1093/gji/ggv541 SN - 0956-540X SN - 1365-246X VL - 204 SP - 1620 EP - 1635 PB - Oxford Univ. Press CY - Oxford ER - TY - JOUR A1 - Pilz, Marco A1 - Parolai, Stefano A1 - Stupazzini, Marco A1 - Paolucci, Roberto A1 - Zschau, Jochen T1 - Modelling basin effects on earthquake ground motion in the Santiago de Chile basin by a spectral element code JF - Geophysical journal international N2 - Simulations of strong ground motion within the Santiago de Chile Metropolitan area were carried out by means of 3-D deterministic wave propagation tool based on the spectral element method. The simulated events take into account the pronounced interface between the low-velocity sedimentary basin and the bedrock as well as topography of the area. To verify our model we simulated a regional earthquake recorded by a dense network installed in the city of Santiago for recording aftershock activity after the 2010 February 27 Maule main shock. The results proof the alluvial basin amplification effects and show a strong dependence of spectral amplification in the basin on the local site conditions. Moreover, we studied the seismic response due to a hypothetical M(w) = 6.0 event occurring along the active San Ramon Fault, which is crossing the eastern edge of the city. The scenario earthquakes exhibit that an unfavourable interaction between fault rupture, radiation mechanism and complex geological and topographic conditions in the near-field region may give rise to large values of peak ground velocity in the basin. Finally, 3-D numerical predictions of ground motion are compared with the one computed according to ground motion prediction equations selected among the next generation attenuation relationships, in terms of ground motion peak values and spectral acceleration. The comparison underlines that the 3-D scenario simulations predict a significantly higher level of ground motion in the Santiago basin, especially over deep alluvial deposits. Moreover, also the location of the rupture nucleation largely influences the observed shaking pattern. KW - Earthquake ground motions KW - Site effects KW - Wave propagation KW - South America Y1 - 2011 U6 - https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05183.x SN - 0956-540X VL - 187 IS - 2 SP - 929 EP - 945 PB - Wiley-Blackwell CY - Malden ER - TY - JOUR A1 - Panek, Tomas A1 - Korup, Oliver A1 - Lenart, Jan A1 - Hradecky, Jan A1 - Brezny, Michal T1 - Giant landslides in the foreland of the Patagonian Ice Sheet JF - Quaternary science reviews : the international multidisciplinary research and review journal N2 - Quaternary glaciations have repeatedly shaped large tracts of the Andean foreland. Its spectacular large glacial lakes, staircases of moraine ridges, and extensive outwash plains have inspired generations of scientists to reconstruct the processes, magnitude, and timing of ice build-up and decay at the mountain front. Surprisingly few of these studies noticed many dozens of giant (≥108 m3) mass-wasting deposits in the foreland. We report some of the world's largest terrestrial landslides in the eastern piedmont of the Patagonian Ice Sheet (PIS) along the traces of the former Lago Buenos Aires and Lago Puyerredón glacier lobes and lakes. More than 283 large rotational slides and lateral spreads followed by debris slides, earthflows, rotational and translational rockslides, complex slides and few large rock avalanches detached some 164 ± 56 km3 of material from the slopes of volcanic mesetas, lake-bounding moraines, and river-gorge walls. Many of these landslide deposits intersect with well-dated moraine ridges or former glacial-lake shorelines, and offer opportunities for relative dating of slope failure. We estimate that >60% of the landslide volume (∼96 km3) detached after the Last Glacial Maximum (LGM). Giant slope failures cross-cutting shorelines of a large Late Glacial to Early Holocene lake (“glacial lake PIS”) likely occurred during successive lake-level drop between ∼11.5 and 8 ka, and some of them are the largest hitherto documented landslides in moraines. We conclude that 1) large portions of terminal moraines can fail catastrophically several thousand years after emplacement; 2) slopes formed by weak bedrock or unconsolidated glacial deposits