QCrust 2 - Dämpfungsmodelle der Kruste für die Verifikation des CTBT

Land / Region: Deutschland

Projektanfang: 01.11.2020

Projektende: 31.10.2023

Projektstand: 01.06.2021

Im Rahmen des Kernwaffenteststoppabkommens (CTBT - Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty) nimmt die BGR die Rolle des Nationalen Datenzentrums (NDC) ein; zentrale Aufgabe zur Erfüllung des gesetzlichen Auftrags ist hierbei die Beratung der Bundesregierung bei Fragen zur Verifikation des CTBT. Die Unterscheidung von kritischen Ereignissen (Kernsprengungen) zu anderen seismischen Quellen (Minensprengungen, Erdbeben) sowie die Abschätzung der Ladungsstärke sind zentrale Informationen für diese Aufgabe. Das betrifft auch mögliche Verdachtsfälle von Verletzungen des CTBT in Deutschland und benachbarten Regionen.

Für die Identifikation und Verifikation kritischer Ereignisse spielt die Seismologie eine zentrale Rolle, insbesondere die Bestimmung der Magnitude und der Ereignistiefe. Für eine exakte Beschreibung und Modellierung des durch das Ereignis verursachten seismischen Wellenfeldes sind dabei Kenntnisse über den Untergrund im Bereich des gesamten Laufwegs (Quelle bis Empfänger) erforderlich. Eine genaue Beschreibung der seismischen Wellenausbreitung erfordert neben einem möglichst genauen Geschwindigkeitsmodell präzise Informationen über die intrinsische und die Streu-Dämpfung des Mediums.

Exemplarische Darstellung der Dämpfungseigenschaften des Untergrundes auf die Amplitude seismischer Wellen Quelle: BGR

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung automatischer Verfahren für die Detektion, Lokalisierung und Klassifizierung seismischer Ereignisse in naher Echtzeit mit dem Schwerpunkt auf Deutschland und benachbarte Regionen. Dabei ist die Bestimmung von Dämpfungsmodellen und eine standortspezifische Charakterisierung des Untergrundes seismologischer Stationsstandorte zur genaueren Abschätzung der Magnituden von besonderer Bedeutung. Diese Informationen bilden auch die Grundlage für sogenannte Erschütterungskarten. Aus solchen Karten lässt sich die durch seismische Ereignisse verursachte Emission von oberflächennahen Bodenerschütterungen und deren räumliche Verteilung ablesen. Zusätzlich kann mit dem hierbei entwickelten Verfahren ein Algorithmus zur zeitlich-räumlichen Nachbebenprognose bei stärkeren seismischen Ereignissen implementiert werden. Insgesamt liefern die im Rahmen des Projekts entwickelten Werkzeuge eine schnelle automatische Entscheidungshilfe zur Charakterisierung potenzieller Verletzungen des CTBT in Deutschland und benachbarten Regionen.