Gesa Maria Petersen

• The Vogtland, located at the border region between the Czech Republic and Germany, is known for Holocene volcanism, gas and fluid emissions as well as for reoccurring earthquake swarms, pointing towards a high geodynamic activity. During the earthquake swarm in 2008/2009, a temporary array was installed close to Rohrbach (Germany), at an epicentral distance of about 10 km from the Nový Kostel focal zone (aperture ~0.75 km). 22 events of the recorded swarm were selected to set up a source array. Source arrays are spatially clustered earthquakes, which can be used in a similar manner as receiver array recordings of single events (Green’s functions reciprocity). The application of array seismology techniques like beam forming requires similar waveforms and precisely known origin times and locations. The resemblance of waveforms was assured by visual selection of events and quantified with the calculation of cross-correlation coefficients. We observed that the different events recorded at a single station generally show greaterThe Vogtland, located at the border region between the Czech Republic and Germany, is known for Holocene volcanism, gas and fluid emissions as well as for reoccurring earthquake swarms, pointing towards a high geodynamic activity. During the earthquake swarm in 2008/2009, a temporary array was installed close to Rohrbach (Germany), at an epicentral distance of about 10 km from the Nový Kostel focal zone (aperture ~0.75 km). 22 events of the recorded swarm were selected to set up a source array. Source arrays are spatially clustered earthquakes, which can be used in a similar manner as receiver array recordings of single events (Green’s functions reciprocity). The application of array seismology techniques like beam forming requires similar waveforms and precisely known origin times and locations. The resemblance of waveforms was assured by visual selection of events and quantified with the calculation of cross-correlation coefficients. We observed that the different events recorded at a single station generally show greater resemblances than the recordings of one event at all stations of the receiver array. This indicates a heterogeneous subsurface beneath the receiver array and a comparably homogeneous source array volume with respect to the frequency-dependent resolution of both arrays. Beam forming was applied on the Z, N and E component recordings of the source array events at 11 stations, and the results were analysed with respect to converted or reflected crustal phases. While the theoretical back azimuth of the direct phases match the beam forming results in case of the source array analysis, in case of receiver array beam forming derivations of 15°-25° are observed. PS phases, closely following the direct P phase and presumably SP phases, arriving shortly before the direct S phase can be observed on several stations. Based on the time differences to the direct P and S phases we inferred a conversion depth of about 0.6-0.9 km. A second deeper source array was set up in order to interpret a structural phase arriving 0.85 s after the direct P phase on records of deeper events only. Additionally to the source array beam forming method an analytical method with a fixed medium velocity and a grid search method, both for determining conversion/ reflection locations of phases traveling off the direct line between source and receiver array, were developed and applied to other observed phases. In conclusion, we think that the distinct beam forming results along with the striking waveform resemblance reveal the opportunities of using source arrays consisting of small swarm events for the analysis of crustal structures.…
• Die Region Vogtland/ West Böhmen im Grenzgebiet zwischen Deutschland und Tschechien ist bekannt für ihre geologische Aktivität. Holozäner Vulkanismus, Gasaustritte an Mofetten und Quellen und wiederkehrende Erdbebenschwärme sind Ausdruck geodynamischer Prozesse im Untergrund. Während des Erdbebenschwarms 2008/2009 in Nový Kostel installierte die Universität Potsdam ein temporäres Array in Rohrbach, in einer Epizentraldistanz von etwa 10 km und mit einer Aperatur von etwa 0.75 km. 22 Erdbeben wurden für Quellarray- beam forming ausgewählt. Quellarrays sind örtliche Cluster von Erdbeben, die von einer Empfängerstation aufgezeichnet werden. Wegen der Reziprozität der Green’schen Funktionen können diese in ähnlicher Weise genutzt werden wie Empfängerarrays, bei denen mehrere Stationen ein einzelnes Beben aufzeichnen. Die Kreuzkorrelationskoeffizienten aller Beben des Quellarrays, aufgezeichnet an einer einzelnen Station, sind in der Regel höher als für einzelne Ereignisse, die an allen Stationen des Empfängerarrays aufgezeichnetDie Region Vogtland/ West Böhmen im Grenzgebiet zwischen Deutschland und Tschechien ist bekannt für ihre geologische Aktivität. Holozäner Vulkanismus, Gasaustritte an Mofetten und Quellen und wiederkehrende Erdbebenschwärme sind Ausdruck geodynamischer Prozesse im Untergrund. Während des Erdbebenschwarms 2008/2009 in Nový Kostel installierte die Universität Potsdam ein temporäres Array in Rohrbach, in einer Epizentraldistanz von etwa 10 km und mit einer Aperatur von etwa 0.75 km. 22 Erdbeben wurden für Quellarray- beam forming ausgewählt. Quellarrays sind örtliche Cluster von Erdbeben, die von einer Empfängerstation aufgezeichnet werden. Wegen der Reziprozität der Green’schen Funktionen können diese in ähnlicher Weise genutzt werden wie Empfängerarrays, bei denen mehrere Stationen ein einzelnes Beben aufzeichnen. Die Kreuzkorrelationskoeffizienten aller Beben des Quellarrays, aufgezeichnet an einer einzelnen Station, sind in der Regel höher als für einzelne Ereignisse, die an allen Stationen des Empfängerarrays aufgezeichnet wurden. Dies deutet hinsichtlich der aufgelösten Frequenzen auf einen heterogenen Untergrund unter den Array-Stationen und ein vergleichsweise homogenes Quellarray-Volumen hin. Beam forming wurde mit den horizontalen und vertikalen Spuren aller Quellarray-Beben, aufgezeichnet auf allen 11 Stationen des Empfängerarrays, durchgeführt. Die Ergebnisse wurden im Hinblick auf Konversionen und reflektierte Phasen analysiert. Während die theoretische Richtung der direkten P-Welle im Falle der Quellarray-Aufzeichnungen gut übereinstimmt, wird eine Empfängerarray-Missweisung von 15° bis 25° beobachtet. Eine PS Phase, die der direkten P Phase folgt und eine mögliche SP Phase, die kurz vor der direkten S-Phase ankommt, wurden auf den summierten Spuren mehrerer Stationen interpretiert. Aus der Betrachtung der Laufzeiten resultiert eine Konversionstiefe von 0.6-0.9 km Tiefe. Ein zweites Quellarray, bestehend aus 12 tieferen Beben wurde zusätzlich analysiert, um eine nach ca. 0.85 s ausschließlich auf den Aufzeichnungen tieferer Beben auftretende Strukturphase zu deuten. Zusätzlich zum beam forming wurden zwei Lokalisierungsmethoden von Reflexionen und Konversionen für einfach reflektierte/konvertierte Phasen entwickelt und zur Auswertung verwendet. Während die erste, analytische Methode eine homogene Geschwindigkeit entlang des Laufwegs annimmt, wird in der zweiten Methode eine 3-D-Rastersuche ausgeführt, in der ein 1-D-Geschwindigkeitsmodell verwendet wird. Auf Grund der eindeutigen beam forming Ergebnisse und der hohen Ähnlichkeit der Wellenformen der Erdbeben, die für das Quellarray genutzt wurden, bieten Quellarrays bestehend aus Mikrobeben aus dem untersuchten Gebiet gute Möglichkeiten zur Untersuchung von Krustenstrukturen.…