bordering glacial lakes can release extremely large landslides; and 3) landslides still occur in the piedmont, particularly along postglacial gorges cut in response to falling lake levels. KW - Quaternary KW - Landslide KW - Geomorphology KW - Relative dating KW - Glacier foreland KW - Glacial lake KW - Patagonian Ice Sheet KW - Paleogeography KW - South America Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.06.028 SN - 0277-3791 VL - 194 SP - 39 EP - 54 PB - Elsevier CY - Oxford ER - TY - JOUR A1 - Nooshiri, Nima A1 - Saul, Joachim A1 - Heimann, Sebastian A1 - Tilmann, Frederik A1 - Dahm, Torsten T1 - Revision of earthquake hypocentre locations in global bulletin data sets using source-specific station terms JF - Geophysical journal international N2 - Global earthquake locations are often associated with very large systematic travel-time residuals even for clear arrivals, especially for regional and near-regional stations in subduction zones because of their strongly heterogeneous velocity structure. Travel-time corrections can drastically reduce travel-time residuals at regional stations and, in consequence, improve the relative location accuracy. We have extended the shrinking-box source-specific station terms technique to regional and teleseismic distances and adopted the algorithm for probabilistic, nonlinear, global-search location. We evaluated the potential of the method to compute precise relative hypocentre locations on a global scale. The method has been applied to two specific test regions using existing P- and pP-phase picks. The first data set consists of 3103 events along the Chilean margin and the second one comprises 1680 earthquakes in the Tonga-Fiji subduction zone. Pick data were obtained from the GEOFON earthquake bulletin, produced using data from all available, global station networks. A set of timing corrections varying as a function of source position was calculated for each seismic station. In this way, we could correct the systematic errors introduced into the locations by the inaccuracies in the assumed velocity structure without explicitly solving for a velocity model. Residual statistics show that the median absolute deviation of the travel-time residuals is reduced by 40-60 per cent at regional distances, where the velocity anomalies are strong. Moreover, the spread of the travel-time residuals decreased by similar to 20 per cent at teleseismic distances (>28 degrees). Furthermore, strong variations in initial residuals as a function of recording distance are smoothed out in the final residuals. The relocated catalogues exhibit less scattered locations in depth and sharper images of the seismicity associated with the subducting slabs. Comparison with a high-resolution local catalogue reveals that our relocation process significantly improves the hypocentre locations compared to standard locations. KW - Seismicity and tectonics KW - Computational seismology KW - Subduction zone processes KW - Pacific Ocean KW - South America Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1093/gji/ggw405 SN - 0956-540X SN - 1365-246X VL - 208 IS - 2 SP - 589 EP - 602 PB - Oxford Univ. Press CY - Oxford ER - TY - THES A1 - Freisleben, Roland T1 - Deciphering the mechanisms of permanent forearc deformation based on marine terraces T1 - Untersuchung der Mechanismen dauerhafter Forearc-Deformation anhand von marinen Terrassen N2 - The Andes reflect Cenozoic deformation and uplift along the South American margin in the context of regional shortening associated with the interaction between the subducting Nazca plate and the overriding continental South American plate. Simultaneously, multiple levels of uplifted marine terraces constitute laterally continuous geomorphic features related to the accumulation of permanent forearc deformation in the coastal realm. However, the mechanisms responsible for permanent coastal uplift and the persistency of current/decadal deformation patterns over millennial timescales are still not fully understood. This dissertation presents a continental-scale database of last interglacial terrace elevations and uplift rates along the South American coast that provides the basis for an analysis of a variety of mechanisms that are possibly