Expander | Modellierung triaxialer Tektonik: GFZ

Triaxiale Tektonik führt zur Entstehung von Störungsnetzwerken, die aufgrund von Wechselwirkungen auf allen Zeitskalen ein komplexes Verhalten aufweisen können.

Experimentelles Störungsmuster unter zweiphasiger triaxialer Verformung. *(CC BY: M. Rosenau/GFZ)*

3D-Oberflächendiagramm mit geschichteten Materialien, die oben mit „Sand“ (orange) und unten mit „Silikon“ (grau) beschriftet sind, wobei die Pfeile mit σ0, σ1, σ2 und σ3 die Spannungs- oder Kraftrichtungen angeben. — 3D-Ansicht eines experimentellen Störungsnetzwerks, das sich in einem spröd (Sand)-duktilen (Silikon) analogem Schichtmodell unter triaxialen Verformungsbedingungen bildet. *(CC BY: Jun Liu/GFZ)*

Die Verformung tektonischer Platten erfolgt selten in einer Ebene. Stattdessen sind Ausdünnung und Verdickung in der Regel mit seitlicher Kontraktion bzw. Dehnung verbunden, d. h. mit triaxialer Verformung. Kennzeichen der triaxialen Deformation sind nicht-parallele und nicht-zylindrische Strukturen, Störungsnetzwerke sowie konjugierte Verwerfungen. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Erscheinungsform der triaxialen Deformation der Erde in tektonischen Strukturen zu entschlüsseln.

Wir wählen einen analogen Modellierungsansatz, um dem großräumigen, dreidimensionalen Charakter der natürlichen Vorbilder, z.B. die Basin and Range-Provinz (USA) oder das Südchinesische Meer, und der erforderlichen hohen Auflösung Rechnung zu tragen. Wir ergänzen die analogen Modelle durch numerische Modelle zur Kreuzvalidierung und Erweiterung des Parameterraums und der Beobachtungsgrößen (z. B. Spannungstensor, volumetrische Deformation).

Zuwendungsgeber

HelTec/GFZ, China Scholarship Council (CSC), Northwest University (Xi'an, China), Sun Yat-sen University (Guangzhou, China), University of Lausanne (Switzerland)

Kooperationen

Genxiong Yang (Nanjing U/IPGP Paris), Frank Zwaan (U Lausanne)

Publikationen

Liu, J., Rosenau, M., Brune, S., Kosari, E., Rudolf, M., & Oncken, O. (2024): Fault networks in triaxial tectonic settings: Analog modeling of distributed continental extension with lateral shortening. Tectonics, 43, https://doi.org/10.1029/2023TC008127

Liu, J., Rosenau, M., Kosari, E., Brune, S., F. Zwaan, & Oncken, O. (2025): The evolution of fault networks during multiphase triaxial and biaxial strain: An analogue modeling approach, Journal of Geophysical Research - Solid Earth, https://doi.org/10.1029/2025JB031180 (see also Editors' Highlights)

Zwaan, F., Muluneh, A. A., Liu, J., Kosari, E., Rosenau, M., Corti, G., & Sani, F. (2025). Local Strain Reorientation Explains Deformation of Rift-oblique Tectonic Lineaments Along the Main Ethiopian Rift. Τeκτoniκa, 3(2), 40–57. https://doi.org/10.55575/tektonika2025.3.2.86