responsible for the accumulation of permanent coastal uplift. Regional-scale mapping and analysis of multiple, late Pleistocene terrace levels in central Chile furthermore provide valuable insights regarding the persistency of current seismic asperities, the role of upper-plate faulting, and the impact of bathymetric ridges on permanent forearc deformation. The database of last interglacial terrace elevations reveals an almost continuous signal of background-uplift rates along the South American coast at ~0.22 mm/yr that is modified by various short- to long-wavelength changes. Spatial correlations with crustal faults and subducted bathymetric ridges suggest long-term deformation to be affected by these features, while the latitudinal variability of climate forcing factors has a profound impact on the generation and preservation of marine terraces. Systematic wavelength analyses and comparisons of the terrace-uplift rate signal with different tectonic parameters reveal short-wavelength deformation to result from crustal faulting, while intermediate- to long-wavelength deformation might indicate various extents of long-term seismotectonic segments on the megathrust, which are at least partially controlled by the subduction of bathymetric anomalies. The observed signal of background-uplift rate is likely accumulated by moderate earthquakes near the Moho, suggesting multiple, spatiotemporally distinct phases of uplift that manifest as a continuous uplift signal over millennial timescales. Various levels of late Pleistocene marine terraces in the 2015 M8.3 Illapel-earthquake area reveal a range of uplift rates between 0.1 and 0.6 mm/yr and indicate decreasing uplift rates since ~400 ka. These glacial-cycle uplift rates do not correlate with current or decadal estimates of coastal deformation suggesting seismic asperities not to be persistent features on the megathrust that control the accumulation of permanent forearc deformation over long timescales of 105 years. Trench-parallel, crustal normal faults modulate the characteristics of permanent forearc-deformation; upper-plate extension likely represents a second-order phenomenon resulting from subduction erosion and subsequent underplating that lead to regional tectonic uplift and local gravitational collapse of the forearc. In addition, variable activity with respect to the subduction of the Juan Fernández Ridge can be detected in the upper plate over the course of multiple interglacial periods, emphasizing the role of bathymetric anomalies in causing local increases in terrace-uplift rate. This thesis therefore provides new insights into the current understanding of subduction-zone processes and the dynamics of coastal forearc deformation, whose different interacting forcing factors impact the topographic and geomorphic evolution of the western South American coast. N2 - Die känozoischen Anden resultieren aus der regionalen Verkürzung und Hebung der kontinentalen Kruste entlang des südamerikanischen Kontinentalrandes infolge der Interaktion zwischen der subduzierenden Nazca-Platte und der südamerikanischen Platte. Zahlreiche, durch tektonische Prozesse angehobene marine Abrasionsplattformen entlang der Küsten am westlichen Kontinentalrand Südamerikas bilden lateral kontinuierliche Stufen, welche die Akkumulation dauerhafter Deformation im küstennahen Forearc-Bereich widerspiegeln. Die Mechanismen, welche für die dauerhafte Hebung der Küste und die Beständigkeit derzeitiger/dekadischer Deformationsmuster auch über Jahrtausende hinweg verantwortlich sind, sind jedoch noch nicht vollständig geklärt. Vor diesem Hintergrund wird in dieser Dissertation zunächst eine kontinentale Datenbank der gehobenen marinen Terrassen des letzten Interglazials (125,000 Jahre), ihrer Höhenverteilung sowie der daraus abgeleiteten Hebungsraten für die Westküste von Südamerika vorgestellt. Diese Datenbank bildet die Grundlage für die Analyse einer Vielzahl von Mechanismen, welche möglicherweise für die Akkumulation dauerhafter Küstenhebung und Deformation verantwortlich sind. In einem weiteren Schritt wurden zusätzlich spätpleistozäne Terrassenniveaus in Zentralchile regionalmaßstäblich kartiert und hinsichtlich ihrer räumlich-zeitlichen Entwicklung analysiert. Diese Informationen liefern wertvolle Erkenntnisse über die Beständigkeit von seismischen Asperitäten, den Einfluss bathymetrischer Rücken auf die dauerhafte Deformation der Oberplatte sowie die Rolle von krustalen Störungen hinsichtlich der lokalen topographischen Differenzierung seismotektonischer Segmente. Die Datenbank der im letzten Interglazial entstandenen marinen Terrassen und der abgeleiteten Hebungsraten zeigt ein nahezu kontinuierliches Signal von Hintergrund-Hebungsraten entlang der südamerikanischen Küste von ~0,22 mm/Jahr, das durch verschiedene kurz- bis langwellige Modifikationen gekennzeichnet ist. Räumliche Übereinstimmungen mit krustalen Störungen und subduzierten bathymetrischen Rücken deuten darauf hin, dass die langfristige Deformation von diesen Parametern beeinflusst wird, während die breitengradabhängige Variabilität von Klimafaktoren tiefgreifende Auswirkungen auf die Entstehung und Erhaltung von marinen Terrassen hat. Systematische Wellenlängenanalysen und Vergleiche des Signals der Terrassenhebungsrate mit verschiedenen tektonischen Parametern zeigen, dass Deformation im kurzwelligen Bereich auf krustale Störungen zurückzuführen ist. Die Deformation im mittel- bis langwelligen Bereich könnte hingegen auf verschiedene Ausdehnungen langfristig aktiver seismotektonischer Segmente der Subduktionszone hindeuten, die zumindest teilweise durch die Subduktion bathymetrischer Anomalien kontrolliert werden. Das beobachtete Signal der Hintergrund-Hebungsrate wird wahrscheinlich durch Erdbeben mittlerer Magnituden in der Nähe der Moho generiert, was auf mehrere, räumlich und zeitlich getrennte Hebungsphasen hindeutet, die sich über Jahrtausende hinweg als kontinuierliches Hebungssignal manifestieren. Gehobene spätpleistozäne marine Terrassen im Illapel-Erdbebengebiet von 2015 weisen eine Hebungsrate zwischen 0,1 und 0,6 mm/Jahr auf und deuten insgesamt auf abnehmende tektonische Hebungsraten seit ~400,000 Jahren hin. Diese langfristigen Hebungsraten auf glazialen Zeitskalen korrelieren nicht mit den Hebungsraten auf kurzen Zeitskalen, was darauf schließen lässt, dass seismische Asperitäten im Bereich der Subduktionszone keine dauerhaften Merkmale sind, welche die Deformation und Hebung der Forearc-Regionen über lange Zeiträume von mehreren 105 Jahren steuern. Wie auch an anderen aktiven konvergenten Plattenrändern existieren in Zentralchile krustale Abschiebungen parallel zum Plattenrand, die das Erscheinungsbild dauerhafter Forearc-Deformation stark beeinflussen. Die Extensionsprozesse der Oberplatte sind dabei wahrscheinlich ein Phänomen zweiter Ordnung, welches durch Subduktionserosion und anschließende Akkretion hervorgerufen wird und sich in regionaler tektonischer Hebung sowie einem gravitativen Kollaps der Forearc-Region äußert. Darüber hinaus lassen sich über verschiedene Glazial- und Interglazialzyklen hinweg Änderungen in der Bedeutung des Juan-Fernández-Rückens hinsichtlich der Deformations-prozesse in der Oberplatte nachweisen; dies unterstreicht die transiente Rolle bathymetrischer Anomalien bei der Beeinflussung lokaler Änderungen der Terrassenhebungsrate. Die vorgelegte Arbeit liefert daher neue Einblicke für ein besseres Verständnis der Deformationsprozesse in Subduktionszonen und den küstennahen Forearc-Regionen sowie ihrer unterschiedlich interagierenden Antriebsfaktoren, welche die topographische und geomorphologische Entwicklung der westlichen südamerikanischen Küste beeinflussen. KW - South America KW - marine terrace KW - tectonic geomorphology KW - subduction KW - Südamerika KW - marine Terrassen KW - Subduktion KW - tektonische Geomorphologie Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-610359 ER - TY - JOUR A1 - Cesca, Simone A1 - Grigoli, Francesco A1 - Heimann, Sebastian A1 - Dahm, Torsten A1 - Kriegerowski, Marius A1 - Sobiesiak, M. A1 - Tassara, C. A1 - Olcay, M. T1 - The M-w 8.1 2014 Iquique, Chile, seismic sequence: a tale of foreshocks and aftershocks JF - Geophysical journal international N2 - The 2014 April 1, M-w 8.1 Iquique (Chile) earthquake struck in the Northern Chile seismic gap. With a rupture length of less than 200 km, it left unbroken large segments of the former gap. Early studies were able to model the main rupture features but results are ambiguous with respect to the role of aseismic slip and left open questions on the remaining hazard at the Northern Chile gap. A striking observation of the 2014 earthquake has been its extensive preparation phase, with more than 1300 events with magnitude above M-L 3, occurring during the 15 months preceding the main shock. Increasing seismicity rates and observed peak magnitudes accompanied the last three weeks before the main shock. Thanks to the large data sets of regional recordings, we assess the precursor activity, compare foreshocks and aftershocks and model rupture preparation and rupture effects. To tackle inversion challenges for moderate events with an asymmetric network geometry, we use full waveforms techniques to locate events, map the seismicity rate and derive source parameters, obtaining moment tensors for more than 300 events (magnitudes M-w 4.0-8.1) in the period 2013 January 1-2014 April 30. This unique data set of fore- and aftershocks is investigated to distinguish rupture process models and models of strain and stress rotation during an earthquake. Results indicate that the spatial distributions of foreshocks delineated the shallower part of the rupture areas of the main shock and its largest aftershock, well matching the spatial extension of the aftershocks cloud. Most moment tensors correspond to almost pure double couple thrust mechanisms, consistent with the slab orientation. Whereas no significant differences are observed among thrust mechanisms in different areas, nor among thrust foreshocks and aftershocks, the early aftershock sequence is characterized by the presence of normal fault mechanisms, striking parallel to the trench but dipping westward. These events likely occurred in the shallow wedge structure close to the slab interface and are consequence of the increased extensional stress in this region after the largest events. The overall stress inversion result suggests a minor stress rotation after the main shock, but a significant release of the deviatoric stress. The temporal change in the distribution of focal mechanisms can also be explained in terms of the spatial heterogeneity of the stress field: under such interpretation, the potential of a large megathrust earthquake breaking a larger segment offshore Northern Chile remains high. KW - Earthquake source observations KW - South America Y1 - 2016 U6 - https://doi.org/10.1093/gji/ggv544 SN - 0956-540X SN - 1365-246X VL - 204 SP - 1766 EP - 1780 PB - Oxford Univ. Press CY - Oxford ER - TY - GEN T1 - Militär in Lateinamerika T1 - Military in Latin America N2 - Thema: Lateinamerika – ein Sub-Kontinent scheint im Windschatten der Weltpolitik zu stehen. Doch südlich des Rio Grande steht die Zeit nicht still – ganz im Gegenteil! Hier sind Prozesse im Gange, die oft einmalig, manchmal auch wegweisend sind, jedoch stets zum Nachdenken anregen. Die sehr verschiedenen Rollen, die das Militär in den politischen Systemen dieser Länder gespielt hat und heute spielt, wird von lateinamerikanischen und deutschen Autoren diskutiert. Dabei geht es um regionale Sicherheit im 21. Jahrhundert, aber auch um differenzierte Blicke in die Geschichte. Statistiken bieten einen guten Überblick über das Militärische, und Buchbesprechungen zum Politischen runden den Schwerpunkt dieses Winterheftes ab. Streitplatz: Rot-Grün ist beendet, Bilanz wird gezogen. Dies nicht nur bei den Finanzen, sondern auch in der Außenpolitik. Wie fällt diese im Kapitel „Ostpolitik“ aus? Die Antworten werden sicherlich kontrovers sein. Schwarz-Rot hat begonnen. Auch für die neue Regierung wird das Verhältnis zu den östlichen Nachbarn zur einer Herausforderung, gleich ob zu Prag, Warschau, Kiew oder Moskau. Wie diese Beziehungen gestaltet werden sollen, ist auch umstritten. Jochen Franzke bilanziert kritisch die Ostpolitik der letzten Jahre und plädiert für einen konzeptionellen Wechsel. Welt- Trends startet mit diesem Beitrag eine neue Debatte zur deutschen Außenpolitik. KW - Mittelamerika KW - Südamerika KW - Reform KW - Ostpolitik KW - Revolution KW - Central America KW - South America KW - reformation KW - Ostpolitik KW - revolution Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-48204 SN - 978-3-937786-43-8 SN - 3-937786-43-0 ER -